基于物联网的智慧农业系统研究_朱茗
基于物联网技术的智慧农业管理系统设计与实现
基于物联网技术的智慧农业管理系统设计与实现随着科技的迅速发展，物联网技术在各行各业都得到了广泛的应用，其中智慧农业管理系统作为一个重要的应用领域，为农业生产带来了新的变革。
本文将深入探讨基于物联网技术的智慧农业管理系统的设计与实现。
一、引言智慧农业管理系统是将物联网技术与农业生产相结合的一种应用方案，通过传感器设备、物联网平台和数据分析算法等技术手段，实现对农业生产全过程的监测、管理和优化。
这种系统能够帮助农民提高生产效率、减少资源浪费，实现精细化、智能化的农业管理。
二、系统设计1. 传感器设备智慧农业管理系统的核心是传感器设备，能够实时获取农田环境、作物生长、水质等相关数据。
例如，温湿度传感器可以监测农田的温度和湿度变化，光照传感器可以判断作物所需的光照强度，土壤湿度传感器可以测量土壤湿度的变化。
这些传感器设备可以通过无线网络或者有线网络与物联网平台连接，实现数据的传输。
2. 物联网平台物联网平台是智慧农业管理系统的数据处理和分析中心，它接收传感器设备上传的数据，并进行存储、处理和分析。
物联网平台通过数据分析算法，对农田环境、作物生长等数据进行分析，为农民提供科学决策支持。
例如，通过对温湿度数据分析，可以得到最适宜的作物种植时间和生长环境；通过对土壤湿度数据分析，可以实现精确的灌溉管理，减少水资源的浪费。
3. 决策支持系统基于物联网技术的智慧农业管理系统还可以配备决策支持系统，帮助农民进行农业生产的决策。
决策支持系统可以根据农田环境、作物生长等数据，预测病虫害发生的风险，提醒农民采取相应的防治措施；也可以根据市场需求，预测作物的价格走势，引导农民选择合适的作物种植。
三、系统实现1. 传感器网络布置在农田中合理布置传感器设备是智慧农业管理系统实现的前提。
农田的空间特点和作物种类会影响传感器的数量和布置方式。
例如，对于大面积的农田，可以采用传感器网络，通过无线传输方式将数据传输到物联网平台；对于小面积或者复杂的农田，可以使用有线传输方式，如通讯电缆等。
基于物联网技术的智慧农业管理系统设计
基于物联网技术的智慧农业管理系统设计智慧农业管理系统设计简述随着科技的迅速发展，物联网技术在各个领域的应用越来越广泛，其中包括农业领域。
基于物联网技术的智慧农业管理系统能够帮助农民提高生产效率、降低成本，并实现农业的可持续发展。
本文将介绍一个基于物联网技术的智慧农业管理系统的设计。
1. 系统概述基于物联网技术的智慧农业管理系统是一个综合性的管理平台，通过物联网设备和传感器实时监测农田的环境条件、作物的生长状况、气象数据等信息，并结合数据分析和决策支持系统，为农民提供科学的农业生产指导和管理建议。
2. 系统组成智慧农业管理系统主要由以下几个组成部分构成：2.1 传感器网络在农田中部署大量的传感器，用于监测土壤湿度、温度、光照强度等环境因素，以及作物生长过程中的生长情况。
传感器通过物联网技术与云服务器进行数据传输。
2.2 数据收集与存储云服务器负责接收传感器发送的数据，并进行存储和管理。
服务器中的数据库用于存储农田环境数据、作物生长数据、气象数据等。
2.3 数据分析与决策支持通过对收集到的数据进行实时分析和处理，提取有用的信息，并通过决策支持系统为农民提供科学的农业生产指导和管理建议。
决策支持系统可以根据农田的状况，提供适合的灌溉方案以及施肥、喷药等措施的建议。
2.4 远程控制与监控智慧农业管理系统还具备远程控制和远程监控的功能。
通过手机、电脑等终端设备，农民可以实时远程监控农田的状态、作物的生长情况，并可以远程控制农田的灌溉系统、施肥设备等。
3. 系统实现技术在物联网技术的支持下，智慧农业管理系统采用了以下技术：3.1 无线传感技术传感器通过无线通信技术，将采集到的数据传输至云服务器。
无线传感技术在农田环境中能够灵活、便捷地部署传感器，实时监测农田的环境因素。
3.2 数据分析技术利用大数据分析技术，对农田环境数据、作物生长数据等进行实时分析和处理，提取有用的信息，为农民提供决策支持。
3.3 云计算技术通过云服务器，存储和管理大量的农田环境数据、作物生长数据等，并提供强大的计算能力，支持数据分析和决策支持系统的运行。
基于物联网的智慧农业系统研究
基于物联网的智慧农业系统研究作者：朱茗来源：《中国新通信》2013年第11期【摘要】本文分析了中国农业的现状，以及物联网对当前农业生产的推进作用，并以农业养殖大棚为例，说明了物联网在农业养殖大棚中实现智慧农业管理的过程。
【关键词】物联网智慧农业Zigbee传感器农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加霜。
中国农业需要变革，变革要从源头抓起。
将物联网技术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支撑，是发展“智慧农业”的核心。
一、中国农业发展现状我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平的30%和25%，且现有耕地中2/3是中低产田，农田灌溉水的有效利用率只有30%～40%（发达国家已达50%～70%）。
化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚至要低一半以上，21世纪我国人口增长和土地资源减少的矛盾不可逆转。
我国农业信息技术经过多年的研究，有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学管理、农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整，养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍未取得重要突破。
二、中国物联网发展现状物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Enabled）的，如贴上RFID、条形码标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（Grand Integration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
基于物联网的智慧农业系统的研究与应用
基于物联网的智慧农业系统的研究与应用随着科技的不断进步和社会的不断发展，农业也开始进入到智能化的时代。
传统的农耕方式已经不能满足农业的需求，越来越多的农民开始使用物联网技术来提高农业的效率和质量。
本文就基于物联网的智慧农业系统的研究与应用进行探讨。
一、物联网技术在智慧农业系统中的应用智慧农业系统是利用物联网技术对农业生产进行智能化管理的一种新型农业生产方式。
传感器、智能控制器、无线通信等技术的应用，可以实现对土壤、气象、植物、动物等方面的实时监控，提高农业生产效率和品质，保证农产品的安全和环保。
1. 传感器技术传感器是物联网技术在智慧农业系统中的关键技术之一。
传感器可以实时监测土壤水分、温度、PH值、养分等指标，并将数据上传到云端，通过数据分析得到所需要的农业信息，为农民提供科学决策。
2. 无线通信技术无线通信技术可以连接传感器和云平台，实现数据的实时上传和下载。
无线通信技术的应用也可以方便农民在手机端查看实时数据、设置参数、控制设备等，提高农民的生产效率和管理水平。
3. 云计算技术云计算技术是智慧农业系统的核心，可以对大量的数据进行高效的处理和分析。
通过云计算技术，可以对传感器上传的农业数据进行分析，得到课程分析报告，为农民提供更好的管理建议。
二、智慧农业系统的优点1. 提高生产效率传统的农业生产方式需要人工操作，时间和人力成本较高，而智慧农业系统可以实现自动化管理，提高生产效率，减少人工干预，降低劳动成本。
例如，通过不同种类农作的品种参数采集，辅助农民在作物的种植和管理上实现精准化农业。
2. 保障农产品质量智慧农业系统可以实时监测农作物和动物的生长情况，积极防范虫害和病害发生，及时发现并处理问题，保障农产品的质量和安全。
3. 减少环境污染智慧农业系统可以在7*24小时内对土壤、水质、气象等方面进行监测和控制，避免过量的农药、化肥等对环境的污染。
三、智慧农业系统存在的问题与解决方案1. 硬件成本较高传感器的成本较高，还有无线通信、控制器等硬件设备的费用，使得建设智慧农业系统面临较大的经济压力。
基于物联网的智慧农业管理系统开发
基于物联网的智慧农业管理系统开发智慧农业是指通过物联网技术，将传感器、无线通信和数据处理技术应用于农业领域，实现对农作物生长环境、水肥管理、病虫害监测等各方面信息的实时监测和管理。
基于物联网的智慧农业管理系统的开发，旨在提高农业生产效率、降低生产成本、保护环境、提高农民收入。
一、系统概述基于物联网的智慧农业管理系统是一种综合利用物联网技术、云计算、大数据分析等先进技术，连接传感器、无线通信设备和数据处理设备，实现对农田、种植作物、农业设施等信息实时监测和管理的系统。
该系统具备以下特点：1. 多传感器数据采集：系统根据农田和作物的具体需求，配备适当的传感器，对土壤湿度、土壤温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度等关键参数进行实时采集。
2. 数据通信和远程监控：采集到的数据通过无线通信传输到数据处理设备和云平台，在云端对数据进行存储和处理，并通过手机应用程序和网页端实现远程监控。
3. 决策支持和智能控制：通过大数据分析和机器学习算法，系统能够对农田和作物进行精准的决策支持，提供水肥管理、病虫害监测与预警、作物生长模型等功能，并能够实现智能控制，自动调控灌溉、施肥等操作。
二、系统架构基于物联网的智慧农业管理系统的架构包括传感器节点、数据传输网络、数据处理设备和云平台。
1. 传感器节点：传感器节点负责实时采集农田和作物的相关信息，包括土壤湿度、土壤温度、空气湿度、光照强度等，采用无线通信技术将数据传输给数据传输网络。
2. 数据传输网络：数据传输网络使用无线通信技术，连接传感器节点和数据处理设备，将采集到的数据传输给数据处理设备，并实现远程监控和管理。
3. 数据处理设备：数据处理设备负责接收传感器节点传输的数据，并进行数据存储和处理，包括数据清洗、数据挖掘和数据分析，通过大数据分析和机器学习算法对数据进行处理，生成决策支持和智能控制指令，并将结果传输给云平台。
4. 云平台：云平台用于存储和管理农田和作物的相关数据，通过网页端和手机应用程序向用户展示数据和分析结果，实现远程监控和管理，提供决策支持和智能控制功能。
基于物联网的智慧农业技术系统研究
基于物联网的智慧农业技术系统研究智慧农业技术系统是指通过物联网技术的应用，将传感器、网络通信和决策支持系统等技术与农业生产相结合，实现农业生产的信息化、智能化和可持续发展。
这一技术系统的研究旨在提高农业生产效率、优化资源利用、减少生产成本以及保护环境等方面发挥重要作用。
一、智慧农业技术系统的发展现状在智慧农业技术系统的发展方面，物联网技术提供了一个突破口。
物联网技术通过连接农业设施和设备，实现真正意义上的智慧农业。
目前，智慧农业技术系统已经在全球范围内得到了广泛应用。
首先，通过传感器和监控设备的应用，智慧农业技术系统可以实时监测农作物的生长情况、土壤的湿度、温度和养分含量等重要指标。
基于这些数据，农民可以进行准确的灌溉和施肥，从而提高农作物的产量和质量。
其次，在农业机械化方面，智慧农业技术系统可以实现农机的远程操控和自主导航。
利用GPS和传感器等技术，农机可以在不受地形和环境限制的情况下，更加高效地完成土地耕作和喷洒等任务。
另外，在农产品质量检测和溯源方面，智慧农业技术系统可以通过在农产品上搭载传感器和RFID标签等设备，实现对农产品生产过程的全程监控和记录。
这样一来，消费者可以准确了解到农产品的生产地、生产过程和质量等信息，提高消费者对农产品的信任度。
二、智慧农业技术系统的挑战与解决方案智慧农业技术系统的发展虽然带来了巨大的机遇，但同时也面临着一些挑战。
首先，智慧农业技术系统的建设需要大量的投资。
传感器、监控设备和通信设备等高科技产品的价格较高，给农民带来了经济压力。
解决这一问题的关键是通过政府的支持，降低设备的成本，并提供贷款和补贴等政策来推动智慧农业技术系统的普及。
其次，智慧农业技术系统的数据安全和隐私问题也是一个值得关注的问题。
随着农业信息化的进一步发展，大量的农业数据将被采集和传输，如果这些数据被未经授权的人获取，将对农民的权益和农业生产带来极大的威胁。
因此，加强对农业数据的安全管理和维护是非常重要的。
基于物联网的智慧农业管理系统研究
基于物联网的智慧农业管理系统研究一、引言随着物联网技术的快速发展和普及，物联网被广泛应用到各个领域。
其中，智慧农业管理系统是物联网技术在农业领域的重要应用之一，其利用传感器、智能控制器、网络通信等技术手段，实现了农业生产全过程的实时监测、数据分析和智能控制，不仅提高了农业生产效率，还能减少劳动力和资源的浪费，降低环境污染。
本文将对基于物联网的智慧农业管理系统进行研究。
二、智慧农业管理系统的概述智慧农业管理系统是一种利用物联网技术实现农业生产全过程的信息化管理系统。
该系统通过传感器采集各种农业参数，如土壤温湿度、气象条件、植株生长状况等，将数据传输至数据中心进行处理和分析，生成各种决策支持信息，为农民提供科学决策依据，实现农业生产的信息化、智能化和现代化。
智慧农业管理系统包括传感器节点、数据采集系统、数据处理和分析系统、决策支持系统和执行控制系统等组成部分。
其中，传感器节点主要负责实时采集各种农业参数数据，数据采集系统则负责传输数据至数据中心，数据处理和分析系统则对收集的数据进行分析和处理，生成各种决策支持信息，决策支持系统则为农民提供相关决策支持，执行控制系统则负责执行各种控制策略，实现农业生产的智能控制。
三、智慧农业管理系统的主要功能智慧农业管理系统主要具备以下功能：1.数据采集和实时监测。
通过各种传感器节点实现对农业生产全过程的实时监测和数据采集，为数据处理和分析提供数据基础。
2.数据处理和分析。
通过数据处理和分析系统对采集的数据进行分析和处理，生成各种数据报告和决策支持信息，为农民提供科学决策依据。
3.决策支持系统。
为农民提供各种实时决策支持，如灌溉管理、肥料管理、药物管理等，优化农业生产流程，提高农业生产效率。
4.智能控制。
利用执行控制系统实现对农业生产的自动控制，如智能灌溉、智能喷淋、智能施肥等。
5.数据存储和管理。
通过信息管理系统实现对采集的数据的存储和管理，便于后期分析和研究。
四、智慧农业管理系统的优势智慧农业管理系统相比传统的农业生产管理方式具有以下优势：1.实现农业生产的信息化、智能化和现代化，提高了农业生产效率。
基于物联网的智慧农业系统研究与开发
基于物联网的智慧农业系统研究与开发智慧农业是一种将物联网技术应用于农业生产管理的创新型农业发展模式。
它通过传感器、无线通信、云计算等技术手段，实现了农业生产的智能化、规模化和精细化管理。
基于物联网的智慧农业系统研究与开发就是针对智慧农业的需求和挑战，通过研究和开发相关系统和技术，为农业生产提供科技支撑，促进农业现代化进程。
一、智慧农业系统的研究背景随着全球人口的不断增长和资源的紧缺，农业生产面临着巨大的压力。
传统的农业生产方式难以满足现代社会对粮食和农产品的需求。
而基于物联网的智慧农业系统的研究和开发，则为农业生产带来了新的机遇和挑战。
二、智慧农业系统的核心技术1. 传感器技术：智慧农业系统通过在农田、畜牧场、温室等地点安装各种传感器，实时监测土壤水分、温度、湿度、气象数据等信息，借助物联网技术将数据传输至数据中心，为农业生产提供科学依据。
2. 无线通信技术：智慧农业系统通过无线通信技术将传感器获取的信息传输至云端，农民或管理者可以通过智能手机、电脑等终端实时获取农田、温室、畜牧场的信息，进行远程监控和管理。
3. 云计算技术：智慧农业系统中的大量数据需要进行存储、分析和处理，云计算技术提供了强大的计算和存储能力，可以实现大规模数据的快速分析和处理，为农业生产提供决策支持。
4. 大数据和人工智能技术：智慧农业系统通过在众多农田和畜牧场收集的数据，可以利用大数据和人工智能技术进行数据挖掘和分析，从而预测病虫害的发生、调整作物生长周期，提高农业生产的效率和质量。
三、智慧农业系统的应用案例1. 水稻智慧种植系统：通过安装传感器实时监测水稻生长过程中的温度、湿度、土壤湿度等信息，结合大数据和人工智能技术，预测病虫害发生的概率，提前采取防治措施，保障水稻的生长和产量。
2. 温室智能控制系统：利用传感器技术监测温室内的温度、湿度、CO2浓度等信息，控制温室内的灌溉、通风、灯光等设备，为蔬菜和花卉的生长提供最佳环境条件，提高产量和质量。
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基于物联网的智慧农业系统研究□朱茗浙江省公众信息产业有限公司
农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使
用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变
暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加
霜。
中国农业需要变革，变革要从源头抓起。
将物联网技
术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控
和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支
撑，是发展“智慧农业”的核心。
一、中国农业发展现状
我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平
的３０％和２５％，且现有耕地中２／３是中低产田，农田灌溉
水的有效利用率只有３０％￣４０％（发达国家已达５０％
￣７０％）。
化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并
导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍
化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚
至要低一半以上，２１世纪我国人口增长和土地资源减少
的矛盾不可逆转。
我国农业信息技术经过多年的研究，
有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学
管理、
农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整，
养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标
准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快
捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍
未取得重要突破。
二、中国物联网发展现状
物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的
传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭
智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Ｅｎａｂｌｅｄ）的，
如贴上ＲＦＩＤ、条形码标签的各种资产、携带无线终端的
个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通
过各种无线和／或有线的长距离和／或短距离通讯网络
实现互联互通（Ｍ２Ｍ）、应用大集成（ＧｒａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、以及
基于云计算的ＳａａＳ营运等模式，在内网（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、专网
（Ｅｘｔｒａｎｅｔ）、和／或互联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）环境下，采用适当的信
息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
物联网相关技术在中国已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来３年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、智慧城市、智慧医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。
三、物联网在农业中的应用在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、ＰＨ值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、ＣＯ２传感器等设备，监测环境中的温度、相对湿度、ＰＨ值、光照强度、土壤养分、ＣＯ２浓度等物理量参数，并通过基于Ｚｉｇｂｅｅ网络协议的无线设备将参数传送到标准网关设备，标准网关通过ＧＳＭ、ＣＤＭＡ或者以太网将数据发送到服务器中进行分析控制，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。
远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行检测控制。
采用无线网络传递测量得到的农作物的各种参数，可以为精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
下一步的目标是一方面加入更多不同种类的传感器采集数据并加大采集频率，另一方面在云平台侧建立更多的数学模型，摸清不同地区、不同季节、不同农作物的最佳养殖规律，达到最优化品质、最优化质量的产品，并建立突然预案应对突发天气情况和其他一些突然情况对农作物生长的影响。
四、小结与传统农业不能适应农业持续发展的需要相比，智慧农业可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。
【摘要】本文分析了中国农业的现状，以及物联网对当前农业生产的推进作用，并以农业养殖大棚为例，说明了物联网
在农业养殖大棚中实现智慧农业管理的过程。
【关键词】物联网智慧农业Ｚｉｇｂｅｅ传感器
参考文献［１］黄桂田．《物联网蓝皮书：中国物联网发展报告（２０１２￣２０１３）》社会科学文献出版社２０１３
［２］徐勇军．《物联网关键技术》电子工业出版社２０１２
［３］李道亮．《农业物联网导论》科学出版社２０１２
新聚焦ｅｗＦｏｃｕｓＮ１９。