1、College of Computer Science&Key Laboratory of DSC-CPS,Ministry of Education,Chongqing University物联网应用领域之三：物联网应用领域之三：农业物联网农业物联网主 讲：郑林江郑林江 博士博士/副教授副教授重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点试验室信息物理社会可信服务计算教育部重点试验室年第一学期 E-mail：zlj_物联网应用领域之农业物联网第1页物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网提
2、提 纲纲1.背景及需求背景及需求 2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术 3.农业领域物联网应用案例农业领域物联网应用案例2物联网应用领域之农业物联网第2页1.1.背景及需求背景及需求背景及需求背景及需求目标 传统农业 当代农业 智能农业3物联网应用领域之农业物联网第3页1.1.背景及需求背景及需求背景及需求背景及需求智能农业智能农业l面对农业既要高产高效，又能优质低耗要求面对农业既要高产高效，又能优质低耗要求l农业生产方式必须由当前经验型、定性化向知识型和定量化发农业生产方式必须由当前经验型、定性化向知识型和定量化发展，由粗放型向精细化转变。展，由粗放型向精细化转变。l智能智能农业：不
3、但节约成本，还能确保果蔬能够在最适宜环境下生长，农业：不但节约成本，还能确保果蔬能够在最适宜环境下生长，实现增产增收实现增产增收以西红柿种植为例：依据我们和以色列同行交流，以色列采取精细化种植西红柿能够实现亩产50吨，而北京平谷东高村农户，亩产仅在7吨左右。以种猪养殖为例：公猪交配期温度高于29度，交配时间将延长一个月4物联网应用领域之农业物联网第4页1.1.背景及需求背景及需求背景及需求背景及需求智能农业智能农业l实现智能农业前提是农业生产环境数据采集与精细化控制实现智能农业前提是农业生产环境数据采集与精细化控制l物联网能够在农业生产产前、产中和产后各个步骤发展基于信物联网能够在农业生产产前
4、、产中和产后各个步骤发展基于信息和知识精细化过程管理。息和知识精细化过程管理。l物联网在精细农业领域应用，基于信息和知识大田种植、养殖、物联网在精细农业领域应用，基于信息和知识大田种植、养殖、加工和设施农业生产过程精细化管理与智能化决议。加工和设施农业生产过程精细化管理与智能化决议。5物联网应用领域之农业物联网第5页物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网提提 纲纲1.背景及需求背景及需求 2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术 3.农业领域物联网应用案例农业领域物联网应用案例6物联网应用领域之农业物联网第6
5、页2.2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术2.1 精细农业物联网体系结构精细农业物联网体系结构7物联网应用领域之农业物联网第7页2.2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术2.2 农业信息感知农业信息感知感知层经过各种传感器，实现对农产品种植、养殖、储运等步骤信息感知，如光照、土壤和水产温湿度传感器等。（1）作物生长环境感知）作物生长环境感知（检测农作物生长环境温度、湿度、（检测农作物生长环境温度、湿度、PH值等）值等）土壤水分传感器土壤水分传感器土壤土壤Ph值传感器值传感器8物联网应用领域之农业物联网
6、第8页2.2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术2.2 农业信息感知农业信息感知（1）作物生长环境感知）作物生长环境感知（检测农作物生长环境温度、湿度、（检测农作物生长环境温度、湿度、PH值等）值等）土壤温度传感器土壤温度传感器CO2浓度传感器浓度传感器9物联网应用领域之农业物联网第9页2.2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术2.3 农业信息传输农业信息传输lZigBee短距离传输技术短距离传输技术l无线地无线地/水下传感器网络水下传感器网络实现感知信息高可靠性、高安全性传输。农业感知信息传输特点：实
7、现感知信息高可靠性、高安全性传输。农业感知信息传输特点：感知区域面积大多布署在复杂环境，如森林、水域、农田等实时性要求高10物联网应用领域之农业物联网第10页2.2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术2.3 农业信息处理及应用农业信息处理及应用11物联网应用领域之农业物联网第11页物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网物联网应用领域之二：农业物联网提提 纲纲1.背景及需求背景及需求 2.精细农业中物联网技术精细农业中物联网技术 3.农业领域物联网应用案例农业领域物联网应用案例12物联网应用领域之农
8、业物联网第12页3.3.农业物联网应用农业物联网应用农业物联网应用农业物联网应用3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统3.2 牛肉产品全生命周期跟踪牛肉产品全生命周期跟踪13物联网应用领域之农业物联网第13页3.1 3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统大棚智能监控系统大棚智能监控系统（1）背景）背景l喜温植物不能长久忍受5度以下低温，10度以下停顿生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等l耐热蔬菜生长温度要求在20至30度，要求昼夜温差不低于10度14物联网应用领域之农业物联网第14页3.1 3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统大棚智能监控系统大棚智能监控系统本系统经过各种传感器采集温室
9、内温度、湿度、光照等环境参数和植物生长信息，数传终端将采集数据经过CDMA网络传输到电信基站并连接到互联网。智能农业平台提供远程监测和控制功效，并依据环境需求提供各种方式报警。当监测数据超出设定值时候，自动开启或者关闭指定控制设备。u数据采集模块u管理平台 u系统展示平台系统原理：系统组成：u视频模块15物联网应用领域之农业物联网第15页 智能农业远程信息采集和控制系统：实现大棚内环境（包含二氧化碳、光照度、温湿度和土壤参数）信号采集、传输、接收。实现对大棚内现有控制设备远程控制。智能农业远程控制系统：实现对大棚内现有控制设备远程控制。原系统手动控制功效继续有效，并增加远程智能控制功效。智能农
10、业平台管理平台：实现对采集自大棚各路信息存放、分析、管理；提供阈值设置功效；提供智能分析、检索、告警功效；提供平台帐号与权限管理功效；提供驱动大棚控制系统管理接口。系统安全体系：从架构设计、管理体系、软件代码设计、物理安全、系统维护等多维度保障平台安全运行，打造完整安全体系。充分考虑数据起源、安全策略评定、组织安全、人员安全、环境安全、访问控制、开发和维护安全性，提供用户认证、权限管理、数据加密、网络安全等全套安全保障伎俩。系统功效：3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统16物联网应用领域之农业物联网第16页系统实现架构系统实现架构3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统17物联网应用领域之
11、农业物联网第17页系统组成及功效实现系统组成及功效实现系统组成及功效实现系统组成及功效实现实现风机、遮阳网、水帘实现风机、遮阳网、水帘等远程控制等远程控制经过在大棚内布置前端各类传感器，实时传递温、湿度，光照，视频等生产数据IP网络IPv6摄像头光照传感土壤湿度传感温、湿度传感经过经过WebWeb客户端查看数据告客户端查看数据告警、远程控制警、远程控制控制箱3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统18物联网应用领域之农业物联网第18页3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统温湿度传感节点温湿度传感节点环境设备监测传感节点环境设备监测传感节点光照传感节点光照传感节点土壤水分传感节点土壤水分传感节
12、点安防、人员管理传感节点安防、人员管理传感节点CO2传感节点传感节点RFID读写设备节点读写设备节点各功效传感节点可依据种类、种植面积不一样，进行相关数量和布署位置调整。各功效传感节点可依据种类、种植面积不一样，进行相关数量和布署位置调整。温室大棚温室大棚出入口出入口图像设备节点图像设备节点自动控制设备自动控制设备控制节点控制节点无线链无线链接基地接基地信息管信息管理中心理中心无线传感无线传感网网关网网关19物联网应用领域之农业物联网第19页某企业玉叶蔬菜产业园某企业玉叶蔬菜产业园某企业玉叶蔬菜产业园某企业玉叶蔬菜产业园现场情况介绍：现场情况介绍：现场共建有大棚21座，占地45亩，每座面积大约
13、1.73亩。主要种植蔬菜，品种大约80种，该现场属于昆山市“菜篮子工程”。大棚现有设备：外遮阳（电机驱动)，喷灌系统（手动开关水阀）。其它功效如通风式经过人工手摇方式开启侧窗。当前项目现场还没接进弱电。功效需求：功效需求：种植作物对环境要求：夏季35，冬季25，夜间不能低于15。远程监测：室内温湿度、光照、CO2。远程控制：鉴于现场只有一个控制设备，就不做远程控制。20物联网应用领域之农业物联网第20页某单位葡萄种植基地某单位葡萄种植基地 现场情况介绍：现场情况介绍：现场共建有大棚1座，占地1.7亩。主要种植葡萄，该现场属于和室外种植做比较，还能够改变葡萄生长久（提前收获上市）。大大棚棚现现有
14、有设设备备：外遮阳（电机驱动)，滴灌系统（手动开关水阀）。其它功效如通风式经过人工手摇方式开启侧窗。功效需求：功效需求：种植作物对环境要求：葡萄高于10开始发芽，最正确生长温度是20左右。远程监测：室内温湿度、光照、CO2。远程控制：鉴于现场只有一个控制设备，就不做远程控制。21物联网应用领域之农业物联网第21页某企业生态农业观光园某企业生态农业观光园现场情况介绍：现场情况介绍：现场建有玻璃大棚2座，占地1万平米，育苗薄膜温室1座。玻璃大棚前面一座主要种植观赏植物，后一座主要是无土栽培，薄膜温室主要进行花卉育苗。玻璃大棚现有设备：内外遮阳，风机（侧壁和顶棚），水帘和锅炉加温。薄膜大棚现有设备：外遮阳，风机（侧壁），水帘和锅炉加温。功效需求：功效需求：种植作物对环境要求：25，不能低于8。远程监测：室内温湿度、光照、CO2。远程控制：现场控制设备较多，便于实施集中远程控制。22物联网应用领域之农业物联网第22页天气预报天气预报设备控制设备控制温湿度监测温湿度监测视频监测视频监测3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统23物联网应用领域之农业物联网第23页3.农业物联网应用农业物联网应用3.1 大棚智能监控系统大棚智能监控系统3.2 牛肉产品全生命周期跟踪牛肉产品全生命周期跟踪24物联网应用领域之农业物联网第24页Thank You!物联网应用领域之农业物联网第25页
