物联网应用论文

《物联网概论》

课程论文

题目物联网技术在农业领域的研究进展

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杭州国际服务工程学院（信息科学与工程学院）

物联网技术在农业领域的研究进展

摘要：从农作物生长监控、渔塘监控、禽舍监控三个物联网在生态农业中的实际应用详细讨论了物联网技术在农业领域的作用，并且根据当前物联网技术在农业领域的研究的现状分析，枚举了物联网在农业领域研究中出现的各种问题，包括标准化体系的缺失、IPv4地址不足，制约着物联网的发展、安全等相关问题。

关键词: 物联网; 射频识别; 无线传感器网络;农业

物联网技术在农业领域的研究进展

杭州国际服务工程学院杨青青

引言

中国自古以来就是一个农业大国，地域辽阔，我国农业起源的时间上推至万年以前。农业的生产发展对我国的经济发展至关重要。但是在中国自然灾害频发，气候复杂多变，将物联网技术用于解决“三农”问题是一个很好的发展机遇。实现蔬菜种植、管理、运输信息全程追溯，保证农产品和食品质量安全，并推广低碳能源、废弃物循环利用，拓展新型农业经济。改变粗犷的农业经营管理模式，也能提高动植物的疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代化农业发展。物联网在现代农业领域的应用包括：监视农作物灌溉情况、畜禽的环境状况、土壤气候变更以及大面积的地表检测，收集温度、风力、湿度、大气、降雨量、土壤水分、土壤pH值等，从而进行科学预测，帮助农民减灾、抗灾，进行科学种植，进而提高农业的综合效益。

1.物联网技术在农业领域的应用现状

1.1.环境信息和农作物生长监控信息监测

在农田，温室大棚，果园安装监控终端，采集光照、温度、土壤水含量、CO2浓度等影响农作物生长信息，通过无线传输模块传输到后台中心，系统根据配置策略，自动开启或关闭设备(远程灌溉、施肥等)，做到自动灌溉，自动施肥的精细化农业。

1.2.渔塘监控

在渔塘中放置传感器，实时监测鱼塘溶解氧、水质情况，自动控制氧泵开启和关闭，同时显示在监控子系统上，大大的提高鱼苗的成活率，而且能有效的防治水污染。

1.3.禽舍监控

传感器放在禽舍的中心，采集温度,湿度,空气质量等数据将同时显示在电脑主控机上，使人一目了然，并根据相应的条件自动开起或停止，排风，升温，加湿，照明，消毒等各种控制环境的设备，使禽类每一分种都处于最适合自己的环境中。这样就大大地提高了饲料转化率，节约了饲养成本，从而增加了饲养的利润，同时对疫情疫病有效的防治。

2.物联网通信

2.1.物联网体系架构

农业物联网产业链主要包括三方面内容:传感设备、传输网络、应用服务。

( 1 )感知层温度传感器、湿度传感器、光传感器、CO2浓度等传感器、无线监控终端

( 2 )传输层 CDMA 1X/GPRS、无线传输网络

( 3 )应用层后台软件、WEB、手机

图1-1物联网体系架构

3.物联网技术在农业领域的研究现状

中国大力发展卫星，把它联成网，每个卫星定点某个区域，全天候监控。我国减灾卫星已经达到了6颗，北斗GPS定位卫星也很多，用于粮食估产和灾情监测。我国日光温室占全国温室比例90%以上，但设施装备水平比较落后，和国外相比还是有很大的差距。如在以色列和荷兰，在监测光、水之外，还可以监测叶片的营养状况、植株杆叶液体流动情况，分析它到底缺不缺水，这种生命体系的监测比环境监测更好。我们研发了一个叫温室娃娃的产品，它可以接4个传感器，信息搜集来以后，建立一个小的决策系统。过去是形成一个表格指导农民怎么办，现在通过语音告诉农民该怎么操作。

在果园进行物联网管理，对果园的生命信息和生理信息，包括叶片温度和湿度进行管理。在畜牧业养殖的应用重点是对牛的管理，因为牛的体积比较大，单个管理起来成本中等。针对鸡鸭管理成本会比较大。现在农业部也在积极探索对于个体比较小动物的管理。在水产当中应用传感器还不太成熟，而在食品冷藏物流和食品安全控制中是一个很重要的领域。从生产过程中化肥农药的使用，到运输过程当中的信息检测和监控，包括体积变化，到市场流通的过程，都可以用电子标签，一维码、二维码信息技术解决。从种植业、蔬菜生产这一块，也可以建立这样相对完善的体系。

4.有待解决的关键问题

4.1.智能感知器的成本问题。

农业环境的信息采集和传输的感知设备成本相对来说还比较昂贵，目前只能适用一些价值比较高的作物和动物，但是农业生产的普遍都是一些低价值、数量大的产品，所以物联网在中国要大面积的推广实施就必须降低设备的成本问题。

4.2.农田无线传感器网络体系的功耗问题。

功耗问题一直是传感器节点研究的重点，在农业中也是如此。在无线传感器网络中，节点能耗的大小是决定整个网络生命周期的关键。由于农作物的平均生产周期较长，并且传感器节点数量较多，节点供电的电池的更换是耗资巨大的工作。

4.3.物联网感知节点上数据高效传输问题。

农业往往检测采集到的数据很庞大，所以需要大量的传感器节点和少数的汇聚节点。由于农业物联网具有感知数据量大、时效性强、无线通信带宽低的特性，网络节点在存储、计算、能量和通信方面都存在局限性。数据传输不及时可能就不能安全可靠的反应农作物的生长状况。

5.结束语

通过这几天的找资料，请教同学和老师，我终于圆满的完成了这篇论文。也因此我了解了物联网在农业技术中应用的重要性，物联网在农业中的发展将是未来农业发展水平的一个重要标志，也是未来农业的发展方向。它必然能使人们从繁重的农业劳作中解脱出来，更高效率的自动进行劳作，我认为未来物联网在农业方面的发展会越来越好，虽然还面临了很多巨大的挑战，相信随着时间的推移，技术的发展，我们终会迎来农业只能生产的时代。

参考文献:

［1］赵春江,农村信息化技术,北京:中国农业科学技术出版社,2007.

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［5］张海涛,马建,熊永平.物联网技术应用,北京:机械工业出版社,2011,5.

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