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一、智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)的研發(fā)背景

    基于物聯網技術的精確農業(yè)是當今世界農業(yè)發(fā)展的新潮流。傳統(tǒng)農業(yè)的模式已遠不能適應農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，而精確農業(yè)為現代農業(yè)的發(fā)展提供了一條光明之路，精確農業(yè)與傳統(tǒng)農業(yè)相比最大的特點是以高新技術和科學管理換取對資源的最大節(jié)約。在實現精確農業(yè)的道路上，現有的基于有線的智能農業(yè)系統(tǒng)依然存在著諸多問題，隨著物聯網技術的發(fā)展，基于無線傳感網的智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)將精確農業(yè)從概念化轉化為產業(yè)化，無線網絡具有較高的傳輸帶寬、抗干擾能力強、安全保密性好，而且功率譜密度低。利用上述特點，可組建針對農田信息采集和管理的目的無線網絡，實現農田信息的無線、實時傳輸。同時，可以給用戶提供更多的決策信息和技術支持，用戶可隨時隨地通過電腦和手機等終端進行查詢、實現整個系統(tǒng)的遠程管理。

    綜上所述，智能精確農業(yè)取代傳統(tǒng)農業(yè)是農業(yè)發(fā)展的必然，更是符合我國國情的選擇，智能精確農業(yè)可以促進農業(yè)發(fā)展方式的轉變，可以實現高效利用各類農業(yè)資源和改善環(huán)境這一可持續(xù)發(fā)展目標，不但可以最大限度提高農業(yè)現實生產力，而且是實現優(yōu)質、高產、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展農業(yè)的有效途徑。

二、智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)的原理

    智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)主要是通過溫度傳感器、土壤傳感器、濕度傳感器和溫控儀、濕控儀、空氣測試儀、自動噴灌系統(tǒng)相連接，通過WIFI設備服務器與遠端天線矩陣通訊，再通過第三代光載無線交換機，將溫度、濕度、土壤干燥度等數據實時地送到遠程智能系統(tǒng)，再將數據通過手機或手持終端發(fā)送給農業(yè)人員、農業(yè)專家、給農業(yè)專家的遠程指導、方案決策提供數據依據。

三、智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)結構

    智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)一共包括3個層面的連接：感知層、傳輸層、應用層。

    1.感知層

    主要負責視頻畫面與傳感數據采集，通過攝像頭、終端傳感器，對設施農業(yè)現場實時畫面、作物生長大棚、室外空氣溫度、濕度和土壤的溫度、濕度的數據采集，采集方式視頻畫面為連續(xù)采集，傳感器數據為周期性自動采集，采集周期可根據用戶要求設定，用戶也可臨時通過終端修改周期時間。

    2.傳輸層

    感知層數據利用WIFI設備服務器，數據轉換為基于802.11b/g的2.4GHZ無線信號，發(fā)射到就近天線矩陣轉換為光信號，通過單模光纖傳輸200-5000米距離后，到達中心機房的第三代光載無線交換機，交換機內部經過光/電信號轉換后、及射頻交換后，最終轉換為以太網協(xié)議，通過RJ45網線，接入農場本地局域網，據此，遠程信號與本地局域網信號交換傳輸完畢。

    3.應用層

    利用WEB服務器，及PC終端應用層專業(yè)控制軟件，用戶可在本地數據庫調用現場實時視頻錄像、按周期采集的溫濕度、土壤成分、土壤溫度、空氣成分、光度等數據，用戶在個人PC或者手機終端上可以查看，并根據這些數據與現場圖像，在遠程對農場進行操作。

四、智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)項目建設原則

    智能農業(yè)物聯網精細農業(yè)自控系統(tǒng)建設和系統(tǒng)設計必須遵循以下原則：

    1、充分利用現有的資源：充分利用現有計算機、網絡、信息的資源，避免重復建設。

    2、先進性與發(fā)展性：采用計算機系統(tǒng)和光載無線技術進行系統(tǒng)設計，既要保證當前系統(tǒng)運行的高可靠性，又要能適應未來技術發(fā)展的需要。

    3、實用性與經濟性：在系統(tǒng)設計中，不僅要考慮到目前各種業(yè)務的實際需求，更充分考慮到將來業(yè)務種類增長的需求，從實用性出發(fā)，解決實際問題。

    4、標準化與開放性：采用符合國際、國家標準的軟件和硬件設備，遵循有關技術規(guī)范體制，使系統(tǒng)具有靈活的互聯能力。

    5、可靠性與安全性：選用可靠的產品與技術，在系統(tǒng)出現異常時，具有應變能力和容錯能力，確保系統(tǒng)安全可靠。對某些信息資源的使用要進行一定的權限劃分，并對信息系統(tǒng)的運行情況進行實時監(jiān)控。

    6、信息共享：對信息資源考慮有條件、分層次共享，使信息既得到充分、有效的利用，又符合內部信息的保密要求。

    7、靈活性與擴充性：選用符合國際發(fā)展潮流的國際標準的軟件，使系統(tǒng)具有良好的可移植性、可擴展性，保證在將來發(fā)展中迅速采用最新出現的技術，降低系統(tǒng)成本。

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