物联网在精致农业中的应用(PPT 62张)

4．2 从“精准农业”到“精致农 业”， 从3S技术到物联网
在微观上 它通过分布在田间或大棚内的多种传 感器，自动感测并跟踪控制作物的生 长态势并进行最佳管理。 物联网将促进农业从单纯的生产导向 转向“生产、生活、生态”的“三生 并重”的绿色环保导向农业。其内涵 已不仅包含农田种植，还扩展到园艺 经营、集约化养殖、产品加工及主副 食品的生产管理，涌现出越来越多的 创新性应用 。
4．3 无线传感网的基础作用
Mote
Mote是无线传感节点，极小尺寸的又称为 智能灰尘（Smart dust），特征是具有智 能性与极小尺寸。Mote的相关产品均使用 柏克利大学研发的TinyOS和TinyDB为操作 系统与数据库系统。
4.1 精致农业概述
上世纪七十年代
微电机技术的发展推动了农业工程的长足进步， 美国开始在农业机械中推广光机电一体化的分 析装置和控制技术，使得对农田灌溉与农肥农 药的受控喷施在硬件上成为可能，大型农机作 业可实现精细化作业。
4.1 精致农业概述
八十年代 计算机技术起飞，微处理器成本不断下降而 功能日益强大，各种大型农机的专用计算机 普及，实现了对各作业点测量数据进行分析、 并能结合各种优化模型进行多因素比较，为 科学农耕提供了聪明的“脑袋”。
国内外现状
基辛格博士说：“21世纪，谁控制了石油，谁就控制 了所有国家；谁控制了粮食，谁就控制了人类；谁掌握 了货币发行权,谁就掌握了世界。” 我国随着各地城市化建设的加速，可耕地面积、灌溉用水 和生态与环境压力将持续加大。
4.1 精致农业概述
国内农业发展面临的大课题
转变传统农业耕作方式，减少浪费，降低成本， 尽可能提高每一寸土地、每一滴水的利用率和产 能，减少每一克农药、化肥的用量，发挥机械化、 自动化、信息化作用。
4．3 无线传感网的基础作用
Zigbee
Zigbee遵循IEEE 802.15.4 协议，是一种新的 短距离无线通讯标准，最大优势在于低成本、 低耗电及应用范围广。主要用于改善蓝芽的缺 点，因蓝芽技术只能撷取7个无线设施，而 ZigBee却能控制6万多个；且从开启蓝芽耳机到 接收蓝芽手机的讯号约需3～4秒，Wi-Fi系统也 如此，但ZigBee接口传输仅要30 毫秒。这种 802.15.4/Zigbee可以设置在手机或遥控器上， 在一个空间内可迅速抓取各个配备同样接口的 无线设施讯号，故应用面非常广泛。
4.1 精致农业概述
九十年代
美国政府鼓吹“信息高速公路” 海湾战争后GPS技术民用化 戈尔提出1米分辨率的“数字地球”
4.1 精致农业概述
九十年代
各大农机厂商纷纷向市场提供了装有GPS定位 和探测作物生长传感器的康拜因，它能在作业 过程中自动采集12-15m2单元内的小面积土壤 和农作物位置坐标，通过模糊聚类分析软件生 成农田内作物长势分布图，定量分析各田块的 作物长势，将块间差异与坐标结合，指挥农机 对各块进行优化调控作业，为农机作业提供了 敏锐的“眼睛”。
精致农业的 关键技术
4．3 无线传感网的基础作用
农业领域的无线传感网结构 主要分两个方向 Wi-Fi遵循 IEEE 802.11（IEEE 1999b）,
以日本农业总合研究所创的田间服务器（Field Server, FS）为代表 ZigBee遵循IEEE 802.15.4 （IEEE 2003）通讯协议, 以美国柏克利大学的以Mote为基础的WSN和NASA喷射 引擎实验室（JPL）的感测网为代表
4.1 精致农业概述
“精准农业”的基本内 涵 精准农业将传统作物学、农艺学、土壤学、植保
学、资源测量学和优化控制技术等集成在农机装 备上，与田间信息采集技术、优化与决策支持技 术等融为一体，在3S（即GPS空间定位系统、GIS 地理信息系统、RS遥感监测系统）技术的支持下， 实现小范围农田定位。控制现代农业机械，实测 作物生长情况和土壤条件等的差异，动态修改对 定位单元范围内作物的分析、按土壤的需要变化 进行施肥、病虫害管理、植物保护等方面的作业， 形成所谓“处方式耕作”方式。
4.1 精致农业概述
精准农业的提出
美国国家研究委员会于1997年发表了《21 世纪的精准农业---地理空间与信息技术 应用于作物管理》，全面阐述了信息技术 将为改进作物生产管理和提升农业产能与 经济效益提供的巨大潜力，正式提出了 “精准农业”技术体系的研究现状，阐述 了精准农业的概念，总体功能和发展前景 等。
在宏观上
4．3 无线传感网的基础作用
无线传感网（Wireless Sensor Network, WSN） 它将布置在一个特定区域内的 许多传感器以无线通信方式相 互连结组成网络，形成精细农 业管理信息系统的基础架构， 用于监测环境的变化、对象定 位、观察特定参量等，进而做 出相应操作、传输数据以及其 它辅助作业。
物联网概论
第4章物联网在精致农业中的应用
2010年8月
目
4.1
录
精致农业概述
4.2 “精准农业”到“精致农业” 4.3 无线传感网基础作用
4.4
精致农业领域的应用案例
学习目标
1）了解精致农业的基本内涵 2）了解物联网在精致农业中的应用 3）了解物联网在精致农业应用的基本技术 构架
4.1 精致农业概述
4．2 从“精准农业”到“精致农 业”， 从3S技术到物联网
21世纪 信息技术进一步发展，各类应用门槛 大大降低。 物联网的出现，使原先以定位为主的 功能扩展到自动识别、农产品流通跟 踪、环境感测、耕作优化、辅助决策 等领域，从而极大地丰富了 “Precision Agriculture”的技术内 涵与应用，并孕育着划时代的农业革 命。
4．3 无线传感网的基础作用
Wi-Fi
Wi-Fi为Wireless FiE对无线网 络制定了802.11标准协议，包括不同无线AP之间 传输器的802.11f（用于漫游），以及不同传输 频率和速度的802.11（a,b,g）。802.11b 有两 种运作模式，一种是无线网卡和AP之间建立网络， 另一种是称为Ad Hoc 的客户端对客户端的传输 模式，在这一模式中，每组使用无线网卡的客户 端均需要在对方的信号范围内。