現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)視頻營銷系統(tǒng)

丁敘+孫紅巖+張林+于國峰

一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)的提出

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進(jìn)行的全自動監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補光等一系列操作，它由中央控制柜與多節(jié)點數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成兩級分布式計算機控制網(wǎng)絡(luò)，具有分散采集，集中操作管理的特點，系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過傳感器實時采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，并傳到各個節(jié)點，數(shù)各個節(jié)點實現(xiàn)和上位機的通訊，在計算機軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值，可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報警。具體如下：

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。我們從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高它工作的效率和精細(xì)管理。例如：

（1）在種植準(zhǔn)備的階段，我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實時采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗。

（2）在種植和培育階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進(jìn)行實時的溫度、濕度、CO2等的信息采集，且可以根據(jù)信息采集情況進(jìn)行自動的現(xiàn)場控制，以達(dá)到高效的管理和實時監(jiān)控的目標(biāo)，從而應(yīng)對環(huán)境的變化，保證植物育苗在最佳環(huán)境中生長。例如：通過視頻溫度采集，可了解實時溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進(jìn)行溫度調(diào)整，而不需要人工去實施現(xiàn)場操作，從而節(jié)省了大量的人力。

（3）在農(nóng)作物生長階段，可以利用物聯(lián)網(wǎng)實時營銷作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實時地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實時的數(shù)據(jù)營銷和物定作物的專家經(jīng)驗相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境，改善作物營養(yǎng)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)作物的病蟲害爆發(fā)時期，維持作物最佳生長條件，對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。

（4）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測算。

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率，節(jié)省人工（例如：對于大型農(nóng)場來說，幾千畝的土地如果用人力來進(jìn)行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾等工作，其工作量相當(dāng)龐大且難以管理，如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動控制也只需點擊鼠標(biāo)的微小的動作，前后不過幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣；），而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域研究等方面提供強大的科學(xué)數(shù)據(jù)理論支持，其作用在當(dāng)今的高度自動化、智能化的社會中是不言而諭的。

二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)技術(shù)特點

（1）監(jiān)控功能系統(tǒng)

根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實時的生長環(huán)境信息，如通過各個類型的傳感器可營銷土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進(jìn)行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。

（2）營銷功能系統(tǒng)

在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節(jié)點，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸具系統(tǒng)，每個基點配置無線傳感節(jié)點，每個無線傳感節(jié)點可營銷土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。

（3）實時圖像與視頻監(jiān)控功能

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，通過多維信息與多層次處理實現(xiàn)農(nóng)作物的最佳生長環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言，僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達(dá)方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能看到水分?jǐn)?shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據(jù)這一個數(shù)據(jù)來作決策。因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術(shù)手段上進(jìn)行突破。視頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實時狀態(tài)，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側(cè)面反映出作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平?？梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。

三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)主要營銷參數(shù)

測定指標(biāo)：溫度；濕度；光照強度；光合有效輻射；CO2；土壤溫度；土壤水分；土壤PH值；電導(dǎo)（鹽份）；氣壓；風(fēng)向；風(fēng)速；雨量等等。（可按自身的要求任意選擇）

四、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)整體設(shè)計

（一）信息采集子系統(tǒng)

1.數(shù)據(jù)采集點 無線發(fā)射模塊、太陽能電池板、支架、蓄電池

2.數(shù)據(jù)采集傳感器 溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器 、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)向、速、雨量傳感器等

3.數(shù)據(jù)分析及顯示部分 電腦、軟件、無線接收模塊、報警系統(tǒng)

（二）系統(tǒng)整體功能部分

1、氣象站及聯(lián)動棚內(nèi)各項數(shù)據(jù)能統(tǒng)計分析，并實時在控制室電腦顯示、分析；

2、監(jiān)控圖像、數(shù)據(jù)分析等圖像同時在多臺液晶屏上顯示；

3、數(shù)據(jù)及監(jiān)控圖像通過GPRS傳到網(wǎng)絡(luò)，用戶可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方查看，并可根據(jù)其用戶權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作；

4、可視頻控制田間電磁閥，并設(shè)定不同的灌溉施肥方案；視頻控制監(jiān)控攝像頭。以上視頻控制及訪問需要設(shè)定不同的權(quán)限，視頻訪問都需要有記錄保存；

5、收集的數(shù)據(jù)能設(shè)定警戒值，如果超出警戒值可發(fā)送警報到控制室或者手機上，以免發(fā)生意外情況；

6、根據(jù)用戶需求，若需要和原有的電磁閥、施肥機等設(shè)備進(jìn)行銜接，在用戶提供原有設(shè)備接口和通信協(xié)議的情況下可進(jìn)行有效銜接，但是建議盡量不適用原有設(shè)備，以免對以后系統(tǒng)的實施、維護(hù)和升級等過程造成困難；

7、能提供充足的升級空間，可滿足后續(xù)創(chuàng)新園建設(shè)中的監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、田間灌溉的提升需求并預(yù)留接口，可對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的升級；

8、大棚可完成自動灌溉、自動噴藥、自動施肥（液態(tài)肥）等功能，且不需人工干預(yù)，只需在辦公室進(jìn)行鼠標(biāo)操作便可輕松完成上述復(fù)雜動作，而且系統(tǒng)可設(shè)定自動模式，例如：根據(jù)當(dāng)前自動采集的水分來判定是否需要灌溉等動作，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化；

五、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)營銷系統(tǒng)示意圖

六、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，細(xì)化各個農(nóng)場，可靠性更高，適應(yīng)性更高，不僅提高了智能化的應(yīng)用，又能節(jié)能環(huán)保，可循環(huán)使用，進(jìn)而降低成本、提高效能?？梢哉弦幌聨讉€方面：

1、農(nóng)業(yè)資源 土地資源、水資源及生產(chǎn)資料更能被有效的高能調(diào)度，達(dá)到節(jié)能、高效的目的。

2、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 使得生態(tài)鏈更豐富，土壤、大氣、水質(zhì)、氣象更適合人們生產(chǎn)生活。

3、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程 更能精耕細(xì)作，使用智能化設(shè)備，實現(xiàn)綠色健康養(yǎng)殖。

4、農(nóng)產(chǎn)品和食品安全 可以實現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)后儲藏加工、物流運輸，整個供應(yīng)鏈實時查詢。

5、裝備和設(shè)施 可實現(xiàn)信息共享，視頻診斷，服務(wù)調(diào)度。