物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)

1、Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of EducationKey Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education）“在應對這場國際金融危機中，各國正在進行搶占經(jīng)

2、濟科技制高點的競賽，全球?qū)⑦M入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)振興時代。我們必須在這場競爭中努力實現(xiàn)跨越式發(fā)展?！?“要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP時代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級，邁向信息社會的發(fā)動機 ”Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)(The Internet of Things)概念于概念于19991999年提出，是年提出，是將所有物品通過各種信息傳感設備，如射

3、頻識別裝置、基于光聲將所有物品通過各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、基于光聲電磁的傳感器、電磁的傳感器、3S3S技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過操作終端，實現(xiàn)智能化來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過操作終端，實現(xiàn)智能化識別和管理。識別和管理。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，也能提高動植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，方式，也能提高動植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。IOT基本理論

4、模型Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education智能卡智能卡條形碼條形碼二維碼二維碼 GPS傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)設設備備近距離近距離通信通信因特網(wǎng)因特網(wǎng)跟蹤定位跟蹤定位高速高速數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)絡Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education“智慧地球”的內(nèi)涵“智慧地球”是IBM對運用信息技術(shù)構(gòu)建新的世界運行模型的愿景?！案兄袊?/p>

5、是對物聯(lián)網(wǎng)在中國泛在應用效果的概括。更深入的智能化更深入的智能化使用數(shù)據(jù)挖掘和分使用數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、科學模型和功能強大的運算系析工具、科學模型和功能強大的運算系統(tǒng)處理復雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計算，統(tǒng)處理復雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計算，整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信息，以更好地支持決策和行動。息，以更好地支持決策和行動。更全面的互聯(lián)互通更全面的互聯(lián)互通將個人電子設備、將個人電子設備、組織和政府信息系統(tǒng)中儲存的信息交互組織和政府信息系統(tǒng)中儲存的信息交互和共享，從而對環(huán)境和業(yè)務狀況進行實和共享，從而對環(huán)境和業(yè)務狀況進行實時監(jiān)控。時監(jiān)控。更透徹的感知更透徹的感知利用

6、任何可以隨時隨利用任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統(tǒng)或流程，便于立即采取應對措施和系統(tǒng)或流程，便于立即采取應對措施和進行長期規(guī)劃。進行長期規(guī)劃。Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)泛在網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的泛在網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的下一代，而是互聯(lián)網(wǎng)下一代，而是互聯(lián)網(wǎng)應用的拓展應用的拓展Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System I

7、ntegration, Ministry of Education物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)牧業(yè)中的應用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的信息化、產(chǎn)業(yè)化提供了前所未有的機遇。同時，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)也為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了最為廣闊的應用平臺。其中在農(nóng)業(yè)應用：資源 農(nóng)地整治重大工程監(jiān)管；基本農(nóng)田數(shù)量、等級、 利用效率、環(huán)境質(zhì)量網(wǎng)絡化管理;農(nóng)用水資源管理環(huán)境 農(nóng)田土壤、地表與地下 水環(huán)境、光熱、小氣候生產(chǎn) 作物生產(chǎn)：土壤理化參數(shù)、水、肥、保、苗設施農(nóng)業(yè): 生物環(huán)境控制與管理信息系統(tǒng)養(yǎng)殖生產(chǎn): 個性化生理、健康、喂養(yǎng)監(jiān)測管理農(nóng)產(chǎn)品與食品 產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)品儲存、物流、營銷農(nóng)業(yè)裝備 服務作業(yè)調(diào)度、工況監(jiān)控、遠程診斷服務K

8、ey Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education低成本、環(huán)境適應性、可靠性、微功耗、安全性低成本、環(huán)境適應性、可靠性、微功耗、安全性三類態(tài)傳感器：三類態(tài)傳感器：集聚式傳感器節(jié)點集聚式傳感器節(jié)點移動式傳感器節(jié)點移動式傳感器節(jié)點( (車載、便攜）車載、便攜）分布式固定傳感器節(jié)點分布式固定傳感器節(jié)點使用特點使用特點: 季節(jié)性、空間分布性、多參數(shù)嵌入季節(jié)性、空間分布性、多參數(shù)嵌入分布式傳感器分布式傳感器 匯聚節(jié)點匯聚節(jié)點，采用采用ZigBee適于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)適

9、于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)接入：互聯(lián)網(wǎng)接入： 邏輯思維邏輯思維 形象思維；知識工形象思維；知識工程；云服務；人機和諧；現(xiàn)代信息服務產(chǎn)業(yè)程；云服務；人機和諧；現(xiàn)代信息服務產(chǎn)業(yè)Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education可靠傳遞可靠傳遞智能處理智能處理全面感知全面感知利用云計算，模糊識別等各種利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制體實施智能化的控制

10、Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education智能農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)功能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場信息的展示設備的端口信息報警信息的展示農(nóng)業(yè)相關(guān)信息、視頻展示系統(tǒng)狀態(tài)配置管理后臺管理無線發(fā)送模塊地址信息中央節(jié)點端口信息用戶管理存儲所有數(shù)據(jù)手動控制智能控制控制柜數(shù)據(jù)庫智能展示閾值設置設備管理權(quán)限管理多農(nóng)業(yè)現(xiàn)場管理傳感器上下限的設置.智能規(guī)則增加智能規(guī)則修改場圖繪制,展現(xiàn)實時數(shù)據(jù)折線圖繪制,展示歷史數(shù)據(jù)信息更新周期設置智能農(nóng)業(yè)解決方案CO2CO2網(wǎng)絡溫 光光遮灌溉水量濃度視頻移動偵測加濕器控制風

11、機控制天窗、邊窗控制攝像機云臺示范工程&解決方案精細化農(nóng)業(yè)示范工程精細化農(nóng)業(yè)示范工程：將傳感器網(wǎng)絡應用于湖南兩型社會，構(gòu)建精細化農(nóng)業(yè)示范，利用動態(tài)自組織傳感器網(wǎng)絡，采集農(nóng)田作物的實時信息，如溫度、光照度、土壤酸堿度等，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；⒓s化和數(shù)字化。農(nóng)業(yè)智能控制平臺控制協(xié)議網(wǎng)絡測量度 照濕度告警源照 濕強 度度 濃 、異 度 溫常 異 度常 異?？刂扑?陽簾 網(wǎng)控 控制 制視頻源錄 實像 時資 視料 頻遠程管理終端主界面GIS方式設備列表方式主要功能視頻查看植物生長態(tài)勢實時采集大棚內(nèi)外溫濕度、光照、CO2濃度、灌溉水量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)遠程控制天窗、邊窗、遮陽網(wǎng)、水簾、風機、加溫器、噴灌及施肥

12、等外部執(zhí)行設備查詢和播放錄像農(nóng)業(yè)行業(yè)終端網(wǎng)頁終端農(nóng)業(yè)行業(yè)終端手機終端示范工程&解決方案：精細化農(nóng)業(yè)示范工程現(xiàn)場部署示范工程&解決方案精細化農(nóng)業(yè)示范工程（含水監(jiān)測）土壤含水量監(jiān)測，智能調(diào)節(jié) 土壤含水傳感器將土壤含水量參數(shù)上報給中央系統(tǒng)平臺； 在中央系統(tǒng)平臺上對各種作物精細化生長的土壤含水量進行閾值設置，如果傳感器上報的參數(shù)超標，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過專家系統(tǒng)的策略機制，當土壤含水量出現(xiàn)異常，將開啟自動灑水車進行噴水；土壤含水傳感器示范工程&解決方案精細化農(nóng)業(yè)示范工程（溫濕度監(jiān)測）大棚溫度監(jiān)測，智能調(diào)節(jié) 溫度傳感器將大棚室內(nèi)溫度參數(shù)上報給中央系統(tǒng)平臺； 在中央系統(tǒng)平臺上對

13、各種作物精細化生長的室內(nèi)溫度進行閾值設置，如果傳感器上報的參數(shù)超標，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過專家系統(tǒng)的策略機制，當室內(nèi)溫度出現(xiàn)異常，將開啟風機，天窗，保溫簾等進行溫度調(diào)節(jié)；溫濕度傳感器示范工程&解決方案精細化農(nóng)業(yè)示范工程（光 大棚光照監(jiān)測，智能調(diào)節(jié) 照監(jiān)測） 光照傳感器將大棚室內(nèi)光照參數(shù)上報給中央系統(tǒng)平臺； 在中央系統(tǒng)平臺上對各種作物精細化生長的光照參數(shù)進行閾值設置，如果傳感器上報的參數(shù)超標，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過專家系統(tǒng)的策略機制，當光照參數(shù)出現(xiàn)異常，將開啟天窗，遮陽簾等進行光照度調(diào)節(jié)光照傳感器智能信息化平臺實時顯示Key Laboratory of Modern Precisio

14、n Agriculture System Integration, Ministry of Education（1）技術(shù)標準問題）技術(shù)標準問題 世界各國存在不同的標準。中國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會于世界各國存在不同的標準。中國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會于2006年成立了無線傳感器網(wǎng)絡標準項目組。年成立了無線傳感器網(wǎng)絡標準項目組。2009年年9月，傳感器網(wǎng)絡標準工月，傳感器網(wǎng)絡標準工作組正式成立了作組正式成立了PG1(國際標準化國際標準化)、PG2(標準體系與系統(tǒng)架構(gòu)標準體系與系統(tǒng)架構(gòu))、PG3(通信與信息交互通信與信息交互)、PG4(協(xié)同信息處理協(xié)同信息處理)、PG5(標識標識)、PG6(安全安

15、全)、PG7(接口接口)和和PG8(電力行業(yè)應用調(diào)研電力行業(yè)應用調(diào)研)等等8個專項組，開展具體的國家標個專項組，開展具體的國家標準的制定工作。準的制定工作。 （2）安全問題）安全問題 信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點考慮。信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點考慮。（3）協(xié)議問題）協(xié)議問題 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于TCP/IP，但在接，但在接入層面，協(xié)議類別五花八門，入層面，協(xié)議類別五花八門，GPRS/CDMA、短信、傳感器、有線等多、短信、傳感器、有線等多種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個統(tǒng)一的協(xié)議棧。種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個統(tǒng)一的協(xié)議棧。Ke

16、y Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education （4）IP地址問題地址問題 每個物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個地址。物聯(lián)網(wǎng)需要每個物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的更多的IP地址，地址，IPv4資源即將耗盡，那就需要資源即將耗盡，那就需要IPv6來支撐。來支撐。IPv4向向IPv6過渡是一個漫長的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用過渡是一個漫長的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址，就必然會存在地址，就必然會存在與與IPv4的兼容性問題。的兼容性

17、問題。 （5）終端問題。）終端問題。 物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡接入等功能，且不物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對運營商來說同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對運營商來說是一大挑戰(zhàn)。是一大挑戰(zhàn)。 農(nóng)業(yè)資源管理：農(nóng)用土地資源、水資源、生產(chǎn)資料 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理：土壤、大氣、水質(zhì)、氣象、災害 生產(chǎn)過程管理：農(nóng)田精耕細作、設施農(nóng)業(yè)、健康養(yǎng)殖 農(nóng)產(chǎn)品與食品安全：產(chǎn)地環(huán)境，產(chǎn)后、貯藏加工、物流運輸、供應鏈可追溯系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)裝備與設施：工況監(jiān)測、遠程診斷、服務調(diào)度。Key Laboratory o

18、f Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education快速、低成本、可靠感知過程信息是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用的基礎(chǔ)！快速、低成本、可靠感知過程信息是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用的基礎(chǔ)！一批關(guān)鍵農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)培育問題期待科技突破！一批關(guān)鍵農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)培育問題期待科技突破！物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用 需求驅(qū)動、著力研究面向問題的解決方案Demand-driven； Problem-Oriented Solutions. 開放系統(tǒng)：硬件接口、通信協(xié)議、軟件平臺 學科深度交叉：農(nóng)學與信息學、畜牧與信息學 傳

19、感器、無線傳感器網(wǎng)絡：“十二五”研究重點 數(shù)據(jù)挖掘：聯(lián)機跨庫挖掘、多媒體挖掘、檢索 視頻圖像信息處理：圖像壓縮、圖像識別 智能服務探索：服務平臺、服務模式Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的思考物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的思考Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢預測農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展

20、趨勢預測 土壤傳感器研究開發(fā)Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education機載式農(nóng)田土壤水分機載式農(nóng)田土壤水分/ /壓實壓實/ /電導率測量裝置電導率測量裝置便攜式電導率測量儀便攜式電導率測量儀機載式土壤電導率機載式土壤電導率 測量裝置測量裝置有線、無線分體式有線、無線分體式太陽能供電太陽能供電無線傳感器無線傳感器Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Educationo 作物苗情傳感器研究開發(fā)作物苗情傳感器研究開發(fā)作物長勢診斷儀作物長勢診斷儀作物冠層信息獲取裝置作物冠層信息獲取裝置 電化學離子敏傳