2022年物联网技术在农业中的应用综合实训报告 .pdf

天津电子信息职业技术学院综合实训报告课题名称智能农业系统的设计姓名学号班级专业所在系指导教师完成日期名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 实习时间： 2016.11-2017.04 实习地点 :内蒙古物通天下网络科技有限公司摘要：物联网作为信息产业的第三次浪潮, 在农业中的应用将会解决一系列科学技术问题, 例如分布在广域空间的信息获取, 高效可靠的信息传输以及面向不同应用的智能决策等, 将是实现传统农业向现代农业转变的助推器和加速器。农业生产过程中, 温度、湿度、光照强度、C02 浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长, 传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准, 只能算是粗放式管理 , 在这种管理方式下, 通过人的感知能力管理上述环境参数, 无法达到准确性要求, 要实现现代农业的智能化管理, 建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。在“十二五”规划中，物联网成为了新兴高新产业中最为热门的技术之一。随着物联网的广泛应用，各行各业将得到快速的发展。物联网在农业中实现的智能化系统，能够降低劳动力成本，将传统的劳动密集型产业逐步转型。关键词：物联网；智能农业；信息化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 目录一实习公司介绍 . . 1 二研究方案背景和意义. . 1 三智能农业系统设计概述. . 2 四物联网农业的重要应用. . 2 （1）智能农业大棚 . . 2 （2）智能节水灌溉 . . 3 五智能农业系统的应用前景. . 4 六实习心得 . . 4名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 1 一实习公司介绍近日，根据农业部办公厅关于征集节本增效农业物联网应用模式的通知，经各省（区、市）农业主管部门组织申报，农业部评审遴选出大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖和综合共5 大类 116 项可复制、可推广的节本增效农业物联网应用模式，其中我市内蒙古物通天下网络科技有限公司的“草原畜产品全产业链追溯监管服务平台”入选。内蒙古物通天下网络科技有限公司在内蒙古呼伦贝尔市和锡林郭勒盟两大草原牧区开展的草原羊养殖、加工、销售全程追溯试点，已有近20 万只羊打上电子耳标。追溯信息平台涵盖了饲养管理、防疫检疫、投入品监管、养殖环境等饲养周期全过程。消费者通过查询机、上网、手机短信、二维码扫描等均可查询到所购羊肉从养殖、屠宰、检疫、流通、销售等诸环节的信息，做到了追溯码的唯一性。目前，基于物联网的畜产品溯源监管系统已被自治区政府认定为自治区畜产品追溯统一认证平台，将为全区牧户（养殖户）、畜产品相关企业、 政府监管部门提供服务。 此次“草原畜产品全产业链追溯监管服务平台”入选农业部“节本增效农业物联网应用模式”，为下一步的市场推广又拓展了新的渠道。二研究方案背景和意义传统农业的模式已远不能适应农业可持续发展的需要，产品质量问题，资源严重不足且普遍浪费，环境污染，产品种类需求多样化等诸多问题使农业的发展陷入恶性循环，而精确农业为现代农业的发展提供了一条光明之路，精确农业与传统农业相比最大的特点是以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约。它是一项综合性很强的系统工程，是农业实现低耗、高效、优质、环保的根本途径，是世界农业发展的新趋势，也是我国农业迈向21 世纪的最佳选择。通过分析我们可以发现在实现精确农业的道路上，现有的基于有线的智能农业系统依然存在着诸多问题，而基于无线传感网的物联网精确农业系统更具发展潜力，无线网络具有较高的传输带宽、抗干扰能力强、安全保密性好，而且功率谱密度低。利用上述特点，可组建针对农田信息采集和管理的目的无线网络，实现农田信息的无线、 实时传输。同时，可以给用户提供更多的决策信息和技术支持，实现整个系统的远程管理。对比国内外的发展现状，不难发现国内在精确农业发展模式上的弊病，没有在应用的结合点上技术熟练的人才，信息标准不统一和技术不成熟。最为尴尬的是，国内更多的是示范工程和项目，仅仅停留在试验和演示阶段而没有能够形成产业的应用项目。而随着物联网技术的发展，基于物联网的智能精确农业系统则致力于将精确农业从概念化转化为产名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2 业化，更专注于应用领域和产品化，力图为智能精确农业的大规模推广应用打下良好的基础。综上所述，智能精确农业取代传统农业是农业发展的必然，更是符合我国国情的选择，智能精确农业可以促进农业发展方式的转变，可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。三智能农业系统设计概述为了对农业生产起到指导作用，智能农业系统需要对主要的农业生产影响因素进行监测和控制。整套系统主要利用传感器技术、通信技术及计算机技术实现其功能。利用传感器对不同的影响因素进行信号的采集，并做初步的处理后，通过无线通信技术传输到上位计算机中， 由计算机进行数据的分析和管理，并经过时间上的数据积累， 与农业专家一起，构建具备初步完善的专家数据平台，给农业生产带来指导性作用。同时，为了调节不适合农业作物生长的因素，仍然需要一套完备的下位机控制系统，实现被监测参数的调节和完善。物联网智能农业系统所使用的传感器需要满足农业生产的要求，实现数据的实时采集。本系统采用的都是国外进口专业传感器，具有稳定性好、精度高等特点，在实际应用过程中，效果显著。通信部分则采用无线通信方式，农业基地的空旷性给无线通信的实现带来了便利， 有线通信反而会对农业生产产生影响。M2M 汇聚节点作为所有参数的集中点，采用了 32 位的 ARM 处理器来实现， 采用了 TINYOS 操作系统进行资源的管理， 性能更稳定。PC机上位机监测管理系统则利用目前较新的Silverlight组件来实现， .Net 的应用更为完美。四物联网农业的重要应用物联网在农业上的应用非常广泛：主要包括智能化培育控制；农产品质量安全；设施农业病虫害生物控制；环境和动植物信息监测；粮食物流；农业信息化应用等多个方面。（1）智能农业大棚由于瓜果蔬菜对生长环境有着严格的要求，所以现代农业搭建了温室大棚来控制植物的生长环境，以实现跨地区与跨季节的瓜果蔬菜培育。可见，环境在温室大棚中起着重要的作用。传统的大棚环境控制， 是通过全人工的方式来实现的。 在每一大棚中放置一个温度计，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3 湿度计，二氧化碳浓度计等， 由技术员巡查每一大棚的环境参数后，若发现环境参数不对，就要采取一定的措施来进行补偿。比如，温度过高的话，就要打开卷帘通风或者打开通风机等。这样的操作方式对于只有少量大棚的农户，还可以应付的过来， 但如果大棚数量多，就需要花费大量的人工去查看各大棚的环境参数，对环境异常的大棚进行操作，大大降低了工作效率。GHM 智能温室系统，可对各不同大棚的环境参数进行实时的监测并报警，并可远程控制各大棚不同的电动设备，如卷帘机，灌溉机等。使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制，以使植物获得最佳的生长环境，增加产量。系统功能特点：(1) 软件界面实时显示各大棚的环境参数。(2) 设置报警，软件可对异常的环境进行报警，报警记录可供查询。(3) 自动控制功能，当计算机检测到环境异常，将自动进行操作。如检测到温度过高，将自动打开通风。检测到下雨，将自动关闭卷帘机与天窗。 (4) 手动控制功能，由技术人员根据环境参数的变化，点击鼠标对各电动设备进行操作。(5) 远程控制，即使你不在大棚基地，也可以实现关闭卷帘等操作，比如下雨天或者起大风时，可以远程关闭卷帘。(6) 远程视频监控功能。配合网络摄像头，对整个大棚基地进行监控，做到心中有数。“以信息化引领现代农业发展将是大势所趋。”物联网将是实现农业集约、高产、优质、高效、生态、安全的重要支撑，同时也为农业农村经济转型、社会发展、统筹城乡发展提供“智慧”支撑。（2）智能节水灌溉无线传感器网络自动灌溉系统利用传感器感应土壤的水分，并在设定条件下与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。由于传感器网络具有多跳路由、信息互递、自组网络及网络通信时间同步等特点, 使灌区面积、节点数量可以不受限制，因此可以灵活增减轮灌组。加上节点具有土壤、植物、气象等测量采集装置，利用通信网关的 Internet 功能与 RS 和 GPS 技术结合，形成灌区动态管理信息采集分析技术，配合作物需水信息采集与精量控制灌溉技术、专家系统技术等，可构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。用户还可在温室、庭院花园绿地、高速公路中央隔离带、农田井用灌溉区等区域, 实现农业与生态节水技术的定量化、规范名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4 化、模式化、集成化 , 促进节水农业的快速和健康发展。2008 年，湖南农业大学提出了一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉构建方案，用无线传感器网络实现农田土壤湿度信息的实时采集和传输，通过灌溉控制器控制灌溉管网，分区域实时灌溉并调节土壤湿度，保证了精细农业所要求的时空差异性和水资源的高效利用。五智能农业系统的应用前景应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一，近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控制与管理技术方面的一场革命，在农业生产，园艺生产，动植物养殖等等方面有着广泛的运用，对于农业生产的增产增质增量产生了巨大的经济效益与社会效应。国内温室大棚控制系统在九五期间有了长足快速的增长，但普遍水平居于低端水平或大部分引自于国外的成熟技术与产品，然而引进费用的昂贵以及维护服务难以跟进等严重制约着该产业的长足快速发展。在应用领域，智能精确农业在大范围应用过程中应具有其以下特点: (1) 智能化、傻瓜化的友好人机界面；(2) 突破传统控制系统的多线路铺设，工程量大，线路复杂，成本高等缺点，分布式管理，采用多区化调控管理， 各区独立智能化总线寻址控制，系统铺设简单， 精确度高，可控区域广；(3) 远程自动控制，参数实时在线显示，精确度高，真正实现“在家也能种田”； (4) 集成加热系统、通风系统、遮荫/ 保温内帘幕系统、外遮荫系统、C02 施肥系统空气循环系统、植物保护系统、高压喷雾降温系统、湿帘风机系统、屋顶喷淋系统、补充光照系统、灌溉施肥系统、废液回收消毒系统、电气与计算机控制系统等于一体，真正实现多功能，可多场合运用；(5) 由于自主开发设计，与国外温室大棚控制系统相比，系统费用低，维护方便。六实习心得这次实习 , 除了让我对商业企业的基本业务有了一定了解, 我觉得自己在其他方面的收获也是挺大的。作为一名一直生活在单纯的大学校园的我, 这次的实习无疑成为了我踏入社会前的一个平台 , 为我今后踏入社会奠定了基础。首先 , 我觉得在学校和单位的很大一个不同就是进入社会以后必须要有很强的责名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5 任心 . 在工作岗位上 , 我们必须要有强烈的责任感, 要对自己的岗位负责, 要对自己办理的业务负责 . 如果没有完成当天应该完成的工作, 那职员必须得加班; 如果不小心出现了错误，也必须负责纠正。其次 , 我觉得工作后每个人都必须要坚守自己的职业道德和努力提高自己的职业素养。现在商业企业已经纳入正规化管理, 所以职员的工作态度问题尤为重要。最后 , 我觉得到了实际工作中以后, 不但学历很重要 , 个人的业务能力和交际能力也很重要。因此 , 我体会到 , 如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起, 用实践来检验真理 , 具备较强的处理基本实务的能力与比较系统的专业知识, 这才是我们实习的真正目的 . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -