返回首页

南京农业物联网设计案例(基于物联网农业监控系统设计)

来源:www.xuniwu.cn   时间:2022-12-15 14:31   点击:148  编辑:admin   手机版

1. 基于物联网农业监控系统设计

随着物联网的不断发展以及智慧城市概念的提出,除了各种智能建筑兴建之外,农业方面的事宜也备受大众关注。那么,物联网在农业上有哪些应用?下面,我们就通过“物联网+智慧农业”解决方案来探究一下吧!

“物联网+智慧农业”解决方案

“物联网+智慧农业”解决方案

什么是物联网

物联网的英文是“InternetofThings”,俗称IoT,简单地说,就是把有独立功能的普通物体通过互联网相连,使它们彼此之间能够发送、接收和交换信息,它通常由传感器、数据、分析数据的软件和数据交换四个部分组成。它把现实世界数字化,使我们能对每一个挂在物联网上的真实物体进行管理和控制。

物联网在农业上有哪些应用

IoT其实在智能家居、交通运输、健康医疗、智慧城市等工业领域早有应用,而农业方面稍晚一些。不过,现在有很多科技公司和农场都在尝试利用IoT实现对农业的精确化管理,为农民提供详细、实时、实用的农场信息。比如,智能灌溉管理:嵌入土地里的传感器能告诉农民目前农作物生长的情况、是否需要浇水、什么时候浇、哪个部位需要浇,等等。

又如病虫害的预防和控制:带着摄像机的小型无人机在距地面100多米的空中巡查菜地的情况,查看菜叶上是否有害虫、菜地里是否有其他影响作物生长的杂草。利用IoT,还能监测温室和菜地的光照、温度和湿度,根据传感器的数据挑选种什么菜和种菜的位置;农场甚至能用IoT技术监测谷物颗粒的蛋白质含量,收获的时候把蛋白质含量高的颗粒和蛋白质含量低的颗粒分开,高的给人吃,低的喂动物。

听起来是不是很神奇?古代,人类“靠天吃饭”,人们用占卜祷告的方式祈求上天赐予雨水和丰收,而现在,随着科学和技术的进步,人们变被动为主动。IoT带来的精确化管理,让我们更有信心把控农业的未来。

农业物联网的几个特征

第一、"感知"是基础。物联网农业之所以被认为对于传统农业生产具有颠覆意义,重要一点就是改变了以往农业人员依靠有限农业知识对植物、土壤以及农业环境进行主观判断,传统农业,浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉,随着时间的推移,经验判断有可能出现遗漏乃至断层,而依靠感觉也会造成误判,对于个体生产而言,这样的失误造成的损失不会太大,但是处于企业化的农业生产中,造成的损失的就大大增加了。所以,"感知农业"的优势就在此时得以凸显。"感知农业"通过室内传感器"捕捉"各项数据,经数据采集控制器汇总、中控室电脑分析处理,结果即时显示在屏幕上。这其中就包括温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等,中央计算机还会通过计算给出决策方案,农业人员只需根据方案进行浇水、施肥或者改善植物生长环境。

第二、"链条"是重点。在通过传感器以及GPRS和地理信息系统采集了视频、温度、湿度、光照和土壤等数据之后,还要通过一系列的系统实施操作,例如进行精准施肥、施药、灌溉以及光照,在实施完成之后,还可收集反馈信息以做进一步的判断。从收集信息--作出决策--实施操作--后续反馈,这是一个完成的"链条",如果缺少其中任何一个环节,都难以称之为智能农业。除此之外,在作物生长周期内,从播种到收割,以致仓储,都需要相应的科技装备支撑,这样才能大幅高效地提升农业生产效率。

第三、"武器"是关键。农业物联网的"武器"就是物联网产品,即农业生产解决方案。以小汤山国家精准农业示范基地为例,基地就安装了绿地自动化灌溉系统,这套系统主要采用喷灌灌溉方式,控制4个电磁阀开启,检测的项目主要有风速和空气温湿度信息。自动控制系统与上位机通过485方式进行通讯,用户还可以通过手机短信进行控制。

只有装备了匹配的系统,农业才可能逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,才能使得物联网在农业领域运行的更加流畅和高效。

我国在农业行业的物联网应用,主要实现农业资源、环境、生产过程、流通过程等环节信息的实时获取和数据共享,以保证产前正确规划以提高资源利用效率,产中精细管理以提高生产效率、实现节本增效,产后高效流通、实现安全溯源等多个方面。

解决方案

将物联网数据采集技术、无线通讯技术、大数据管理与分析与农业生活生产相结合,解决农业生产分布广,地域分散,测点众多等问题。

通过感知层的多种传感器将农业生产环节中的环境温湿度,土壤温度、土壤水分、土壤肥力等数据以多种组网方式上传至云端服务器,并通过预制方案,将数据进行整合、分析、处理,并将最优解决办法反馈至云端控制平台,联动进行喷灌、滴灌、补光、加温、换气、遮阳、补充CO2等具体操作。

采用B/S架构,同时配合专用App、微信小程序等,进而在平台层为用户实现远程、随时随地的跨平台、跨地域统一管理。

系统介绍

物联网监测:

【大气环境信息】:温湿度、光照、风速、风向、气压、降雨量、蒸发量、CO2浓度、O2浓度、NO2浓度、SO2浓度、噪声、粉尘、PM2.5、PM10。

【土壤环境信息】:土壤温度、土壤湿度、土壤张力、土壤EC、土壤PH值。

【水体环境信息】:水压、水流量、水质PH值、溶氧量、电导率。

【大田四情】:叶面湿度、苗情、墒情、灾情、虫情测报灯。

可视化监控系统:

*通过现场高清摄像头对种植生产现场苗情进行可视化监控,支持查看实时监控画面和历史监控画面;

*支持对带云台的球机进行远程控制,包括:720度旋转、拉近、拉远等;支持对视频进行截图;

*支持查看历史视频监控,设置回话时间后进行历史视频回放。

*支持通过无人机对种植生产现场进行航拍,绘制精准的地形正射图;通过无人机航拍查看种植生产现场作物长势、灌溉、植保及病虫害防治效果情况;通过无人机航拍,实现固定地点720度全景查看。

智能灌溉系统:

*支持跟物联网监测的联动,接收到现场预警信号后会按照预先设定的规则进行自动控制操作;

*支持跟监控摄像头的联动预警,当传感器实时状态触发预设的规则策略,即自动控制摄像头发出预警并启动录像功能,实现智能联动控制。

病虫害监控系统:

*通过虫情测报灯,在无人监管的情况下,自动完成诱虫、杀虫、收集、分装、排水等,实现虫体远红外自动处理、接虫袋自动转换、整灯自动运行等功能;

*通过系统能够远程设定设备管理参数并查看监测照片,实现区域的病虫害监测和害虫类别的自动分类和计数,具有自定义时间区间的数据统计功能;

*以计算机视觉、图像识别以及深度学习等人工智能技术,智能识别通过手机拍摄的作物局部照片,辨别和分析相关病虫害发生的概率,给出相应的植保用药建议和农事操作建议。

2. 基于物联网的农田信息监测系统

智慧农田就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有"智慧"。

  智慧农田:农田里的"大智慧"

  智慧农田是物联网技术在现代农业领域的应用,智慧农业不仅仅为农民提供了更为便利的农田耕作模式,更有效地提高了农作物的产品质量,建立起一个高效高质的农业模式。智慧农田主要有自动控制功能、自动报警功能、实时图像与视频监控功能。

  监控环境变化,自动控制灌溉

  根据无线网络获取的植物生长环境信息,监控环境动态变化。监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。根据以上各类参数的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。

  监测园区动态,告知作物需求

  在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。根据各类参数的值做出科学分析并向作物种植者告知作物有何需求以便种植者及时调整种植方案。

  记录实时图像,掌控实时状态

  仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件,视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如:哪块地缺水了,在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来做决策。

  视频监控的引用,直观地反映了农作物生产的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观反映一些作物的生长长势,也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。

  "智慧农田"能够有效改善农业生态环境,显著提高农业生产经营效率,彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构。智慧农田必将提高了农业生产对自然环境风险的应对能力,使弱势的传统农业摇身一变成为具有高效率的现代产业。

3. 基于物联网技术的智慧农业监控系统设计

恺易物联网是从事农业物联网行业的,这个问题我想发表一些看法。

物联网技术在农业生产中的广泛应用,也就是我们常说的农业物联网,主要体现于农业服务、农业管理和农业生产经营等环节,从农业物联网技术特点角度,可以把农业物联网技术分成传输层、感知层和应用层,每一个技术层都发挥着各自的功能。

感知层常作为农业物联网的基础,为应用层和传输层提供了更加可靠的数据支撑,具体来讲,感知层通过卫星定位、遥感技术、智能传感器等来全面采集日常生活中的物品信息,如农作物长势信息、土壤信息、环境信息、产品物流信息等。

农业物联网中间环节传输层利用互联网、移动通信网、局域网等来实现对感知层采集物体数据信息的传输,把数据安全稳定地传输至应用层。同样的,对于应用层处理后的数据,也经过传输层来回馈至感知层设备终端,为农业生产提供指导。

应用层可以说是整个农业物联网的顶层环节,具体包括农产品追溯领域、大田种植领域、设施养殖领域、设施园艺领域、农产品物流领域等。在应用层,实现了数据融合、数据管理、数据预警、智能控制、诊断推理等,助推农业生产过程更加智能化、高效化、集约化的实现。

基于农业物联网的设施农业温室大棚智能控制系统设计众所周知,我国拥有大规模的设施农业产业,但是,设施农业大棚生产效率却始终不高,这主要是由于技术水平的局限。

设施农业温室大棚环境参数及特点从总体上来看,园艺作物能否得到健康生长,一方面取决于自身的遗传特性,另一方面就与所生长的环境息息相关。环境因子主要包括温度、湿度、光照、气体因子等,在温室大棚内部,通过控制各项环境因子在适宜的水平,能够有效地提高农作物的质量与产量。

设施农业温室大棚智能控制系统设计依据各项温室大棚环境参数,设计的农业物联网体系架构包括感知层、传输层和应用层,以以太网接入局域网络,实现了对温室大棚的自动化、智能化、科学化控制,大大提高了农业生产的效率。

恺易物联网深耕农业物联网技术,专注农业现代化服务,在智能大棚、水肥一体化、农业ERP、农业小程序、智慧农旅、高标准农田建设、智慧园区规划与建设、区域物联网大数据平台等农业各产业的现代化服务方面拥有丰富的经验,欢迎咨询。

4. 基于物联网的农业生产监控系统设计

物联网在农业领域的应用包括农业环境监测、气象监测、温室控制、节水灌溉、产品安全与溯源、设备智能诊断管理等方面,是对设施农业、农田作物、野外台站、 工厂化养殖等的进一步升级。

智能农业通过实时采集大棚内土壤温湿度、空气温湿度、光照强度、CO2浓度、露点温度、以及叶面湿度等环境参数,自动开启或者 关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

土壤PH值传感器和土壤温湿度传感器

应用农业环境监控物联网,可针对大规模农业园区、设施农业和野外农田,离散部署无线传感器节点,组建无线传感器网络,对作物生长环境、农业气象要素进行动 态实时采集,并通过GPRS/CDMA/3G移动通信网络实时传输至远程中心服务器,中心服务器接收存储数据,结合对应的诊断知识模型对数据解析处理,以 达到分布式监测,集中式管理。

光照传感器

农业领域实现物联网一方面是物联网技术逐渐成熟的标志,另一方面也是农业未来发展前景的需要。

因为农业生产正在进入精细农业阶段,精确农业 (Precision Agriculture ) 是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。

实时监测功能

该系统通过传感设备实时采集温室(大棚)内的空气温度,空气湿度,二氧化碳,光照,土壤水分,土壤温度,棚外温度与风速等数据。将数据通过移动数据网络传输给服务管理平台,服务管理平台对数据进行处理。

远程控制技术

针对条件较好的大棚,安装有电动卷门,排风机,电动灌溉系统等机电设备,可实现远程控制功能。农户可通过手机或电脑登陆系统,控制温室内的水阀,排风机,卷帘机的开关。也可控制好控制逻辑,系统会根据内外情况自动开启或者关闭卷帘门,水阀,风机等大棚电机设备。

查询功能

农户使用手机或电脑登陆系统后,可根据查询温室(大棚)内的各项环境参数,历史温湿度指数,历史机电操作记录,历史照片等信息;登陆系统后,还可以查询当地的农业政策,市场行情,供求信息,专家通告等,实现有针对性的综合信息服务。

警告功能

警告功能需要预先设置适合条件下的上限值和下限值,设定值可以根据农作物种类,生长周期和季节的变化进行修改。当某个数据超出限值时,系统立即将警告信息发送给相信的农户,提示农户及时采取措施。

5. 基于物联网的农业大棚环境监测系统设计

1、温湿度传感器:温室大棚中使用温度湿度传感器可以促进植物的生长,温湿度传感器是物联网农业智能环境监测系统的重要部件。当温室大棚监测系统安装后,操作人员可根据温湿度传感器实时温湿度数据对温室内部采暖、通风等设备实行操作, 有效解决了现代化智能连栋温室操作费用高,耗能大等缺点。监测系统还可根据蔬菜生长条件设置警报值,当温湿度异常时实行报警,提醒工作人员注意。

2、光照度传感器:光照度是指物体被照明面上单位面积得到得光通量。智慧农业中的光照度传感器适用于农业温室大棚,用来检测作物生长所需的光照强度是否达到作物适宜的生长状况,以决定是否需要补光或遮阳。

3、风速风向传感器:农业风速传感器主要使用到室外,用于组建气象风速的检测采集使用,温室中普遍使用遮阳网和卷膜来进行遮光和保温使用,当遮阳网或是卷膜展开时,风速如果过大,将对遮阳网和卷膜造成损害,而系统会根据风速送回的风速信息做计算处理,用于在高风速的情况下及时地收回遮阳网和卷膜,防止大风对遮阳网和卷膜的破坏。

4、农业气体传感器:二氧化碳、氨气等气体传感器主要用于温室大棚以及养殖场,能够实时监测环境内气体的浓度,通过上传至云平台,对当前的作物进行有效施肥、通风、换气的方案,调整相应气体浓度,给予温室作物或者家畜一个通风的健康环境,利于作物、家畜的生长。

5、电导率传感器:能够监测土壤中的氮、磷、钾以及其他各种微量元素,通过对大棚中的土壤等营养物质进行专项含量的检测,决定是否要对当前的作物进行有效的施肥。

6. 基于物联网农业监控系统设计研究论文

农业大学生毕业论文是按一门课程计,是普通中等专业学校、高等专科学校、本科院校、高等教育自学考试本科及研究生学历专业教育学业的最后一个环节,为对本专业学生集中进行科学研究训练而要求学生在毕业前总结性独立作业、撰写的论文。

7. 基于物联网农业监控系统设计的论文

云南农业大学农学学什么?

农学专业立足我国热区丰富的农林资源和“一带一路”战略前沿优势,围绕国家热区农林产业扶贫和兴旺的重大需求,培养从事热带作物(香料、咖啡、果树、茶叶、天然橡胶等)种植、加工、销售等岗位群体所需要,具有较强实践能力、创新精神和终身学习能力的高级应用型人才培养。

专业特色:本专业为学校卓越农林人才计划专业,实施以校企研联合培养为核心多学科交叉融合的新农科人才培养模式。专业与中国热带农业科学院合作育人,学生在校期间可到中国热带农业科学院、云南农业科学研究院等完成毕业论文及实习。学科具有硕士及博士学位授予权利。

主干课程:植物学、植物保护学、热带作物栽培学、作物育种学、耕作学、茶树栽培与茶叶加工、咖啡栽培学、咖啡加工学、橡胶树栽培学、咖啡调配与咖啡文化、天然橡胶初加工学、热带作物产品加工学、农业经济学、企业管理等课程。

就业前景:科研机构或高等院校从事科教工作,在涉农行业的企业、事业和行政管理部门从事与农业科学有关的应用研究、农业技术开发与推广,在热带作物生产行业从事(咖啡、天然橡胶、热带水果、茶叶等)种植加工、贸易、经营管理等工作。

8. 农业物联网监测

农业一张网,在一张网内实现范围内的数据采集、传输、处理和存储,通过归集的数据进行核算和统计分析,为科研或者农田负责人提供不同维度指标的决策和支撑。

要么可以远程在线监控农田的各项作物生长情况、土壤肥力、田块基本情况、气象、氮、磷等实时数据信息,减少人力现场采集

要么可以远程操控设备,开/关,设定相关条件,远程视频操控观看农田场景,减少人力成本

要么对监测设备运行状态,实现预警机制

要么将农业采集的数据回馈给科研团队,提供数据服务,用户报表分析和BI分析,可以基于这些数据做增值服务哈。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%