物联网结课论文

物联网技术在蔬菜温室大棚生产中的应用

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2016年12月25日

目录

一绪论 (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 国外研究现状 (1)

1.3 国内研究现状 (2)

二农业物联网及其关键技术 (2)

2.1 农业物联网的概念 (2)

2.2 农业物联网关键技术 (3)

2.3 物联网技术在农业生产中的有效应用 (3)

三物联网技术在蔬菜温室大棚的应用 (4)

3.1 蔬菜温室大棚控制系统构建 (4)

3.2 蔬菜温室大棚物联网自动控制系统 (4)

3.2.1 数据采集系统 (4)

3.2.2 数据传输系统 (4)

3.2.3 数据分析系统 (4)

3.2.4 生产操作系统 (5)

3.3 蔬菜温室大棚控制系统的主要功能 (5)

3.4 蔬菜温室大棚控制系统的具体工作 (5)

四结语 (6)

五附录 (7)

一绪论

1.1 研究背景及意义

我国是一个农业大国，尽管农业作为我国的第一产业有着重要的地位。但是随着城市化、工业化的加快，导致目前农村务农人数不断下降，适龄劳动力大量涌入城市，在农村滞留的大量留守老人和儿童成为当前农村的现状。为了解决送种城市化的趋势所带来的农业生产经营模式的改变，政府大力推进±地流转政策完善，使得原先的传统个体小规模农业模式慢慢转变成大规模合作社农场模式。在当前＂互联网＋＂思维得到广泛传播与接受的时代趋势下，通过科学技术手段和现代通讯手段来促进农业生产任务的完成成为当前农业界理论和时间应用研究的热点[1]。

在这种背景下，物联网技术的发展与兴起，为实现农业智能化、信息化提供了现实实践基础。从当前的社会发展格局来看，我国作为一个拥有庞大人口基数的农业国家，要满足十几亿人口需求量和要求质的农作物产品问题是一个大问题[2]。因此＂十二五＂规划明确提出了＂推进农业现代化，加快新农村建设，统筹城乡发展，加快发展现代农业＂这个观点，使得智能农业成为我国现代农业发展的主旋律，为我国大力推进现代农业提供了一种科技化发展的途径。推动着我国的传统农业向精细化和智能化演进。

智能农业指的是在农产品的生产过程中，通过智力技术知识和各种类型的高科技信息的整理与合成、分析，从而使得信息和核也技术成为农业发展的基础和核也，由此而衍生出一个以信息和技术咨询服务为基础的农业新产业线，对农业的増长的贡献极为重要。从这个基本涵义来看，生产主体信息化与生产过程智能化构成了智能农业的整体。其中，生产主体信息化通过进行农村综合信息平台建设、农村信息服务站建设、农村宽带普及工程、新型农民培训计划推进农村通讯网融合试点和农村信息化示范工作让农业生产劳动者融入信息智能社会。而后者面向农业的生产过程，重点是通过引入新的智能技术收集农业信息，改善农业生产模式。通过大数据的统计，运用云计算和统计软件进行数据分析，针对当前的形式进行合理布局，力求实现将传统的粗放型农业向智能农业转型，由此提高农业生产效率及产品附加值等，提高运营收益，创新赢利点，有效推进我国的农业产业进行进一步的升级。

1.2 国外研究现状

1999年，美国麻省理工学院Auto-ID实验室由于成功的实现了产品电子编码，因而提出了利用射频、无线网络与互联网进行整合，从而构建物－物互联的物联系统。随后，国际电信联强（ITU）在1997年到2005年的几年间，发布了７份＂ITU Internet Report＂研究报告。2005年，国际电信联盟还发布了物联网研究报告，对物联网进行了巧妙的概念的系统性构建，推动了物联网概念在全世界各国的推广，引起了人们的重视。

不少财力雄厚的大公司积极对物联网技术进行了开发，并在物联网基础上进行的土壤结构转变、专用品种的培育、肥水灌溉管理、农业大棚环境调控等方面研究可谓是成果累累；2007年，克尔斯博公司开发了一款监测系统，该系统为无线环境检测，可以实现对农业环境的全方位的实时监测，有全自动的智能灌溉、霜冻监测和施肥驱虫等功能，有效的提高了农产品的产出率。Fourtec公司基于传感数据记录与环境监测技术，建立起了智能化的设施大棚，Phyto-sensors group公司为了测量叶子温度、液流率、茎粗、果实大小、光合作用等各项作物生理参数而设置的高端植物传感技术，该技术集成了叶片温度、茎流水势、茎粗、

光合和蒸腾传感系统。可见，基于计算机技术、ＮＥＴ技术、通讯技术的系统工程开发、大数据统计、信息决策系统、智能决策链等正在形成系统的研究。在美国的智能农业圈中，构建了一个从大棚信息的采集到具体的大棚农业生态环境的信息的传输处理再到生态农业信息发布的分层体系生态结构。从而使农业生态环境信息系统得Ｗ完整的构建，其在气候、土壤和水等数据方面的采集和发布作用得到了美方政府的认可和重视，高压雾化降温、加湿系统、湿帘降温技术在智能农业技术圈里拥有数一数二的地位。而法国的智能农业专家，开发出通信卫星空中数据搜集与反馈、分析，能及时发现灾害气候，对地面接收站发出预告，并能对灾害可能引起的相应病虫害进行预测，让地面系统提前形成防御方案。并利用智能检测与实施系统进行土壤环境进行精确的数据分析，根据种植农作物的种类的不同具体需求，调节和改善种植环境，不需要人工的全机械化自动化的施肥、灌概、打药。而荷兰还研发出一个针对智能大棚的自动化控制系统，可根据种植的农作物对不同季节、不同时刻的温湿度要求，通过终端的数据整合与分析来实现对大棚内的温湿度、光线、二氧化碳浓度等数据进行适当的调整。在亚洲，日本智能农业专家开发出了智能栽培技术，计算机控制系统可通过对温度、湿度和肥料等多因素监测，并通过反馈回的数据而进行系统的随时调节，将这些环境因子调控成在最适合大棚内农作物生长发育的水平[3]。从欧美的研究现状到亚洲的研究现状来看，信息技术在智能农业大棚的建设和应用在全世界范围不断的向前发展，其中所用的技术紧随世界科技潮流，走在科技的前沿。

1.3 国内研究现状

随着物联网在全球范围得到了快速的发展，我国政府也开始重视物联网技术的研究与发展。2009年，当时的国务院总理温家宝在讲话中提出＂感知中国＂这一概念，这个概念的核心内涵就是要在全国范围内大力发展物联网技术及在其基础上衍生发展的产业。2011年，在工信部发布的《物联网＂十二五＂发展规划》中可见，在我国，物联网的发展可促进我国经济的长足发展和社会的快速进步。而今，随着大数据、云计算、云储存等让风头正劲的＂互联网＋＂成为了产业升级的突破口。在此基础上的互联网＋农业，正式成为了目前智能农业物联网发展的前进方向。

农业物联网是物联网体系的重要組成部分，是未来的产业蓝海，它是一个在农业生产、经营、服务、管理、决策流程中坚决贯彻和执行智能化科技手段的信息网络系统。有强大的物联网技术做奠基，农业物联网在建立农业生产规模化、集约型农业生产经营管理方式，控制农业生产环境因子，可在整个农业生产过程中起着积极的意义，是传统农业依靠新兴技术走向现代农业一个重要途径。

二农业物联网及其关键技术

2.1 农业物联网的概念

农业物联网就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构，农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现在农业的应用。“感知”就是运用各类传感器，如温度传感器、湿度传感器、光传感器、PH 值传感器、CO 2 传感器等设备，广泛地采集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流等环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO 2 浓度等物理量参数信息；“传输”就是建立数据传输和格式转换方法，通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传