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一、行業現狀

? 傳統農業生產要素——稀缺資源（土地、水、肥、藥、能源、人工）

? 新的農業生產要素——農業大數據 （統計數據、地圖數據、遙感數據、實時傳感數據）

? 每個農場都會像使用肥料和水一樣使用實時傳感數據來提高農場的經濟效益，保證農業產業的可持續發展。

傳統的農業環境信息采集、傳輸、處理和應用方式

? 農業環境信息復雜，多維度、多模態、分散、不均勻、動態變化、相互影響；

? 傳統信息采集儀器和儀表需要專業技術人員操作，設備購置、安裝、使用、維護和管理成本高；

? 信息處理數理統計方法復雜，效率低；

? 自動控制措施技術匱乏或應用成本太高。

農業應用

物聯網云平臺、采集系統、控制系統、現代農業裝備將組成一個統一的巨大的網絡。

核心是大平臺和云計算+海量的端： 數據采集端（傳感器、節點、基站）、瀏覽終端（手機、PC）、控制終端（控制節點、設備）。

每一種環境因素都有一個適宜作物生長的最佳范圍

二、解決方案

1、建設思路

智慧農田解決方案集成了傳感器、自動化控制、物聯網、移動互聯等技術，對與農作物生長及其物候期觀測密切相關的土壤、水氣、光照、熱量等環境因子進行連續監測，對田間灌溉電磁閥進行遠程智能自動化控制、實現遠程定時定量灌溉為農業生產，提高產量，風險防控，災害預測等提供新的科學技術手段。配備高清視頻監控系統，用戶可以在遠程直接查看作物生長情況，有效地降低了維護成本和人力成本。

2、農業物聯網

農業物聯網是農業生產的高級階段，是集新興的互聯網、移動互聯網、云計算和物聯網技術為一體， 依托部署在農業生產現場的各種傳感節點（環境溫濕 度、土壤水分、二氧化碳、水質傳感器、視頻等）和 無線通信網絡實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。

3、環境要素

溫濕度：農作物的生長跟空 氣中的溫濕度有直接的關系，最佳生長溫度為20—25℃。

光照度：光照時間的長短、 光質、光強強度的 高低都會影響到光 合作用速率，光照 時間越長，產生的 光合產物就越多。

降雨量：通過監測降雨量， 來判斷是否澆灌徹底或者造成過分水澇，都對農 作物生長有著直接影響。

風速風向：農作物授粉的主 要途徑就是通過風力進行，通過 測量風向風速來 判斷是否還需人 工授粉。

土壤肥力、養分：土壤的肥沃程度直接可以營養農作物 的生長速度和質量,而水分則是植物賴以生存的主要因素。

4、設計架構

生命感知：農業動植物生命體本質的認知能力

環境監測：農業生產環境（空氣、土壤、水質等）在線監測

自動控制：農業復雜系統的調控能力和農業突發事件的處理能力

自動追溯：農資、農產品流通過程的監管與控制能力

調度指揮：基于農業生產環境信息的農業裝備的調度、派遣能力

統計決策：基于對聯網信息的數據挖掘和統計分析，提供決策支持和統計報表的能力

5、關鍵技術

信息處理技術：對感知數據采集信息的處理、分析和決策，實現對物理實體的有效監控與管理。

自動控制技術：接收執行命令到控制執行器進執 行動作，最終影響物理實體狀態， 形成從物理世界到信息空間再物理世界的循環過程。

網絡通訊技術：物聯網物理系統的狀態數據和應用服務的反饋信號傳輸的基礎。

傳感器技術：通過聲、光、電、熱、力、位移、濕度等信號來感知現 實世界，是物體感知物質世界的“感覺器官”。

6、應用場景

所有大田作物（小麥﹑水稻﹑高粱﹑玉米﹑棉花﹑牧草等）的智慧管理場景（環境數據收集、圖像采集、自動灌溉、遠程控制等），均可應用該解決方案方案。

三、平臺介紹

系統功能

l 農田環境數據監測系統

l 自動灌溉系統

l 視頻圖像采集監測

l 遠程數據展示與控制管理平臺

1、環境數據監測

由一系列工業級別傳感器和智能網關組成，利用各類傳感器采集農田土壤pH值、土壤電傳導、風速、風向、光照、降雨量、光合有效輻射、氣壓、空氣溫濕度等環境指標，通過LoRa/NB-IoT網關上傳數據至云端數據庫，供遠程數據展示與控制管理平臺調用。傳感器低功耗，自備電池可續航3-5年；網關信號覆蓋可達5－10公里，支持多個傳感器數據上傳。

2、自動灌溉系統

由物聯網無線灌溉自動控制器、物聯網無線控制節點、物聯網無線控制節點以及相應控制軟件等，通過以上控制器和控制節點控制水泵和電磁閥實現戶外農田灌溉的遠程自動化控制。結合農田環境數據監測系統對土壤濕度的監測數據，通過灌溉控制器不僅可對農田進行遠程灌溉作業，還可以通過用戶設置實現按需定區、定時、定量灌溉，極大節省水肥藥的投入，降低勞動力成本，提高水肥藥的利用率 , 降低生產投入成本。

3、視頻圖像采集監測

在大田作物種植區部署高清攝像頭，將實時視頻信息或定時拍攝照片通過4G/GPRS/WiFi等網絡遠程傳輸至遠程管理中心，生產管理者可通過視頻、圖片信息及時了解農業生產現場情況，及時發布生產指導、病蟲害預警信息等，確保安全高效生產，提高農業生產信息化管理水平。

4、遠程數據展示與控制管理平臺

遠程數據展示與控制管理平臺可將農田環境數據監測系統收集并上傳的數據處理并進行圖形化顯示，用戶可通過手機、iPad、PC等終端設備隨時隨地查看和管控戶外大田種植環境數據。結合在線監測數據與用戶所設計得灌溉閾值，遠程管理中心可智能控制灌溉電磁閥或水泵，使土壤保持最佳含水量。用戶可設定各指標參數的報警閾值，當作物種植環境以及灌溉用水發生異常時，管理中心通過短信報警方式及時通知用戶采取措施，及時掌握相關氣象信息，減少因環境異常所帶來的經濟損失。