农业物联网解决方案设计及项目实施

农业物联网解决方案设计及项目实施

一、农业物联网简介概述：

当前，我国正处于从传统农业到现代农业转变的过程中，信息技术成为利用现代高新技术改造传统农业的重要途径。农业信息化的发展大致经历了电脑农业、数字农业、精准农业和智慧农业四个阶段。智慧农业是农业生产的高级阶段，集新兴的物联网、大数据、云计算等技术为一体。物联网是在互联网基础上的延伸和拓展，通过全面感知、万物互联和智能化应用，实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接，从而进行识别、管理和控制。在国内，农业物联网在农业发展中的应用显示出了一定的成效，推动了大棚蔬菜、大田种植、花卉种植、水产养殖等多方面农业的快速发展，农业物联网相关技术、体系、产品等在我国农业及农村信息化领域已经得到了初步应用，例如常见的传感技术、智能化管理系统、遥感系统、远程监测系统、生物信息及诊断系统等。这些技术有助于监管农产品的整个生产及流通过程，并将各个环节的相关信息借助物联网传输到农产品流通中心的数据库中，提高了农产品安全质量管理水平及物流的实效性。

农业物联网技术的研究应用是现代智慧农业发展的需要，也是衡量一个国家综合科技实力与农业发展水平的重要标志。当前我国农业在取得巨大成就的同时，也面临人口增加、耕地减少、农村劳动力减少、自然灾害增加、环境污染加重等问题的严峻挑战。因此，未来的农业生产需要进行精准监控和科学管理，实现对资源的合理配置，以最少的投入达到最大的收益，高效地利用各类农业资源，取得最大的经济效益和环境效益。今后农业物联网应面向集约、高产、高效、生态、安全的现代农业发展需求，综合运用无线传感器技术、移动通信技术、自动化技术、作物安全生产与高效栽培技术、病虫害综合防治技术、土壤肥料资源高效利用技术等，实现跨学科、多领域高新技术综合应用支撑下的环境信息精确监测、生产过程精准管理、肥-水-药智能实施、病虫害智能诊断与监控预警、农产品质量安全监管与追溯等目标。随着托普云农传感器终端设备在农业生产环境中的大量应用，农业生产环境变量被转化成数字信号，进行传输、存储、分析、处理，数据量逐渐变大，数据结构日益复杂大数据环境下，全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术创新了农业物联网应用模式，各种农业资源利用效率大幅度提高，农业能耗和成本最大限度地降低，农业生态环境破坏最大限度减少，提高农业全链条、全产业、全过程的智能化、泛在化程度，实现农业生产环境的实时监测、自动控制、数字化管理，农业生产管理系统达到整体最优化，这也是农业物

联网未来发展的必然趋势。

农业物联网通过与信息化的有效结合实现高度的智能化是我国农业发展的必然趋势，而托普云农的农业物联网的推广与应用是实现该目标的重要途径。在政府以及相关科研机构的推动下，我国农业物联网技术已经取得了一定的进步，其应用也有了不错的成效，但其技术离成熟还有较大距离，应用的开拓空间也还很大。具体表现在：我国农业的应用对象具有多样化的特点，采集的信息也很复杂。虽然我国在国际物联网标准的制定上已经有了一定的主导作用，但在国内还没有统一、有效的标准体系。农业物联网的相应商业模式还不成熟,重复投入问题较突出，可持续发展商业模式较少。在未来的发展中，应当积极探索不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体农业物联网技术应用模式及可持续商业模式。我国在农业生产精细化、自动化方面还比较薄弱，现有的农业监测及自动控制技术普及率较低，制约了农业物联网应用的发展。硬件设备与技术水平仍需要提高。在未来，我们要加强对农业物联网的重视与研究，不断完善其标准体系与运营机制的建设，推动农业物联网应用的标准化、规模化与产业化。

二、农业物联网智能测控系统在农业中应用的意义：

我国是农业大国，而非农业强国。近30年来果园高产量主要依靠农药化肥的大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损

失并造成环境污染。我国农业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁，对农业可持续性发展带来严峻挑战。本项目针对上述问题，利用实时、动态的农业物联网信息采集系统，实现快速、多维、多尺度的果园信息实时监测，并在信息与种植专家知识系统基础上实现农田的智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动控制。突破果园信息获取困难与智能化程度低等技术发展瓶颈。目前，我国大多数水果生产主要依靠人工经验尽心管理，缺乏系统的科学指导。设施栽培技术的发展，对于农业现代化进程具有深远的影响。设施栽培为解决我国城乡居民消费结构和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重要作用，温室种植已在农业生产中占有重要地位。要实现高水平的设施农业生产和优化设施生物环境控制，信息获取手段是最重要的关键技术之一。作为现代信息技术三大基础(传感器技术、通信技术和计算机技术)的高度集成而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。网络由数量众多的低能源、低功耗的智能传感器节点所组成，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线传输网络传送到基站主机以及需要这些信息的用户，同时用户也可以将指令通过网络传送到目标节点使其执行特定任务。

托普云农物联网在农业领域中有着广泛的应用。我们从农产品生产不同的阶段来看，无论是从种植的培育阶段和收获阶段，都可以用物联网的技术来提高它工作的效率和精细管理。

（1）在种植准备的阶段，我们可以在温室里面布置很多托普云农的传感器，分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物。

（2）在种植和培育阶段，可以用托普云农物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化，保证植物育苗在最佳环境中生长。比如说通过采集设备，比如说降温了，我可以给他在温室里加热。

（3）在农作物生长方面，可以利用托普云农物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照情况，通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合，配合控制系统调理作物生长环境，改善作物营养状态，及时发现作物的病虫害爆发时期，维持作物最佳生长条件，对作物的行长管理有非常重要的作用。

（4）在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用托普云农物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的测算。

（5）提高效率，节省人工，如果是几千亩的农场，要对各大棚进行浇水施肥，手工加温，手工卷帘，那要用大量的时间和人员来操作。如果应用了托