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基于zigbeeWifi物联网智能农业解决方案.pdf

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专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 基于Zigbee、Wifi物联网 智能农业解决方案 1.系统介绍 物联网的农业应用，将面对一系列在广域空间分布的信息获取、高效可靠的 信息传输与互联、面向不同应用需求和不同应用环境的智能决策系统集成的科学 技术问题。它既需要电子、信息、通信科技与产业界对关键共性技术的突破和提 供低成本、使用可靠和易用性好的硬、软件产品与服务的支持，又需要农业信息 工程科学家们的协力研究、面向农业应用需求的技术整合和运营服务模式创新的 保障。信息科技将融入各种农业应用领域，成为生物、农艺、工程交叉汇聚学科 的纽带。物联网农业应用技术的创新，将打破学科与部门的界限，促进不同学科 间的交叉融合和衍生新的交叉学科，将大力推进以需求和应用为导向的协力研究 模式，为新兴产业的发展和转变农业发展方式创造新的机会。 精细农业是信息时代基于信息和知识管理复杂农业生产系统的精耕细作、精 细经营的技术体系，是利用3S技术、传感技术、智能决策技术和变量作业智能 化控制装备，对农业生产过程进行量化分析、智能决策、变量投入、定位操作的 现代农业生产管理技术体系。通过综合运用全球导航卫星系统（GNSS）、地理信 息系统(GIS)、遥感技术(RS)和多种先进传感技术，辅助地面人工调查和科学试验， 对农作物生产过程中气候、土壤从宏观到微观的实时监测，对农作物生长、发育 状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析，并 根据获取的农田小区环境和作物长势的时空差异性信息，进行智能诊断和决策， 制定田间实施计划，在GNSS和GIS集成系统支持下，通过变量可控的农业机械， 实施定位定量的精细管理，实现科学合理的投入，获得最佳的经济和环境效益。 精细农业充分体现了因地制宜、科学管理的思想理念，对于最大限度挖掘耕地生 产潜力、实现农业生产要素高效利用和保护农田生态环境具有重大意义，成为当 今世界最具有竞争力的现代农业发展前沿。 2.系统框架 农业领域物联网产业链大致可以分为3个层次：首先是感知设备，以二维码、 深联致远（北京）科技有限公司电话：010-62560901网址：http://www.wsn.org.cn 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 RFID(射频识别技术)、传感器为主，实现“物”的识别；其次是传输网络，通过现 有的无线网络传感器、互联网、通信网络或者未来的NGN网络(下一代网络)，实 现数据的传输与计算；三是应用服务，即智能化信息处理，管理决策支持软件， 输入输出控制终端等。每个层次都有相关的支持产业与标准化研究内容。 （1）感知和采集层设备 从农作物的育苗、生长、收获一直到储藏等环节，传感器技术得到了较为成 熟、广泛的应用。农业生产过程中，采用温度传感器、湿度传感器、pH值传感 器、光传感器、离子敏传感器、电化学传感器、生物传感器等各种“电五官”检测 环境中的温度、相对湿度、pH值、光照强度、土壤养分等物理量参数，保证农 作物有一个良好的、适宜的生长环境。 感知和采集设备节点由三个主要模块组成：低功耗芯片组模块，传感器接口 模块和电源模块。 通过设置传感器接口模块，增加了节点设备的灵活性。通过配置不同的传感 器接口模块，可以使节点设备匹配不同类型的传感器，从而以非常小的代价提供 非常高的灵活性。另外，通过设计接口模块，可以使节点连接多种类型的传感器。 电源模块为低功耗芯片组模块和传感器接口模块提供电能支持。电源模块由 电源采集模块、电源控制模块以及电源存储模块组成。由于设备工作在野外，无 法获得稳定的有线电源，因此考虑采用太阳能，而电源采集模块负责能量的采集。 由于太阳能受时间和天气等外界因素的影响比较大，因此设置电源存储模块，将 采集的能量存储起来，供无法获得太阳能的时候使用。电源控制模块负责整个电 源模块的管理。 低功耗芯片组 传感器接口 模块处理器射频模块 低功耗管理模块 电源模块 电源采集电源控制电源存储 模块模块模块 深联致远（北京）科技有限公司电话：010-62560901网址：http://www.wsn.org.cn 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 感知和采集设备节点组成 多媒体监控是监控农业设施的重要手段，由于多媒体监控对带宽的要求很高， 因此考虑采用宽带无线传输技术。由于多媒体信息源和传输手段会因为不同的监 测对象和监测环境而有所变化，因此采用模块化设计。由多媒体接口模块、处理 器、射频接口模块、电源模块。媒体接口模块，负责连接多媒体数据源。根据数 据采集要求可分别连接视频监控设备和照片采集设备。射频接口模块，则根据具 体的监测环境连接WiFi射频模块和TD-LTE射频模块。处理器和电源模块与节点 设备相应