农业物联网系统解决方案

托普云农——致力于中国农业信息化的发展！

农业物联网系统解决方案

随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet 通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。

关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee

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目录

第一章绪论 (1)

1.1智慧农业产生背景 (1)

1.2物联网技术智能化管理 (1)

1.3系统简介 (1)

第二章总体方案 (3)

2.1 可行性分析 (3)

2.2 风险分析 (3)

2.2.1.区域经济侧重风险分析 (3)

2.2.2.国际经济风险分析 (4)

第三章系统设计 (5)

3.1智慧农业物联网技术分析 (5)

3.2总体设计 (6)

3.2.1智能农业控制系统 (6)

3.2.2云计算系统 (8)

3.3 数据储存与访问设计 (8)

3.4 系统功能架构 (8)

3.5 系统部署架构 (8)

3.6 主要硬件设备 (9)

3.6.1CC2530介绍 (9)

3.6.2芯片引脚功能 (9)

第四章总结 (13)

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第一章绪论

1.1智慧农业产生背景

农业信息技术是我国现代农业科技的重要内容，大力推进“信息化与农业现代化融合”是我国现代农业发展方向。“农业物联网”即利用物联网技术，即通过相应的智能传感器设备实时监控农业种植环境，并将各个相应的数据通过数据采集设备，经过无线网络系统传送到信息控制中心，进而对农业种植环境进行调节，智能控制农作物健康生长所需环境如温度、湿度以及光照、土壤温度、含水量，及时灌溉系统。实现农业种植综合生态信息的自动检测，对环境进行自动监控。

1.2物联网技术智能化管理

农业是关系着国计民生的基础产业，我国传统农业在向现代农业发展中面临着确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量，改善生产效益低下、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题而不能适应农业持续发展的需要。因此，关于农业物联网技术的研究势在必行。物联网是以感知为目的的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。物联网可以很好地应用到诸多领域，农业即是其中之一。

通过在农业种植系统中安装相应的只能控制系统，实现对整农作物种植环境中各个参数的实时监控，及时掌握农作物生长环境的一些参数，并根据参数变化适时调控来掌控农作物最佳的生长环境，将生物信息获取方法应用于无线传感器节点，为温室精准调控提供科学依据。

1.3系统简介

基于物联网技术的农业种植监控系统核心包括以下几部分：

1）感知层：顾名思义，感知层相对于物联网而言，类似于人类的感觉器官，主要是用于识别物体并进行信息采集。信息感知层通过采用先进的传感技术，即

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利用温度、湿度、光照、风速等各种传感器，得到农业生产过程中的精细化信息，如设施内温度、湿度、光照情况、CO2浓度、土壤湿度、营养液浓度等信息，是对植物生长状况进行判定的基础。数据感知与采集，实现种植环境中的土壤湿度、空气温度湿度、光照及自动灌溉系统的实时感知的试纸传送到ZigBee协调器节点上；

2）应用层：信息应用层通过对数据进行科学处理而制定相应的管理决策，从而实现对农业生产过程的控制。例如利用无线传感器网络获取作物生长环境的温湿度、光照强度等信息，并对各类信息进行分析，依据制定的管理策略，与传动机构进行通讯，控制传动机构，进行自动灌溉、施肥、加温、控光等，同时对异常信息自动报警。该系统负责对采集的数据进行存储、信息处理和控制指令的下达，为用户提供分析决策依据，用户可随时随地提供电脑灯终端进行查询。

物联网技术的农业种植环境监控管理系统功能结构框图如图1.1所示。

图1.1系统功能结构图

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第二章总体方案

2.1 可行性分析

由于农村地区村民想摆脱农耕生活，中国东部、南部及中部地区数百万公顷的农田冬季遭弃耕。农业部的统计资料显示，中国南部16省2150万公顷农田冬季无人耕种，占16省总耕地面积的46.6%以上。中国农业科学院研究员卢布表示，这一现象可能是因为“农民不愿意把时间花在种地上，而是想要去城里工作赚更多的钱。”现在新一代的打工潮中不断出现年轻的90后面孔，但农田里劳作的人们可谓真是书本上读到的“农民伯伯”，年轻一代的劳动力在农村流失巨大，日出而作日落而息的生活对他们似乎毫无吸引力。农业作为一个古老的行业，在历朝历代的中国都是立国之本。中国是一个农业大国，却不是农业强国。土地分散、生产效率低、技术落后等导致的竞争力不强一直都是阻碍我国农业发展的重要因素。中国农业大部分还处于靠天吃饭的局面，随着科学技术的发展，农业的工业化、信息化是趋势所在目前农业信息化技术在农业中的应用已经从零散的点的应用发展到全面应用，信息的有效沟通和高效利用使得农业生产系统、农业管理系统、农业市场系统、农村生活系统等农业系统的运转更加有效、智慧，物联网技术的发展将真正促成智慧农业的诞生。农业的可持续发展、和谐农村、农业资源的有效利用和环境保护，这些被不断提及和关注的问题会得到更优化的解决方法。

2.2 风险分析

2.2.1. 区域经济侧重风险分析

我国是世界上的农业大国，但又是耕地严重不足的国家，目前我国人均耕地面积排名世界第126位，仅占有世界人均耕地面积的40%。因此，发展智慧农业具有长远和现实意义。

我国幅员辽阔，农业自然条件复杂，农业机械化综合水平较低，在农业生产领域，电子、计算机和信息等技术的应用还较少，因此全面推广智慧农业尚有一定困难，但可以在规模化和机械化程度较高的地区，如新疆、黑龙江等地区的大型农场率先开展智慧农业技术应用。对于经济发达、城市化程度高的地方，要建

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