引言

1.1我国农业现状

中国作为一个传统的农业国家，长时间以来仍然处于一家一户的传统农业，农业生产规模小、机械化程度低、高科技难以普及，农民科学种植观念淡薄，认识存在偏差。农业收入占家庭总收入的比例极低，导致越来越多的青壮农户转向以打工收入为主，尤其是年轻一代的农民更不愿意拴在土地上，导致大量土地资源的浪费，农业生产力低下。由于诸多因素我国农业生产方式多以人工种植和传统种植方式为主，农药使用泛滥、土地盐碱化严重、水源灌溉浪费、施肥不科学等问题近年来日益突出，我国自然环境承载力与经济发展之间的矛盾也日益突出，水资源、耕地、草地等主要农业资源不断减少，严重制约了农业综合生产力的提高。农产品供给数量、质量及价格是我国农业生产的核心问题，长期以来我国农业生产在这些问题上面临诸多的挑战：

1.1.1）缺乏科学管理手段、现代化程度低下 

受人口激增压力及生态环境相对恶劣的双重影响，导致我农业分布区域范围较为广泛，土地人口承载量低以及农业资源利用效率效益低的现状，当前农业发展尚处于生产性低耗源而结构性高耗源的非控式发展阶段。与一些农业发达国家的集约化、标准化、规模化管理水平相比，我国农业生产的科学管理手段贫乏，生产前缺乏规划，生产时缺乏管理，科技成果向生产力转化和科技成果的利用率都不高，生产管理制度和规范化作业体系有待于进一步完善和加强。农业生产的方式和生产工具的现代化程度普遍偏低，农业基础设施相当脆弱，抗御自然灾害的能力较弱，有相当一部分地方的农户都还以手工方式耕作，生产手段落后，严重浪费了劳动力和自然资源，制约了农业发展的速度。 

1.1.2) 生产技术落后、农业附加值低 

伴随着我国的经济的高速发展，达到小康后的我国消费者期望绿色、美味、保健、多样化和优质的农产品，这与我国农产生产现状存在矛盾。农业生产技术的落后，导致农产品品质难于提高，在农业产品本身的生物学特性指标方面，如：大小、形状、色泽、口感、营养含量、易储藏性、易运输性、易加工性等等，与一些农业发达国家相比，差距很大。在食品出口或内需供应中，人们对农产品中是否含违禁药物、农药残留是否超标、是否染有动植物疫病安全指标重视越来越重视。长期以来我国农业对科学生产的并不重视，科学生产观念落后，绝大部分地方还是以传统方法，仅凭经验去判断农作物生长环境所需的温度、湿度及其需水量等条件。 

1.1.3) 农业市场信息不畅通、信息闭塞 

农产品的数量问题，既包括不足也包括过剩，制约农业发展的一大“瓶颈”就是“信息闭塞、销路不畅”。在缺乏信息或信息被扭曲的条件下，缺乏市场信息引导，小农经营的广大农民极易一哄而上、一哄而下，盲目生产。由于供求双方信息被阻隔，导致盲目进入市场，一些地方卖粮难、卖菜难等问题，而另一些地方可能就是菜价、粮价攀高，由此带来巨大的经济风险。农户由于缺乏市场信息和销售渠道以及交通的不便利，农产品市场的信息不透明和沟通不及时是导致农民盲目生产、选择生产的产品又不适合市场需求，农产品缺乏流通渠道的重要原因。 

1.1.4) 产业发展结构不合理、产业化规模小、竞争力不强 

1.2我国农业信息化的发展

我国是世界农业大国，农业是我国的传统和基础产业。我国政府部门高度重视我国农业的发展，先后出台了《农业科技发展"十三五"规划》、《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》、《全国农垦农产品质量追溯体系建设发展规划（2016-2020）》等政策，全力支持"十三五"期间 我国农业的发展。 

从上世纪80年代以来，我国开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出了建设金农工程，目的是加速和推进农业和农村信息化，建立“农业综合管理和服务信息系统”。金农工程系统结构的基础是国家重点农业县、大中型农产品市场、主要的农业科研教育单位和各农业专业学会、协会。目前，我国的农业信息化建设在数据库、信息网络、精细农业以及农业多媒体技术等领域都取得了一定成效。 

目前，RFID电子标签、远程监控系统、无线传感器监测、二维码等技术日趋成熟，并逐步应用到了智慧农业建设中，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，使农业生产自动化、智能化，并可远程控制，提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。

1.3物联农业网简介

物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 

我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义，而农业专家又相对匮乏，不能够做到在灾害发生时及时出现在现场，因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。农业信息化，智慧化是国民经济和社会信息化的重要组成部分，是农业发展的必然阶段，是新时期农业和农村发展的一项重要任务，是实现国民生计的大事。以农业信息化带动农业现代化，对促进国民经济和社会持续、协调发展具有重大意义。进一步加强农业信息化建设，通过信息技术改造传统农业、装备现代农业，通过信息服务实现小农户生产与大市场的对接，已经成为农业发展的一项重要任务。 

农业物联网建设主要包括环境、植物信息检测，温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控，精准农业中的节水灌溉等应用模式，例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更等环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等信息的监测。 

智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，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，为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备

1.4世界各国的农业信息化

1．美国 

美国的农业信息化是从20世纪60年代开始，大致可以分为三个阶段，即20世纪50-60年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段；20世纪70-80年代的计算机数据处理和知识处理信息化阶段；20世纪90年代至今的知识的处理、自动控制技术的开发以及网络技术的应用。 

2．德国 

20世纪70年代中期至80年代中期，是德国计算机数据处理、建立数据存储等农业信息化技术从初级阶段走向成熟的阶段，如早在1976年就使用计算机计算每块地的面积、登记每块地的类型及价值，并在此基础上建立了各地区、村庄、道路的信息系统。80年代中期，德国政府委托有关研究部门建立了全德国

的地区农业经济模型，成为很成熟的农业信息处理系统，为有关决策提供服务。至90年代初，德国计算机数据处理、数据模拟模型技术开发走向应用的阶段。在此时期，德国在农业数据库的技术研究开发与建设方面做了很多工作。进入20世纪90年代，信息技术在德国得到进一步的发展，电脑广为普及。通过Internet联网，德国已拥有了发达的通讯网络。90年代中期以来，国际互联网络的出现，使农业信息的传播发生了根本性的变化，以前大型而低效的数据存储设施被高效的计算机系统所取代。目前，德国通过各种网络的连接，可查找到各种专业研究信息、科技管理信息和经济等方面的信息。 

3．日本 

日本到了80年代末，由于各种信息机械的迅速普及和网络化的发展，农村信息化政策不断得到扩充，农村地区的信息化程度也进入快速发展阶段。到1998年底，在日本各都道府县建立的与农业信息化相关的网络中心等机构有67个，平均每个县有1.5个农业信息中心。另外，在全国各地有38个研究机构在开展信息化软件开发以及信息化应用研究等课题。日本20世纪90年代初建立了农业技术信息服务全国联机网络，即电信电话公司的实时管理系统（DRESS），其大型电子计算机可收集、处理、储存和传递来自全国各地的农业技术信息。每个县都设DRESS分中心，可迅速得到有关信息，并随时交换信息。

1.4、产品概述

本方案主要介绍大至物联™智慧农业大棚大数据综合管理平台，平台采用目前先进的4G、5G无线传感技术，LoRA技术，WiFi技术，RFID无线智能控制终端和控制软件等，分为三个组成部分：无线传感器网络，光载无线WiFi传输，智能控制系统。无线传感器网络采用适合物联网应用的自主研发传感器件，以达到无线，低功耗，自适应组网等要求。光载无线WiFi传输系统采用光载无线交换机，配合远端天线模块，通过模拟光纤传输WiFi信号，达到安全，可靠，远距离覆盖的目的。智能控制系统通过采用智能控制终端（如无线智能电源插座，无线智能水泵等），配合控制中心的智能控制软件，对远端采集的各种信号进行分析和汇总，自动控制和开启相关设备，对农作物的生长环境进行精确调节，以达到智能，自控，高效，高产的目的。

平台是基于移动互联网、固定互联网、物联网应用于一身的远程智能监控、数据分析和信息化决策系统。该系统采用国际先进的传感器网络技术，通过光照、温度、湿度等无线传感器实时采集农业生产现场的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量等环境参数，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。产品依托中国电信网络资源的优势，实现远程控制、远程查看等，致力于农业信息化建设，加快构建现代农业产业体系，加速传统农业向智能农业转型，实现依靠现代先进技术实现农业现代化。

1.5、什么是农业物联网

农业物联网”是基于计算机应用、物联网、视频监控、3G通信、IPv6等先进技术构建的农业专家智能、农业生产物联控制和有机农产品安全溯源等三大应用为一体，实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化的综合智能信息化解决方案。“农业物联网”具有感知、互联、智能的特征： 

*感知（Instrumented）利用随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程   

*互联（Interconnected）先进的系统可按新的方式协同工作 

*智能（Intelligent）利用先进技术获取更智能的洞察并付诸实践，进而创造新的价值。

在不久的将来，我们可以随处看见这样的情景：农民兄弟坐在电脑前，轻点鼠标，即可查看农场现场情况，了解温湿度等信息，实现翻地、播种、除虫、灌溉和收获，就如同“开心农场”一般简单。 

通过“农业物联网产品”，我们志在实现生产管理、安全管理、精准管理、溯源管理和信息支持等应用，降低种植成本，提高农作物产量，加强食品安全，从而构建低碳节能、高效高产、绿色生态的现代农业体系，对于我国的农业发展具有重要意义。

1.6、应用领域   

         

1.7、产品架构体系

   “农业物联网”是依托IPv6下一代互联网技术、云计算技术、物联网技术、全球眼技术等方面的积累和优势，基于云计算的、可运营的物联网应用智能服务平台，实现物联网应用的快速配置、快速部署和快速上线，并可实现传感数据的共享共用。 

农业物联网”采用传感层、网络层和应用层的三层架构体系，如下图所示：   

传感层：由传感器、控制器、采控器、边缘网关四部分组成，数据采集、通信和协同信息处理等功能。

①传感器感知获取农业环境中发生的物理事件和数据信息，如：物理量、标识、空气温湿度数据、音视频数据等），通过汇聚点到边缘网关，网关通过网络层上报到应用层平台。 

②边缘网关通过网络层接收应用平台指令，由汇聚点通过执行器或其他智能终端对感知结果做出反应，实现智能控制（如喷淋、卷帘等）。  

网络层：将来自感知互动层的各类信息通过中国电信的成熟的基础承载网络传输到应用服务层，为感知层和应用层提供可靠的数据传输的基础。 

①包括移动通信网、互联网、固网等，以及与卫星网、广电网、行业专网形成的融合网络。 

②网络层主要关注于来自于感知层的经过初步处理的数据，为传感层和应用层提供安全稳定的信息通道。 

③涉及到不同网络传输协议的互通、自组织通信等多种网络技术，末端的接入形式上可以是LAN/WLAN、LTD等。  

应用层：是将物联网技术与行业专业系统相结合，实现广泛的物物互联的应用，实现对信息资源进行采集、开发、利用和存储，形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库，为农业的各类业务提供统一的信息资源支撑。 

建立、实时更新可重复使用的信息资源库和应用服务资源库，根据用户的需求随需组合，以适应不同业务。

1.8、产品功能应用

1.8.1、农业智能传感器应用

传感器是把被测量的信息转换为另一种易于检测和处理的量（通常是电学量）的独立器件或设备，传感器的核心部分是具有信息形式转换功能的敏感元件。在物联网中传感器的作用尤为突出，是物联网中获得信息的主要设备。物联网依靠于传感器感知到每个物体的状态、行为等数据。

在大田种植方面，传感器可以对目标监测区内的空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、土壤pH值和光照强度等农业环境信息进行实时采集，为精准农业环境监测提供了有效的解决方案，有助于农业部门制定出更加有效的提高农作物产量的方法。在作物的生长过程中还可以利用包括光谱、多光谱图像、冠层温度、冠层光照及环境温湿度等多传感信息探测器

对作物生长信息进行监测。HamritaTK等开发出土壤性质监测系统，运用了RFID技术，实现了对土壤温度、湿度等的实时监测，对后续植物的生长状况提供研究的依据。BowmanKD，AmpatzidisYG等将RFID技术应用于检测果树的信息，从而分析出果实的生长状况。中国农业大学2009年在新疆建立的滴灌控制系统可以自动监测农作物生长的土壤墒情信息，实现按照土壤墒情进行自动滴灌，从而达到节约农业用水的目的。

在设施园艺方面，可采用不同的传感器采集土壤温度、湿度、pH值、降水量、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等作物生长参数，为温室精准调控提供科学依据。中国农业大学、中国农科院、国家农业信息技术研究中心、浙江大学、华南农业大学和江苏大学等针对我国不同的温室种类研制了适用于我国温室环境的数据采集、无线通信技术解决方案，可以实现温室环境的状态监测和控制。

在畜禽养殖方面，运用各种传感器可以采集畜禽养殖环境以及动物的行为特征和健康状况等信息。荷兰的Velos智能化母猪管理系统在欧美国家得到了广泛应用，通过对传感器采集到的信息进行分析和处理，系统能够实现母猪养殖过程自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。谢琪、耿丽微等分别设计并实现了基于RFID的养猪管理与监控系统和奶牛身份识别系统。ParsonsJ等对Colo-rado的羊安装电子标签，运用物联网技术提高了羊群 管理效率。在水产养殖方面，传感器可以用于水体温度、 pH值、溶解氧、盐度、浊度、氨氮、COD和BOD等对水产品生长环境有重大影响的水质及环境参数的实时采集，进而为水质控制提供科学依据。中国农业大学李道亮团队开发的集约化水产养殖智能管理系统可以实现溶解氧、pH值、氨氮等水产养殖水质参数的监测和智能调控，并在全国十几个省市开展了应用示范。在果蔬和粮食储藏方面，温度传感器发挥着巨大的作用，制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。贮藏库内降低温度，保持湿度，通过气体调节，使相对湿度（RH）、O2浓度、CO2浓度等保持合理比例，控制系统采集贮藏库内的温度传感器、湿度传感器、O2浓度传感器、CO2浓度传感器等物理量参数，通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证有一个适宜的贮藏保鲜环境，达到最佳的保鲜效果。在农产品安全溯源方面，能够利用RFID技术快 速反应、追本溯源，确定农产品质量问题所在。由于“多宝鱼”、“瘦肉精猪肉”等农产品质量安全事故频发，在北京、上海、南京等地已开始采用条码、IC卡和RFID等技术建立农产品质量安全追溯系统。一些单位开始研究适合中国国情的基于物联网的可追溯技术和架构方法并部分实现了集成应用。杨信廷将RFID技术与传感器技术有效结合，对水产品供应链中的物流环节进行全程监控与追踪。谢菊芳等运用二维条码技术、RFID技术和组件技术， 分别构建了猪肉和柑橘的追溯系统。SpiesslMayrE等运用RFID技术改进和优化了猪肉的可追溯系 统。总之，我国农业专用传感器技术的研究相对还比 较滞后，特别是在农业用智能传感器、RFID等感知设备的研发和制造方面，许多应用项目还主要依赖进口感知设备。目前中国农业大学、国家农业信息化工程中心和中国农科院等单位已开始进行农用感知设备的研制工作，但大部分产品还停留在实验室阶段，产品在稳定性、可靠性及低功耗等性能参数方面还和国外产品存在不少差距，离产业化推广还有一定的距离。

1.8.2、农业无线传感器网络应用

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是由多个节点组成的面向任务的无线网络，是一种无基础设施的网络。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术和分布式信息处理技术等多种领域技术，能协作地进行实时监测、感知和采集节点部署区域的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线网络最终发送给观察者。在大田种植方面，闻珍霞等。

为了实现对设施农业中植物－土壤－环境的动态实时监控，以杭州美人紫葡萄栽培基地首批信息化试验区为例，开发和应用无线传感网络系统和智能化管理及控制系统，实现了对土壤水分、养分、温度、湿度和光照等信息的实时动态测试与显示，并能根据葡萄优质高产生长的需要进行自动控制灌溉，取得了较好的效果。高军等采用基于ZigBee技术的无线传感网络与GPRS网络相结合的节水灌溉控制系统，能根据土壤墒情和作物用水规律实施精准灌溉，有效地解决了农业灌溉用水利用率低的问题。设计了基于CC2430的无线传感器网络自动控制滴灌系统，该系统能够监测植物土壤湿度、环境温度和光照的变化，通过无线网络将传感器信号反馈，结合传感器融合技术对滴灌动作做出精确判断。DamasM等在西班牙开发和示范应用了一个分布式的远程自动灌溉系统，它可以控制1500hm2灌溉面积，测试表明可以节约30%～60%的用水。

在设施园艺方面，2002年，英特尔公司率先在俄勒冈州建立了第1个无线葡萄园，传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔1min检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄健康生长，进而获得大丰收。石军锋等设计了一种基于MOTE-KIT2400的温室Web监控系统，开发了网关接口程序，给出了数据解析算法，实现了传感数据的获取，同时利用ASP.NET2.0技术开发了Web应用程序，实现了对温室环境的远程监控。在畜禽养殖方面，林惠强等

针对目前饲养场

对动物的行为特征和健康状况无法实时获取的情况，提出在畜牧业中利用无线传感网络传送动物的信息，解决了饲养动物生理特征信息实时传输的问题；同时，根据饲养场的实际情况，结合无线传感网络的特点，设计了一个切实可行的无线传感器网络动物检测系统，系统解决了网络部署、节点设计、节点定位、

路由和可视化平台的设计等问题。王冉等针对规模化畜牧养殖中畜禽舍环境监测难的问题，设计开发了一套基于无线传感网络的畜禽舍环境监控系统，该系统能对畜禽舍环境参数（如温度、湿度、光照、大气压和氨气浓度等指标）进行实时监测，并能智能化地根据设定的环境指标上下限自动控制畜禽舍相关设备如风机、风扇、湿帘和电灯等的开启，最终达到将畜禽舍环境参数控制在设定的范围，减少动物热应激，净化畜禽舍环境，促进动物健康成长的目的Bishop-HurleyG等开展了一项耕牛自动放牧测试，成功地实现了第1个基于无线传感器网络的虚拟栅栏系统。NaglL等为家养牲畜设计了一个远程健康监控系统，系统中有多种类型的传感器，包括GPS传感器、脉码血氧计、温度传感器、电子地带、呼吸

传感器和环境温度传感器。TaylorK等研究了一种完备的智能动物管理系统，每个动物身上安装一个无线传感器，用于无线检测动物的位置和各种健康信息。在水产养殖方面，中国农业大学李道亮团队将水质监测无线传感网络运用到了水产养殖中，目前，该系统在江苏省宜兴市河蟹养殖应用推广667hm210000亩）。董方武等针对淡水养殖特点，采用ZigBee无线网络技术及传感器技术，设计了一种基于ZigBee技术的淡水养殖溶氧浓度自动监控系统，进行了监控网络结构、节点硬件电路和软件设计，实现了溶氧浓度和温度等参数的实时监控。

此外，无线传感网络应还用于农业环境监测等领域。PerkinsM等

介绍了一种由Motorola实验室开发的低开销、低能、自组织的传感器网络neuRFon，该系统可以监测农业、环境和一些过程参数。李正明等将无线传感器网络应用于水文水利监测系统中，构建了基于WSN的无线水文水利监测系统，在硬件设计中分别采用单片机和ARM微处理器与CC2500配合设计网络节点；在软件设计中，移植TinyOS操作系统和ZigBee协议栈，搭建软件开发平台。

1.9、无线传输系统图示

 

2.0、产品特点

1)基于云计算的、可运营的公共服务模式与物联网应用架构 

平台集信息收集、处理、传播、应用一体化的物联网应用公共服务模式体系，整合SAAS架构、资源配置、技术集成等技术，具有面向物联网应用公共服务平台的层次化框架结构。支持移动、固网等多种通信方式，并实现移动视频监控、前端数据实时监测等多业务、多通信方式的安全认证和接入，同时在线用户数可达2000人以上，并发用户数1000以上，查询录入响应时间在1-2s以内。 

2) 标准无线传感器数据采集协议和高性能数据处理能力 

数据采用是基于无线传感器的数据采集标准协议，具备数据的传输、融合和预处理能力，以及对移动视频传感监控压缩处理能力。电信级运营的物联网数据传输通道管理机制，面向多类型传感器数据的传输与融合技术，是可融合多类型传感器参数的无线传输系统。

3) 大至物联云平台融合多个品牌的视频监控系统 

基于3G、4G、5G、LAN多网络制式的移动全球眼系统架构，快速支持网络融合和业务融合，支持多多手机类型的移动全球眼手机客户端，采用视频监控的压缩编码与传输方法，支持网络融合和业务融合。 

4) 支持网络融合和业务融合 

融合现有网络、业务、数据、通讯、系统等资源的统一接入软件，用户信息、信息源、平台信息等的数据库构建技术和结构化异构数据的兼容技术，支持基于XML的异构数据转换接口，实现平台各应用子系统和部门间的交换与共享；支持异构应用系统和异地之间的数据交换技术；基于网络化的信息资源共享技术和数据库安全技术，实现各属性数据、记录有权限地存取，实现资源网络化共享。 

2.1产品功能

1）空气温湿度监测功能

系统可根据配置的温湿度无线传感器，实时监测大棚内部空气的温度和湿度。 

2）土壤湿度监测功能

配有土壤湿度无线传感器，实时监测温室内部土壤的湿度。 

3）光照度监测功能

采用光敏无线传感器来实现对温室内部光照情况的检测，实时性强。 

4）安防监测功能

采用无线入侵探测器，启动后当温室里面有人出现时，探测器便向主控中心发送信号，同时启动光报警。 

5）视频监测功能

通过部署无线WiFi摄像头实时捕获大棚内部的画面，通过光载无线交换机传输给网关处理。用户既可以在控制中心的显示器上看到温室内部的实时画面，又可以通过PC机远程访问的方式来观看温室内部的实时画面。 

6）促进植物光合作用

植物光合作用需要光照和二氧化碳。当光照度达到系统设定值时，系统会自动开启风扇加强通风，为植物提供充足的二氧化碳。 

7）空气加湿

如果温室内空气湿度小于设定值，系统会启动加湿器，达到设定值后便停止加湿。 

8）土壤加湿

当土壤湿度低于设定值时，系统便启动喷淋装置来喷水，直到湿度达到设定值为止。 

9）环境升温

当温室内温度低于设定值时，系统便启动加热器来升温，直到温度达到设定值为止。 

10)局域网远程访问与控制

物联网通过网关加入局域网。这样用户便可以使用PC机访问物联网数据，通过操作界面远程控制温室内的执行器件，维护系统稳定。 

11)GPRS/3G/4G网络访问

物联网通过无线网关接入GPRS或者3G/4G/5G网络。用户便可以手机来访问物联网数据，了解大棚内部环境的各项数据指标（温度、湿度、光照度和安防信息）。 

12)控制参数设定及浏览

对所要实现自动控制的参数（温度、湿度、光照度等）进行设置，以满足自动控制的要求。用户既可以直接操作网关界面上的按钮来完成系统平衡参数的设置，又可以通过PC机或手机远程访的方式完成参数的设置。 

13)显示实时数据曲线

实时趋势数据曲线可将系统采集到的大棚内的数据以实时变化曲线的形式显示出来，便于观察系统某时间段内整体的检测状况。 

14)显示历史数据曲线

可显示出大棚内各测量参数的日、月、年参数变化曲线，根据该曲线可合理的设置参数，可分析环境的变化对植物生长的影响。

15)传感器网络低耗数据收集算法

基于无线传感器网络的数据收集方法，拥有模型辅助的数据融合功能的传感器网络低耗数据收集算法，充分利用农作物生长数据的时空相关性来减少网络数据传输量。 

16)自动维护网络链和链路唤醒

边缘网关自动维护网络链接，在系统中采用短信或通知方式进行链路唤醒，有效缓解运营商通信链路压力。

2.2平台应用功能

   2.2.1用户管理平台 

区域管理：用户管理平台管理员可以通过登录管理平台实现对平台的区域业务管理。 

 终端管理：用户管理平台管理员可以通过登录管理平台可以对终端采集设备进行管理（例如添加、删除等）。 

 智能控制：用户管理平台管理员可以通过登录管理平台可以对终端采集设备、传感器进行远程控制（如设置相应参数、调节摄像头云台等）。 

 实时状态：用户管理平台管理员登录平台后可以在后台看到采集到的实时信息。 

 业务选择：用户管理平台管理员登录平台后可以对业务进行选择。

 区域管理：业务平台管理员可以通过登录管理平台实现对平台的区域业务管理。 

 终端管理：业务平台管理员可以通过登录管理平台可以对终端采集设备进行管理（例如添加、删除等）。 

 智能控制：业务平台管理员可以通过登录管理平台可以对终端采集设备、传感器进行远程控制（如设置相应参数、调节摄像头云台等）。  

实时状态：业务平台管理员登录平台后可以在后台看到采集到的实时信息。 

 业务选择：用户管理平台管理员登录平台后可以对业务进行选择。 

2.2.2、手机平台功能

手机平台是为“农业物联网”用户提供更加便捷的远程监控服务，平台利用移动互联网技术实现在手机上实现对农业生产现场的查看和实时监控，实现手机与电脑同样的功能。通过简单的手机操作可以实现以下功能： 

大棚管理：用户登录手机客户端可以实现对大棚的管理。 

智能控制：用户登录手机客户端后可以对终端采集设备进行远程开关控制等。 

终端管理：用户登录手机客户端后可以对采集终端设备进行管理。

实时状态：用户登录手机客户端后可以对大棚现场环境参数进行实时查看。 

视频查看：用户登录手机客户端后可以通过视频查看大棚现场环境情况。

参数设置：用户登录手机客户端后可以对终端采集设备参数进行远程调整。 

菜单切换：用户登录手机客户端后可以对相应菜单进行切换。

2.3、产品优势

1)基于云计算的云服务能力 

平台是基于物联网应用的公共服务平台，具有云计算的业务能力，以便保证今后平台的需要者可以通过网络以按需、易扩展、快速的方式获得所需服务。 

2)低耗数据收集方法

基于无线传感器网络的数据收集方法在保证数据可靠性的同时延长网络生命周期。模型辅助的具有数据融合功能的传感器网络低耗数据收集方法，充分利用农作物生长数据的时空相关性来减少网络数据传输量，降低传感器网络能耗，通过能量均衡延长数据采集系统的生命周期。

3)多业务功能的手机端平台系统

本平台利用中国电信稳定、高速的3G网络，采用移动互联网技术，将数据监控、告警通知、视频监控等功能移植到手机上，不管走到哪里用户都可以通过手机对行业应用数据进行实时监控，不受地域限制，实现将多业务融合和网络增值。提供PC、微信公众号、H5、Android等主流平台的适配客户端软件，支持主流手机操作系统。 

4)边缘网关自动维护网络链接长期在线 

具备对广域网各类网络通信接口的适配支持能力，如EVDO、GPRS、Wi-Fi、PON、专线、ADSL、CDMA 1X等，并实现基于TCP/IP协议的通信、控制和配置，边缘网关设备采用定时自动拨号或短信链路唤醒技术，可自动维护网络链接长期在线，有效缓解了电信网络信道资源被长期占用的问题。 

5)基于开放数据接口的多系统对接技术 

首次规范了各类传感器和控制器的数据帧格式，并制定了技术规范，便于实现在规模部署时的多传感网厂家选择和竞争，降低设备采购成本。可以通过标准的数据接口与外部系统进行对接，实现多业务系统的数据交换与共享。 

6)SaaS服务模式打造大平台 

平台的设计面向农业各环节的、多应用的，可以形成农业行业共性服务平台，并以SaaS服务模式打造大农业、大平台的服务理念。 

7）神经网络化的决策控制，实现精细、精准管理 

系统组网采用神经网络化的组网方式，有利于实现对系统各个网元的精细化控制和精准化管理，让每一个网元都在掌控之中。

2.4、国家与政策支持

我国政府部门高度重视我国农业的发展，先后出台了《农业科技发展"十三五"规划》、《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》全国农垦农产品、《质量追溯体系建设发展规划（2016-2020）》等政策，全力支持"十三五"期间我国农业的发展。

最新发布的《“十三五”全国农业农村信息化发展规划》近日正式印发。规划提出，到２０２０年，“互联网＋”现代农业建设取得明显成效，农业农村信息化水平明显提高，信息技术与农业生产、经营、管理、服务全面深度融合，信息化成为创新驱动农业现代化发展的先导力量。针对生产智能化领域，规划提出，到２０２０年，核心技术、智能装备研发与集成应用取得重大突破，大田种植、设施园艺栽培、畜禽水产养殖、农机作业、动植物疫病防控智能化水平显著提高，适宜农业、方便农民的低成本、轻简化、“傻瓜”式信息技术得到大面积推广应用。农业物联网等信息技术应用比例达到１７％。同时，加快发展农业农村电子商务，创新流通方式，打造新业态，培育新经济，重构农业农村经济产业链、供应链、价值链，促进农村一二三产业融合发展。力争到２０２０年，农产品网上零售额占农业总产值比重达到８％。

2.5、价值与效益

2.5.1为农业生产提供决策支持和组织保障 

为一线生产者、经营者、管理者和决策者提供信息服务，成为“千里眼、顺风耳”，有效指导农业生产前、生产中和生产后的各环节，发挥平台对具体应用的“信息支撑”作用，让农业生产也走向智能化、让农业管理科学化、实现农业生产智能化，为精细化农业管理提供技术和组织保障。 

2.5.2优化农业生产方式，改善农业效益 

在社会效益方面，通过“农业物联网”的应用推广，可以有效改变以往高能耗、高人力投入、粗放式的管理方式，实现精细化、低能耗、低人力投入的高效率管理，助推农业专业化、集约化和规模化发展，以提高农产品产量，改善农产品质量，为农民增加收益。除了具有物联网应用已有的社会效益之外，还将具有投资少、成本低、快速部署上线、信息方便共享方便等良好的效益，最终在节能减排、安全生产、提高农业生产效率和方便百姓生活等方面发挥更大的作用。 

2.5.3 解放劳动生产力，促进农业现代化 

农业现代化是我国落实浙江“十二五”规划的重要举措，也是我国现代化建设的重要组成部分。通过“农业物联网”平台的建设和应用正是符合了加速现代农业建设，让科技带动农业现代化，逐渐实现农业生产的标准化、数字化、网络化的目标，达到让科技帮助农户种地，解放劳动生产力，科技辅助农业科技升级，从而有效促进农业的增产增收、节约能源的目的。

2.5.4丰富物联网行业应用，抢占物联网应用制高点 

随着物联网浪潮的不断高涨，各行各业的物联网应用也在不断延伸和扩展，中国电信为了避免在物联网时代被沦为“智能管道”提供商，就必须努力完善物联网行业应用，同时也为农业信息化建设提供了解决方案，为智慧城市建设积累经验，智能农业远程智能监控系统具有很强的可扩展性，通过部署不同的传感器类型可扩展为多种行业应用，比如用于园林灌溉、路灯控制、环境监测、水产养殖等，丰富了中国电信的ICT业务，间接提升了中国电信在信息化方面的竞争力，真正的进入全业务运营时代。

2.6、主要结论

2.6.1、科学、理性认识物联网应用创新发展理念

物联网概念的提出与我国现代农业发展的迫切内在需求相吻合，既是历史机遇的巧合，也是农业发展的必然。物联网技术在农业领域良好的发展前景，不是概念的炒作，而是农业生产集约化、自动化、智能化和信息化发展的必然趋势。我国目前农业发展正处于由传统农业向现代农业转变的拐点上，生产信息化的核心是高产、高效、低成本和优质，物联网技术是实现上述目标最主要的技术保障。

2.6.2、需求分析与优先推进领域

物联网农业应用的最大领域在于设施农业和现代物流。农业传感器和无线传感网是需要优先发展的领域。从农业传感器来说，作为农业可控因子的传感器应放在更重要的位置加强研究。农业传感器和无线传感网产品化和产业化应作为国家“十三五”电子信息产业发展的优先领域。

2.6.3、战略思路、战略目标、技术与产业发展规划思路

物联网农业应用技术与产品需要经过一个培育、发展和成熟的过程，培育期需要2～3年，发展期2～3年，成熟期需要5年，物联网农业应用的成熟期，可能要在“十三五”末期（2020年）。按照10年的规划期，做物联网农业应用规划，分阶段制定技术目标、产业化目标比较符合实际，发展规划要重点突出，分层实施，逐步扩散，全面推进。

2.6.4、共性关键科学技术问题

物联网农业领域应用发展的共性关键科学技术问题主要有3个方面。①先进传感机理与工艺（农业光学传感、微纳传感、生物传感）。②高通量、快处理、大存储的无线传感网技术。③农业云计算与云服务（模型、方法与平台）。

2.6.5、促进物联网农业领域应用发展的政策措施建议

（1）农业物联网作为农业高新技术，具有基础薄弱、一次性投入大、受益面广和公益性强的特点，在当前农业产出效益不高、农民收入水平较低、农业信息化市场化运作还不完善的情况下，需要公益性行业专项支持。

（2）根据我国现代农业发展需求，实施一批有重大影响的农业物联网应用示范工程，建设一批国家级农业物联网示范基地，推动物联网技术在现代农业中的集成应用，发展智慧农业。

（3）对研发农业物联网产品的企业和科研院所以及使用农业物联网产品的用户进行补贴。

2.7、物联网在农业中应用的意义

我国是农业大国，而非农业强国。近30年来果园高产量主要依靠农药化肥的大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损失并造成环境污染。我国农业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁，对农业可持续性发展带来严峻挑战。本项目针对上述问题，利用实时、动态的农业物联网信息采集系统，实现快速、多维、多尺度的果园信息实时监测，并在信息与种植专家知识系统基础上实现农田的智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动控制。突破果园信息获取困难与智能化程度低等技术发展瓶颈。     

目前，我国大多数水果生产主要依靠人工经验尽心管理，缺乏系统的科学指导。设施栽培技术的发展，对于农业现代化进程具有深远的影响。设施栽培为解决我国城乡居民消费结构和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重要作用，温室种植已在农业生产中占有重要地位。要实现高水平的设施农业生产和优化设施生物环境控制，信息获取手段是最重要的关键技术之一。作为现代信息技术三大基础(传感器技术、通信技术和计算机技术)的高度集成而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。网络由数量众多的低能源、低功耗的智能传感器节点所组成，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线传输网络传送到基站主机以及需要这些信息的用户，同时用户也可以将指令通过网络传送到目标节点使其执行特定任务。 

 物联网在农业领域中有着广泛的应用。我们从农产品生产不同的阶段来看，无论是从种植的培育阶段和收获阶段，都可以用物联网的技术来提高它工作的效率和精细管理。 

（1）在种植准备的阶段，我们可以在温室里面布置很多的传感器，分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物。 

（2）在种植和培育阶段，可以用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化，保证植物育苗在最佳环境中生长。比如说通过采集设备，比如说降温了，我可以给他在温室里加热。 

 （3）在农作物生长方面，可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照情况，通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合，配合控制系统调理作物生长环境，改善作物营养状态，及时发现作物的病虫害爆发时期，维持作物最佳生长条件，对作物的生长管理有非常重要的作用。 

 （4）在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的测算。 

 （5）提高效率，节省人工，如果是几千亩的农场，要对各大棚进行浇水施肥，手工加温，手工卷帘，那要用大量的时间和人员来操作。