物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)

1、Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of EducationKey Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education）“在應(yīng)對(duì)這場(chǎng)國(guó)際金融危機(jī)中，各國(guó)正在進(jìn)行搶占經(jīng)

2、濟(jì)科技制高點(diǎn)的競(jìng)賽，全球?qū)⑦M(jìn)入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)振興時(shí)代。我們必須在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中努力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。” “要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP時(shí)代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，邁向信息社會(huì)的發(fā)動(dòng)機(jī) ”Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)(The Internet of Things)概念于概念于19991999年提出，是年提出，是將所有物品通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如射

3、頻識(shí)別裝置、基于光聲將所有物品通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別裝置、基于光聲電磁的傳感器、電磁的傳感器、3S3S技術(shù)、激光掃描器等各類(lèi)裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起技術(shù)、激光掃描器等各類(lèi)裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過(guò)操作終端，實(shí)現(xiàn)智能化來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過(guò)操作終端，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。識(shí)別和管理。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方式，也能提高動(dòng)植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，方式，也能提高動(dòng)植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。IOT基本理論

4、模型Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education智能卡智能卡條形碼條形碼二維碼二維碼 GPS傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)設(shè)設(shè)備備近距離近距離通信通信因特網(wǎng)因特網(wǎng)跟蹤定位跟蹤定位高速高速數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education“智慧地球”的內(nèi)涵“智慧地球”是IBM對(duì)運(yùn)用信息技術(shù)構(gòu)建新的世界運(yùn)行模型的愿景?！案兄袊?guó)”

5、是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)泛在應(yīng)用效果的概括。更深入的智能化更深入的智能化使用數(shù)據(jù)挖掘和分使用數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、科學(xué)模型和功能強(qiáng)大的運(yùn)算系析工具、科學(xué)模型和功能強(qiáng)大的運(yùn)算系統(tǒng)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算，統(tǒng)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算，整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信息，以更好地支持決策和行動(dòng)。息，以更好地支持決策和行動(dòng)。更全面的互聯(lián)互通更全面的互聯(lián)互通將個(gè)人電子設(shè)備、將個(gè)人電子設(shè)備、組織和政府信息系統(tǒng)中儲(chǔ)存的信息交互組織和政府信息系統(tǒng)中儲(chǔ)存的信息交互和共享，從而對(duì)環(huán)境和業(yè)務(wù)狀況進(jìn)行實(shí)和共享，從而對(duì)環(huán)境和業(yè)務(wù)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。時(shí)監(jiān)控。更透徹的感知更透徹的感知利用

6、任何可以隨時(shí)隨利用任何可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施和系統(tǒng)或流程，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施和進(jìn)行長(zhǎng)期規(guī)劃。進(jìn)行長(zhǎng)期規(guī)劃。Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)泛在網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的泛在網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的下一代，而是互聯(lián)網(wǎng)下一代，而是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展應(yīng)用的拓展Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System I

7、ntegration, Ministry of Education物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)牧業(yè)中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的信息化、產(chǎn)業(yè)化提供了前所未有的機(jī)遇。同時(shí)，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)也為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了最為廣闊的應(yīng)用平臺(tái)。其中在農(nóng)業(yè)應(yīng)用：資源 農(nóng)地整治重大工程監(jiān)管；基本農(nóng)田數(shù)量、等級(jí)、 利用效率、環(huán)境質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)化管理;農(nóng)用水資源管理環(huán)境 農(nóng)田土壤、地表與地下 水環(huán)境、光熱、小氣候生產(chǎn) 作物生產(chǎn)：土壤理化參數(shù)、水、肥、保、苗設(shè)施農(nóng)業(yè): 生物環(huán)境控制與管理信息系統(tǒng)養(yǎng)殖生產(chǎn): 個(gè)性化生理、健康、喂養(yǎng)監(jiān)測(cè)管理農(nóng)產(chǎn)品與食品 產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)品儲(chǔ)存、物流、營(yíng)銷(xiāo)農(nóng)業(yè)裝備 服務(wù)作業(yè)調(diào)度、工況監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷服務(wù)K

8、ey Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education低成本、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、微功耗、安全性低成本、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、微功耗、安全性三類(lèi)態(tài)傳感器：三類(lèi)態(tài)傳感器：集聚式傳感器節(jié)點(diǎn)集聚式傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)式傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)式傳感器節(jié)點(diǎn)( (車(chē)載、便攜）車(chē)載、便攜）分布式固定傳感器節(jié)點(diǎn)分布式固定傳感器節(jié)點(diǎn)使用特點(diǎn)使用特點(diǎn): 季節(jié)性、空間分布性、多參數(shù)嵌入季節(jié)性、空間分布性、多參數(shù)嵌入分布式傳感器分布式傳感器 匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)，采用采用ZigBee適于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)適

9、于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)接入：互聯(lián)網(wǎng)接入： 邏輯思維邏輯思維 形象思維；知識(shí)工形象思維；知識(shí)工程；云服務(wù)；人機(jī)和諧；現(xiàn)代信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)程；云服務(wù)；人機(jī)和諧；現(xiàn)代信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education可靠傳遞可靠傳遞智能處理智能處理全面感知全面感知利用云計(jì)算，模糊識(shí)別等各種利用云計(jì)算，模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制體實(shí)施智能化的控制

10、Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education智能農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)功能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息的展示設(shè)備的端口信息報(bào)警信息的展示農(nóng)業(yè)相關(guān)信息、視頻展示系統(tǒng)狀態(tài)配置管理后臺(tái)管理無(wú)線發(fā)送模塊地址信息中央節(jié)點(diǎn)端口信息用戶(hù)管理存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)手動(dòng)控制智能控制控制柜數(shù)據(jù)庫(kù)智能展示閾值設(shè)置設(shè)備管理權(quán)限管理多農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理傳感器上下限的設(shè)置.智能規(guī)則增加智能規(guī)則修改場(chǎng)圖繪制,展現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)折線圖繪制,展示歷史數(shù)據(jù)信息更新周期設(shè)置智能農(nóng)業(yè)解決方案CO2CO2網(wǎng)絡(luò)溫 光光遮灌溉水量濃度視頻移動(dòng)偵測(cè)加濕器控制風(fēng)

11、機(jī)控制天窗、邊窗控制攝像機(jī)云臺(tái)示范工程&解決方案精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程：將傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于湖南兩型社會(huì)，構(gòu)建精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范，利用動(dòng)態(tài)自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集農(nóng)田作物的實(shí)時(shí)信息，如溫度、光照度、土壤酸堿度等，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)模化、集約化和數(shù)字化。農(nóng)業(yè)智能控制平臺(tái)控制協(xié)議網(wǎng)絡(luò)測(cè)量度 照濕度告警源照 濕強(qiáng) 度度 濃 、異 度 溫常 異 度常 異?？刂扑?陽(yáng)簾 網(wǎng)控 控制 制視頻源錄 實(shí)像 時(shí)資 視料 頻遠(yuǎn)程管理終端主界面GIS方式設(shè)備列表方式主要功能視頻查看植物生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)采集大棚內(nèi)外溫濕度、光照、CO2濃度、灌溉水量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制天窗、邊窗、遮陽(yáng)網(wǎng)、水簾、風(fēng)機(jī)、加溫器、噴灌及施肥

12、等外部執(zhí)行設(shè)備查詢(xún)和播放錄像農(nóng)業(yè)行業(yè)終端網(wǎng)頁(yè)終端農(nóng)業(yè)行業(yè)終端手機(jī)終端示范工程&解決方案：精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程現(xiàn)場(chǎng)部署示范工程&解決方案精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程（含水監(jiān)測(cè)）土壤含水量監(jiān)測(cè)，智能調(diào)節(jié) 土壤含水傳感器將土壤含水量參數(shù)上報(bào)給中央系統(tǒng)平臺(tái)； 在中央系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)各種作物精細(xì)化生長(zhǎng)的土壤含水量進(jìn)行閾值設(shè)置，如果傳感器上報(bào)的參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的策略機(jī)制，當(dāng)土壤含水量出現(xiàn)異常，將開(kāi)啟自動(dòng)灑水車(chē)進(jìn)行噴水；土壤含水傳感器示范工程&解決方案精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程（溫濕度監(jiān)測(cè)）大棚溫度監(jiān)測(cè)，智能調(diào)節(jié) 溫度傳感器將大棚室內(nèi)溫度參數(shù)上報(bào)給中央系統(tǒng)平臺(tái)； 在中央系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)

13、各種作物精細(xì)化生長(zhǎng)的室內(nèi)溫度進(jìn)行閾值設(shè)置，如果傳感器上報(bào)的參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的策略機(jī)制，當(dāng)室內(nèi)溫度出現(xiàn)異常，將開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，天窗，保溫簾等進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)；溫濕度傳感器示范工程&解決方案精細(xì)化農(nóng)業(yè)示范工程（光 大棚光照監(jiān)測(cè)，智能調(diào)節(jié) 照監(jiān)測(cè)） 光照傳感器將大棚室內(nèi)光照參數(shù)上報(bào)給中央系統(tǒng)平臺(tái)； 在中央系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)各種作物精細(xì)化生長(zhǎng)的光照參數(shù)進(jìn)行閾值設(shè)置，如果傳感器上報(bào)的參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警； 經(jīng)過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的策略機(jī)制，當(dāng)光照參數(shù)出現(xiàn)異常，將開(kāi)啟天窗，遮陽(yáng)簾等進(jìn)行光照度調(diào)節(jié)光照傳感器智能信息化平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示Key Laboratory of Modern Precisio

14、n Agriculture System Integration, Ministry of Education（1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題 世界各國(guó)存在不同的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于世界各國(guó)存在不同的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2006年成立了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組。年成立了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組。2009年年9月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立了作組正式成立了PG1(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化)、PG2(標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu))、PG3(通信與信息交互通信與信息交互)、PG4(協(xié)同信息處理協(xié)同信息處理)、PG5(標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí))、PG6(安全安

15、全)、PG7(接口接口)和和PG8(電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研)等等8個(gè)專(zhuān)項(xiàng)組，開(kāi)展具體的國(guó)家標(biāo)個(gè)專(zhuān)項(xiàng)組，開(kāi)展具體的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。準(zhǔn)的制定工作。 （2）安全問(wèn)題）安全問(wèn)題 信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點(diǎn)考慮。信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全也必須重點(diǎn)考慮。（3）協(xié)議問(wèn)題）協(xié)議問(wèn)題 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于TCP/IP，但在接，但在接入層面，協(xié)議類(lèi)別五花八門(mén)，入層面，協(xié)議類(lèi)別五花八門(mén)，GPRS/CDMA、短信、傳感器、有線等多、短信、傳感器、有線等多種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議棧。種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議棧。Ke

16、y Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education （4）IP地址問(wèn)題地址問(wèn)題 每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址。物聯(lián)網(wǎng)需要每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的更多的IP地址，地址，IPv4資源即將耗盡，那就需要資源即將耗盡，那就需要IPv6來(lái)支撐。來(lái)支撐。IPv4向向IPv6過(guò)渡是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用過(guò)渡是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址，就必然會(huì)存在地址，就必然會(huì)存在與與IPv4的兼容性問(wèn)題。的兼容性

17、問(wèn)題。 （5）終端問(wèn)題。）終端問(wèn)題。 物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬(wàn)別，如何滿(mǎn)足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)同行業(yè)需求千差萬(wàn)別，如何滿(mǎn)足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是一大挑戰(zhàn)。是一大挑戰(zhàn)。 農(nóng)業(yè)資源管理：農(nóng)用土地資源、水資源、生產(chǎn)資料 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理：土壤、大氣、水質(zhì)、氣象、災(zāi)害 生產(chǎn)過(guò)程管理：農(nóng)田精耕細(xì)作、設(shè)施農(nóng)業(yè)、健康養(yǎng)殖 農(nóng)產(chǎn)品與食品安全：產(chǎn)地環(huán)境，產(chǎn)后、貯藏加工、物流運(yùn)輸、供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)裝備與設(shè)施：工況監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程診斷、服務(wù)調(diào)度。Key Laboratory o

18、f Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education快速、低成本、可靠感知過(guò)程信息是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)！快速、低成本、可靠感知過(guò)程信息是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)！一批關(guān)鍵農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)培育問(wèn)題期待科技突破！一批關(guān)鍵農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)培育問(wèn)題期待科技突破！物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用 需求驅(qū)動(dòng)、著力研究面向問(wèn)題的解決方案Demand-driven； Problem-Oriented Solutions. 開(kāi)放系統(tǒng)：硬件接口、通信協(xié)議、軟件平臺(tái) 學(xué)科深度交叉：農(nóng)學(xué)與信息學(xué)、畜牧與信息學(xué) 傳

19、感器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)：“十二五”研究重點(diǎn) 數(shù)據(jù)挖掘：聯(lián)機(jī)跨庫(kù)挖掘、多媒體挖掘、檢索 視頻圖像信息處理：圖像壓縮、圖像識(shí)別 智能服務(wù)探索：服務(wù)平臺(tái)、服務(wù)模式Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的思考物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的思考Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展

20、趨勢(shì)預(yù)測(cè) 土壤傳感器研究開(kāi)發(fā)Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education機(jī)載式農(nóng)田土壤水分機(jī)載式農(nóng)田土壤水分/ /壓實(shí)壓實(shí)/ /電導(dǎo)率測(cè)量裝置電導(dǎo)率測(cè)量裝置便攜式電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x便攜式電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x機(jī)載式土壤電導(dǎo)率機(jī)載式土壤電導(dǎo)率 測(cè)量裝置測(cè)量裝置有線、無(wú)線分體式有線、無(wú)線分體式太陽(yáng)能供電太陽(yáng)能供電無(wú)線傳感器無(wú)線傳感器Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Educationo 作物苗情傳感器研究開(kāi)發(fā)作物苗情傳感器研究開(kāi)發(fā)作物長(zhǎng)勢(shì)診斷儀作物長(zhǎng)勢(shì)診斷儀作物冠層信息獲取裝置作物冠層信息獲取裝置 電化學(xué)離子敏傳