物联网在智能农业中的应用课稿.docx
- 文档编号:25527330
- 上传时间:2023-06-09
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:33.73KB
物联网在智能农业中的应用课稿.docx
《物联网在智能农业中的应用课稿.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物联网在智能农业中的应用课稿.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物联网在智能农业中的应用课稿
三江学院电气及其自动化
三江学院
本科生毕业设计(论
文)
题目物联网在智能农业中的应用
电气及其自动化工程院(系)电气及其自动化
专业
学生姓名学号
指导教师职称讲课老师
起讫日期
设计地址图书室
1
三江学院电气及其自动化
物联网在智能农业中的应用
纲要
物联网是新一代信息技术的重要构成部分。
物联网的英文名称叫
“TheInternetofthings”。
顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思:
第一,物联网的中心和基础仍旧是互联网,是在互联网基础上的
延长和扩展的网络;第二,其用户端延长和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息互换和通信。
所以,物联网的定义是:
经过射频辨别(RFID)、红外感觉器、全世界定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按商定的协议,把任何物体与互联网相连结,进行信息互换和通信,以实现对物体的智能化辨别、定位、追踪、监
控和管理的一种网络。
人类历史进入新的期间,农业生产也跟着人类文明的发展而有了巨大的飞腾。
从生产工具、生产方式的不停更新中,我们的农作物产量不停提高。
刀耕火种的日子一去不复返,人们的生活水平也有了很大的提高。
高科技能够促使农业发展方式的转变,智能管理能够实现各种农业资源的高效利用,
也能够实现改良环境这一可连续发展目标;以最少的或最节俭的投入达到同样收入或更高的收入,并改良环境,高效地利用各种农业资源,获得经济效益和环境效益。
要点词:
物联网精确农业农业应用
2
三江学院电气及其自动化
前言...........................................................................................................................................
4
物联网基本定义:
...........................................................................................................
4
现代智能农业的定义:
...................................................................................................
4
1研究背景和意义.................................................................................................................
6
1.1
研究的背景............................................................................................................
6
1.2
智能精确农业实例介绍.........................................................................................
6
1.3
研究的现实意义.....................................................................................................
7
2研究目标
................................................................................................................................
8
2.1
无线网络监控平台.................................................................................................
8
2.2
农业浇灌控制系统.................................................................................................
9
3农业应用中各种传感器简介................................................................................................
9
3.1
各种传感器产生背景.............................................................................................
9
3.2
各种传感器简介...................................................................................................
10
4精确农业的数字化管理系统..............................................................................................
11
4.1
物联网感觉的智能农业浇灌系统...................................................................
11
5在农业中的应用...............................................................................................................
13
5.1
在农产品储运中的应用..........................................................................................
13
5.2
农业自动化节水浇灌..............................................................................................
14
5.3
农产质量量安全的应用..........................................................................................
14
5.4
智能农业在应用领域的将来..............................................................................
15
5.4.1.
智慧农业应用系统应用更为宽泛.....................................................................
15
5.4.2.
数据办理系统更为精确化、智能化.................................................................
15
5.5
智能精确农业的特色..............................................................................................
15
结束语.....................................................................................................................................
16
参照文件
.................................................................................................................................
17
道谢.........................................................................................................................................
20
3
三江学院电气及其自动化
前言
物联网基本定义:
物联网是新一代信息技术的重要构成部分。
物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”。
顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思:
第一,物联网的中心和基础仍旧是互联网,是在互联网基础上的延长和扩展的网络;第二,其用户端延长和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息互换和通信。
所以,物联网的定义是:
经过射频辨别(RFID)、红外感觉器、全世界定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按商定的协议,把任何物体与互联网相连结,进行信息互换和通信,以实现对物体的智能化辨别、定位、追踪、监
控和管理的一种网络[1]。
现代智能农业的定义:
“精确农业”(PrecisionAgriculture),指的是利用全世界定位系统(GPS)、
地理信息系统(GIS)、连续数据采集传感器(CDS)、遥感(RS)、变率办理设备(VRT)和决议支持系统(DSS)等现代高新技术,获得农田小区作物产量和影响作物生长的环境要素(如土壤构造、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)
实质存在的空间及时间差别性信息,剖析影响小区产量差别的原由,并采纳技术
上可行、经济上有效的调控举措,地区对待,按需实行定位调控的“处方农业”;它是此刻世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的依据空间变异,定位、定
4
三江学院电气及其自动化
时、定量地实行一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是依据作物生长的土壤性状,调理对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生
产力空间变异,另一方面确立农作物的生产目标,进行定位的“系统诊疗、优化
配方、技术组装、科学管理”,调换土壤生产力,以最少的或最节俭的投入达到
同样收入或更高的收入,并改良环境,高效地利用各种农业资源,获得经济效益
和环境效益[2]。
5
三江学院电气及其自动化
1研究背景和意义
1.1研究的背景
传统的农业生产浇灌,施肥和农药,农民依赖人工计算,凭经验和感觉。
和
物联网的应用,如浇水时间,水果和蔬菜的化肥,农药,如何保持精确的浓度,
如何实现依据需要供给一系列不一样生长久的作物已经“模糊”问题,智能信息监控系统,及时定量精度把关,农民只要按下一个开关,做个选择,或听指令”,
你能够很好的食品,养花。
从传统农业到现代农业,农业信息化的发展经历了4个过程计算机农业,数字农业,精确农业、智慧农业。
1.2智能精确农业实例介绍
2002,英特尔在俄勒冈领先推出了世界上第一个无线的葡萄园的成立。
传感
器节点散布在葡萄园的每一个角落,每一分钟检测土壤温度,湿度或地区中的有害物质的数目以保证葡萄能健康成长。
研究人员发现,在葡萄园的天气的奇妙变化,能够极大地影响葡萄酒的质量。
经过对数据的记录和有关剖析,能够正确的掌握葡萄酒和葡萄生长过程中的一天,温度,湿度的纹理,切实的关系。
这是精
准农业的一个典型例子,智能农业。
2008弩,发达的作物监测系统鉴于无线传感器网络,鉴于太阳能供电,可
以监测土壤温度、湿度和空气温度,经过互联网阅读器为客户供给健康的植物,
及时数据的长度,已经在大众在美国的应用。
加利福尼亚camalie葡萄园占地
4.4英亩(1英亩=6.07亩)地域部署了20个智能节点,土壤的温度和湿度的
监测网络,监测地下酒窖温度变化形成的,管理者能够经过阅读远程网络和数据
管理,在网络监控管理中的应用,葡萄园的经济效益明显提高。
跟着20042T生产对比,年产量2005~2007年年,达到4T,8T和5t,也提高了酒的质量,节俭浇灌用水。
由日本富士通富士通农场管理系统,农产质量量安全的全生命周期控制为要点,推进农业生产设备,智能化的牲口和智能水产养殖,实现设备农业管理,农业远程监控与保护,水产养殖专业在生产全过程的智能化。
无锡阳山镇特意开发的桃源栽种技术的网络监控系统,实现高科技桃子,叹,惊叹不已。
该镇有25亩桃栽种示范基地网络,由22个传感器和三个微型气象站监测系统作为智慧的桃农”。
的成本,增添经济效益的绿色农业栽种模式的有效压缩,实现高产,优良农作物的目标。
6
三江学院电气及其自动化
1.3研究的现实意义
中国当前的农业资源贫乏,耕地污染严重,同时加入了WTO农产品市场竞争
强烈,所以在我国实行精确农业示范和研究工作拥有重要的战略意义。
在由国家计委和北京市政府同意实行小汤山,北京昌平区小汤山现代科技示范园在精确农业示范项目,项目肩负单位北京农业信息技术研究中心及合作单位领先试试大规模、高水平的商讨。
7
三江学院电气及其自动化
2研究目标
2.1无线网络监控平台
监控系统的整体发展方向是数字化,智能化,自动化和网络。
网络监控系统的主要趋向,大大简化和改良了方法和信息传输的速度。
跟着网络技术和计算机技术的发展和市场应用环境的逐渐成熟,网络视频监控系统已成为监控系统的发展方向。
有线网络视频监控系统需要考虑电缆布局的合理性,如特别的地理环境,工作内容,开放的环境中,电缆的铺设要花销大批的人力和资料或没法布线。
无线网络视频监控系统不需要路由,网络是灵巧的,并拥有远程监控,拥有优秀的可扩展性,可管理,易与其余系统的集成。
8
三江学院电气及其自动化
2.2农业浇灌控制系统
农业浇灌控制系统采纳就地取材的原则,依据不一样地域、不一样作物的不一样需求,不一样的浇灌设备,并利用计算机和采集控制器,对农田浇灌的监测和管理传感器等先进技术,保证及时有效的知足作物生长需要的水分以达到节水浇灌和节
水浇灌自动化。
yj-nyx农业浇灌控制系统主要由中心主控系统(主机,控制柜),电磁阀,一个土壤水分传感器(土壤水分丈量的绝对值),气象观察站(可丈量
温度,湿度,风速,风向,降水)设备。
操作人员能够坐在控制室,进行综合分
析气象数据和土壤湿度数据的采集,采纳手动或自动浇灌,整个社区的家。
同时,它能够数据查问系统和打印系统,效益保持记录,查问,打印的气象数据,土壤
水分,浇灌,浇灌整个灌区,浇灌历史数据。
该系统是由多个控制单元,此中每一个是由控制单元管理。
使用有线或无线GPRS网络,由中央计算机一致管理。
室外空气温度和湿度传感器的结果输入到计算机并浇灌参数设置在这里,和统计的浇灌,并经过专用软件在计算机储存,显示数据和图表。
同时,特别的操作能够手动履行。
经过互联网获得天气信息,对浇灌实行的可预示性。
3农业应用中各种传感器简介
3.1各种传感器产生背景
此刻世界在各项技术方面都有前驱者,传感器领域也是科学发展十分重要的
分支。
在十五期间,国家863计划数字农业重要专项实现了农田信息采集技术的打破,推出了一批成本低、高性能的土壤水分和作物营养信息采集技术产品,基本解决了数字农业信息迅速获得技术瓶颈问题。
展开了农田水分、养分、作物长势、冠层生理与生态因子、质量、产量和虫害草害等信息采集要点技术研究,开
发了拥有自主知识产权的新式土壤水分传感器,研制了土壤和作物养分信息迅速采集方法与新式配套仪器设备;在虫害与杂草动向监测系统的研究方面获得了重要进展,开发了鉴于称重传感器的高精度智能测产系统,解决了智能测产与谷物
9
三江学院电气及其自动化
质量监测系统的精度难题;使我国农业信息迅速获得迈出了新的步伐[3]。
3.2各种传感器简介
为了适应现代化温室和工厂化种植调理与环境控制(控制温度、湿度、光
照、喷灌量、通风等),以培养各样秧苗,种植各样果蔬和作物。
在这个过程中,需要温度传感器、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传感器等检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤
养分、CO2浓度等物理量参数,经过各样仪器仪表及时显示或作为自动控制的参变量参加到自动控制中,保证农作物有一个优秀的、适合的生长环境。
在粮食储蓄的水果和蔬菜,,传感器也发挥着巨大的作用,冰箱的冷藏
温度传感器参数及时地依据实现自动控制和保持温度的相对稳固的价值。
气调库对比,冷藏储藏保鲜,更先进的方法,除了温度以外,气调库的相对湿度(RH),
O2浓度,CO2浓度,乙烯(C2H4)浓度和相应的控制指标。
气调库内的温度传感器,湿度传感器控制采集系统,氧气浓度传感器,二氧化碳浓度传感器和其余物
理参数,经过各样仪器仪表及时显示或作为参加自动控制参数的自动控制,保证有一个适合的储存环境,达到最正确的保鲜成效。
在作物的生长过程中还能够利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测物的外形、颜色、大小等,用来确立物的成熟程度,以便合时采摘和收获;能够利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促使光合作
用的进行[4]。
比如,塑料大棚蔬菜栽种环境的监测等;能够利用超声波传感器、音量和音频传感器等进行灭鼠、灭虫等;能够利用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利浇灌。
生物技术、遗传工程等都成为良种培养的重要技术,在这此中生物传感
器发挥了重要的作用。
农业科学家经过生物传感器操控种子的遗传基因,在玉米种子里找到了防备脱水的基因,培养出了优秀的玉米种子。
别的,监测育种环境
还需要温度传感器、湿度传感器、光传感器等;丈量土壤状况需用水分传感
器,吸力传感器、氢离子传感器、温度传感器等;丈量氮磷、钾各样养分需要用各样离子敏传感器[5]。
在动物饲猜中使用的传感器,如传感器可用于确立畜禽的新鲜。
它能够
是一个高精度测定鸡,鱼,肉等食品腐败变质的气味成分二甲基胺(DMA)的浓度,最低浓度达到1ppm的举措。
使用这类传感器能够正确掌握肉品新鲜度的防备变质。
也用于检测传感器的鸡蛋质量。
10
三江学院电气及其自动化
4精确农业的数字化管理系统
农业数字化管理系统是由传感节点装置。
现场智能网关设备和环境数据管理
平台软件第三部分,鉴于低功耗!
自组织无线网络通信技术,如环境温度,空气
相对湿度,光照强度,土壤水分,土壤温度,光合有效辐射,叶片表面的温度,
湿度等叶表面的土壤,作物和细粒度的信息采集等要点环境参数,能够有效地提
高农田信息采集的正确性和靠谱性。
无线传感器网络的土壤监测。
可经过Web
的作物数据,挪动电话和其余远程查察,和鉴于Web的数据剖析界面,bingmap
鉴于用户界面的崭新的网络节点数据管理可视化方法直观、简单。
别的,现场环境监测的无线传感器网络系统拥有功耗低,体积小,简单发生在高密度领域,对农业机械作业的影响较小。
该系统采纳无线通信技术和电池作为电源,降低了系统安装的复杂性。
该系统拥有智能网络功能,智能故障诊疗,智能化程度高,以
及系统的运转过程中几乎没有人的干涉。
4.1物联网感觉的智能农业浇灌系统
使用混淆网络,基层是一个Zigbee监测网络,这是负责监测数据的采集。
每个Zigbee监测网络的网关节点和一些土壤温湿度数据采集节点。
监控网络采
用星型构造,网关节点作为每个监测网络基站。
网关节点拥有两重功能,是发挥网络协调员的角色,负责网络的自动成立和保护,数据采集;二是作为一个监控网络和监控中心界面,与监控中心传输信息。
该系统拥有自动组网功能,无线网关已在侦听状态,增添一个新的无线传感器节点将网络自动发现,当无线路由器将发送节点的信息发送到无线网关,无线网关的寻址和计算路由信息,更新数据转发设备关系表。
该系统由无线传感器节点,无线路由节点,无线网关,监控中心四部分构成,经过ZigBee无线AdHoc网络,监控中心经过GPRS无线网关之间,水分和控制信息的传输。
每个传感器节点的温湿度传感器,自动采集湿度信息,并与上下湿度对预设的界线剖析,确立浇灌时需要停止。
每个节点由太阳能电池供电,电池电压随时进行监控,一旦电压太低,节点将发出警示信号的电压太低,一个节点
发送后成功进入眠眠状态直到功率是足够的。
无线网关与ZigBee无线网络和GPRS网络,这是鉴于无线传感器网络的节水浇灌控制系统的中心,负责无线传
感器节点的管理。
传感器节点和路由节点独立形成一个多跳网络。
在监测地区内的温度和湿度散布的传感器,将采集的数据发送到近来的无线路由节点,路由节点依据路由算法选择成立相应的路由表的最正确路线,包含有关他们的信息和街坊
11
三江学院电气及其自动化
网关。
经过网关的远程监控中心的数据,以方便用户的远程监控和管理。
本文设计的是鉴于无线传感器网络的节水浇灌控制系统的设计。
12
三江学院电气及其自动化
5在农业中的应用
5.1在农产品储运中的应用
在运输和储藏过程中,环境(温度,湿度,等)是农产质量量亲密有关。
研究表示,在收获,中国的水果和蔬菜等农副产品的运输,储藏等物流环节上的损
13
三江学院电气及其自动化
失率为25%~30%,而发达国家的控制[5]是5%以下的果蔬损失率。
假如我们能意识到在储藏和运输过程中的环境条件下的及时监控,我们能够保证农产质量量和减少经济损失。
物联网技术经过各样分别的传感器对环境温度,湿度等参数的及时监控,实现了动向监控库房或储藏环境;农产品的运输过程中的地点信息查问、车辆的视频监控,及时认识内外状况调理湿度,但也能够将车辆防盗办理,一旦车辆出现异样自动报警。
taoy等[6]的基础上,设计一个系统的及时监控和运输过程的温度记录的RFID技术,系统监测的温度范围是50~120,偏差为1,阅读距离100m
5.2农业自动化节水浇灌
农业节水浇灌自动化传感器遥感土壤水分,并设置条件和通信接收机,阀门的开启,封闭控制浇灌系统,进而达到节水浇灌自动化的目的。
因为信息传达的传感器网络,自组织网络和通信网络的时间同步,灌区的特色,节点数目不受限制,能够灵巧地增添或减少轮灌组,与土壤,植物结,天气和其余丈量和采集设
备,通
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 联网 智能 农业 中的 应用
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)