農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 課件全套 第1-11章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述-農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全極其可靠性

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述第1章1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容 1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用 1.4發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義 1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 1.6農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 1.7農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 1.8國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較 1.9農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化及其相關(guān)政策 1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也稱為數(shù)字農(nóng)業(yè)或智慧農(nóng)業(yè)，就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。主要使用各種農(nóng)業(yè)傳感器、射頻識別設(shè)備、視頻信息采集終端等各種類型的感知設(shè)備，大范圍實(shí)時采集與種植、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)產(chǎn)品流通等相關(guān)的農(nóng)業(yè)信息，通過LoRa、NB-IoT等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、4G/5G移動通信、Wlan寬帶通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)距離微波通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的多渠道傳輸和互聯(lián)，并利用邊緣計(jì)算等技術(shù)對信息進(jìn)行匯總，借助人工智能處理獲取的精確信息，從而建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用系統(tǒng)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的系統(tǒng)化、自動化、智能化水平。2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要特征體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的分配與管理智能化。（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營決策有據(jù)可依。（3）可全天候提供農(nóng)業(yè)服務(wù)。（4）農(nóng)業(yè)信息可信度高。1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容具體來說，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)主要包含以下內(nèi)容：（1）建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。（2）建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品溯源體系。（3）構(gòu)建智慧管理與服務(wù)體系。（4）提高農(nóng)業(yè)裝備的智能化水平。（5）促進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展。1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用可以歸結(jié)為以下幾種：（1）智慧種植、養(yǎng)殖。（2）開放式種植場及養(yǎng)殖場管理。（3）生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)。（4）管理及運(yùn)營。1.4發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義（1）為選擇、改善農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。（2）提高農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖管理精準(zhǔn)度。（3）提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，減少污染。（4）把控農(nóng)產(chǎn)品生長狀況和采收時間，協(xié)調(diào)投入產(chǎn)出比例。（5）使管理和運(yùn)營效率得以明顯提高。（6）保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。（7）全面推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本情況1.國際數(shù)字農(nóng)業(yè)聯(lián)盟國際數(shù)字農(nóng)業(yè)聯(lián)盟由國際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國糧農(nóng)組織共同發(fā)起，致力于推廣數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：·全球數(shù)字農(nóng)業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃（NationalStrategy）·數(shù)字農(nóng)業(yè)實(shí)行計(jì)劃（E-agricultureActionPlan）·數(shù)字農(nóng)業(yè)框架建設(shè)（E-agricultureFramework）2.全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略國際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國糧農(nóng)組織合作研究制定了《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略指南》，致力于開發(fā)有針對性的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，為各國發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供一個框架，包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展愿景、實(shí)行計(jì)劃、成果檢測、評估框架四個部分，其中的農(nóng)業(yè)概念涵蓋了種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的制定要結(jié)合國家、農(nóng)村的發(fā)展目標(biāo)和農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢，綜合考慮農(nóng)業(yè)愿景、農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)先事項(xiàng)、信息通信技術(shù)部門的潛力、相關(guān)部門或群體的利益，分析發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的有利環(huán)境、可行性和現(xiàn)實(shí)差距，確保既立足于當(dāng)前環(huán)境，又不限制任何可能性，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3.全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況許多國家發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)表明，信息化技術(shù)是應(yīng)對眾多農(nóng)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)的有效手段。很多發(fā)展中國家75%以上的人口依靠農(nóng)業(yè)為生，當(dāng)?shù)卣顿Y了許多信息通信技術(shù)方案，用于提高公民的信息通信技術(shù)水平和促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)的應(yīng)用開發(fā)，以此作為經(jīng)濟(jì)增長的引擎，推動經(jīng)濟(jì)向以知識為基礎(chǔ)的中等發(fā)展水平轉(zhuǎn)變。同時，將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略嵌入到國家發(fā)展戰(zhàn)略之中，政府對信息通信技術(shù)的投入刺激了私人投資，為開發(fā)各種農(nóng)業(yè)技術(shù)手段和應(yīng)用程序創(chuàng)造了有利環(huán)境。除此之外，政府還設(shè)立了幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)民獲取農(nóng)業(yè)信息的社區(qū)服務(wù)中心，以提高農(nóng)業(yè)部門的服務(wù)水平，政策的引導(dǎo)和支持在發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.2全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，但目前在國?nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中所占比重較低，其發(fā)展普遍面臨著諸多挑戰(zhàn)：（1）缺少農(nóng)業(yè)專家，相關(guān)政策缺少對農(nóng)業(yè)價值鏈參與者的激勵，大多數(shù)農(nóng)業(yè)勞動者前往城市尋找有薪工作，農(nóng)業(yè)勞動力急劇減少。（2）由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動力成本大幅提高。（3）農(nóng)業(yè)勞動力平均年齡快速增長。（4）農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)部門之間合作基礎(chǔ)薄弱，對農(nóng)業(yè)的投資少，農(nóng)業(yè)預(yù)警機(jī)制、病蟲害管理系統(tǒng)、食品安全和質(zhì)量管理設(shè)施等配備不足。（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不及時；信息共享機(jī)制不健全。（6）部分農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)寬帶通信基礎(chǔ)設(shè)施落后。（7）農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)庫建設(shè)較弱。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)1.發(fā)展趨勢根據(jù)國際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的報(bào)告，大部分國家農(nóng)民在獲取農(nóng)業(yè)信息、應(yīng)用信息化技術(shù)方面處于劣勢，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要政府的引導(dǎo)和支持，并充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技公司的作用，大力推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)含量。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理科學(xué)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集約化的趨勢日益明顯。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2.發(fā)展特點(diǎn)（1）技術(shù)壁壘高。（2）開發(fā)空間大。（3）產(chǎn)品定制需求增加。（4）技術(shù)要求日漸規(guī)范。1.6農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三層，即感知層、傳輸層、處理和應(yīng)用層，如圖1-2所示。圖1-2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.7農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)1.農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)（1）傳感器技術(shù)。（2）射頻識別技術(shù)。（3）北斗/GPS技術(shù)。（4）無線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)。2.農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)傳感器以自組織的方式構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚傳感器采集的信息，接著交由Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、LoRa、4G和5G等無線通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至處理平臺。3.農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)農(nóng)業(yè)信息處理涉及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)。1.8國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較1.8.1國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀1.國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況物聯(lián)網(wǎng)目前已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)育種、農(nóng)作物種植、畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、農(nóng)業(yè)資源調(diào)控等方面，并取得了一系列成果，不斷推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)往標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。2.我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場需求（1）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及效率亟待提升。（2）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式亟需改進(jìn)。1.8國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較1.8.2國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)性價比比較從以下幾個方面對目前國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的性價比加以比較：1.技術(shù)及創(chuàng)新（1）技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力。（2）“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合程度。2.產(chǎn)品及應(yīng)用（1）建設(shè)完整物聯(lián)網(wǎng)平臺的能力。（2）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本。（3）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范。3.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)（1）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。（2）知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量。1.9農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化及其相關(guān)政策國際上的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作開展較早，相比之下國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)進(jìn)程嚴(yán)重滯后，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化因此受到了限制。為解決上述問題，農(nóng)業(yè)部在2011年開始組織建設(shè)并完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，成立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組和農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究項(xiàng)目組負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作的具體落實(shí)。后續(xù)發(fā)布的《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程工作方案》對制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品使用規(guī)范作出了要求。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程也于2013年正式啟動，隨后連續(xù)幾年在山東、新疆、江蘇、黑龍江等全國八個省市進(jìn)行了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用示范試點(diǎn)建設(shè)。近年來，國家“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、項(xiàng)目示范、國際合作提供了制度保障，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作取得了重大進(jìn)展。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息感知第2章2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.2拉曼光譜技術(shù) 2.3射頻識別技術(shù)（RFID） 2.4二維碼技術(shù) 2.5無線視頻監(jiān)控 2.6北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2.7遙感技術(shù)（RS） 2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.1傳感器概述1.傳感器的概念傳感器是檢測信息的裝置，它最基本的功能是把信息轉(zhuǎn)換成電信號，以便進(jìn)行處理和分析。傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包含了敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路。傳感器的組成如圖2-1所示。圖2-1傳感器的組成2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用傳感器的分類方法眾多，用途、工作原理、輸出信號、制造工藝等都可以作為其分類方式，較常用的分類方式如表2-1所示。表2-1傳感器分類2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.傳感器的數(shù)據(jù)處理和傳感器校準(zhǔn)1）傳感器數(shù)據(jù)處理傳感器感知到信息后，會依照設(shè)定的規(guī)則，把這些信息轉(zhuǎn)換為電信號，再進(jìn)行輸出。主控設(shè)備接收到信號后對其進(jìn)行處理分析，提取有價值的數(shù)據(jù)，再通過其他方式傳送這些數(shù)據(jù)。2）傳感器校準(zhǔn)傳感器校準(zhǔn)指的是在明確傳感器輸入與輸出關(guān)系的基礎(chǔ)上，使用標(biāo)準(zhǔn)儀器標(biāo)定傳感器，其內(nèi)容包括傳感器的工作特性、環(huán)境特性、物理與幾何參數(shù)等。將標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生的已知量作為被標(biāo)定傳感器的輸入，將所得輸出量與輸入量作比較，即可了解傳感器的性能。3.傳感器選擇傳感器的性能是由精度誤差、穩(wěn)定性、可靠性、參數(shù)一致性、量程范圍等共同決定的，同時，環(huán)境檢測對傳感器的性能要求較高，不同區(qū)域?qū)鞲衅鞯臋z測性能也有不同程度的影響。其次，所檢測環(huán)境的溫度變化、濕度變化、雷雨降水、空氣鹽霧腐蝕、雷擊靜電及周圍其他干擾因素也會影響傳感器的監(jiān)測結(jié)果。此外，傳感器檢測數(shù)據(jù)結(jié)果還與數(shù)據(jù)處理電路和傳輸電路有關(guān)。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.2傳感器產(chǎn)業(yè)1.傳感器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國對傳感器的使用需求大，市場規(guī)模可達(dá)數(shù)百億元。但現(xiàn)在國內(nèi)自主生產(chǎn)的傳感器還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些需求，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最主要原因在于國產(chǎn)傳感器普遍在靈敏度、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性等方面存在問題，且由于傳感器及相關(guān)專業(yè)人才數(shù)量少，傳感器研發(fā)進(jìn)展緩慢，使其發(fā)展和應(yīng)用都受到了極大的限制。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用為了改變國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)相對落后的局面，可從以下幾方面入手：（1）政策與管理方面。（2）資金方面。（3）行業(yè)方面。（4）技術(shù)與人才方面。2.傳感器產(chǎn)業(yè)化問題及解決策略目前國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題有以下幾點(diǎn)：（1）科技成果轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱。（2）對國外技術(shù)的依賴程度高。（3）市場競爭力不足。（4）成本優(yōu)勢不明顯。（5）行業(yè)不被重視。（6）融資困難。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.3農(nóng)業(yè)傳感器農(nóng)業(yè)傳感器是發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)完整信息鏈必不可少的設(shè)備。農(nóng)業(yè)傳感器采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提，農(nóng)業(yè)傳感器的性能也會影響整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行水平。1.農(nóng)業(yè)傳感器類型農(nóng)業(yè)傳感器主要有環(huán)境監(jiān)測類傳感器和生命信息感知傳感器兩類。2.農(nóng)業(yè)傳感器現(xiàn)狀我們以水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用為例，談?wù)勣r(nóng)業(yè)傳感器發(fā)展的現(xiàn)狀。水產(chǎn)養(yǎng)殖使用到的傳感器可以稱之為漁業(yè)傳感器，其應(yīng)用也多已成熟，但將這些使用成熟的農(nóng)業(yè)傳感器引入到水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域卻存在成本價格、行業(yè)性、穩(wěn)定性、后期維護(hù)諸多需要解決的問題。就目前的情形來說，以上幾個問題不解決，很難推動養(yǎng)殖戶對傳感器的大規(guī)模使用，更談不上產(chǎn)業(yè)化。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用3.國內(nèi)外農(nóng)業(yè)傳感器對比與進(jìn)口傳感器相比，我國自主研發(fā)的傳感器在性能水平及產(chǎn)業(yè)化程度等方面均有所不足，具體表現(xiàn)在監(jiān)測精度、配套無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)種類、誤差消除、性能評價標(biāo)準(zhǔn)、制造工藝等方面。4.農(nóng)業(yè)傳感器應(yīng)用（1）育苗育種。（2）種植養(yǎng)殖。（3）農(nóng)業(yè)機(jī)械。（4）農(nóng)產(chǎn)品分類與儲藏。2.2拉曼光譜技術(shù)1.拉曼光譜技術(shù)拉曼光譜技術(shù)是一種用來檢測物質(zhì)結(jié)構(gòu)成分的技術(shù)，它以拉曼光譜效應(yīng)為基本原理，通過檢測光譜特性來分析物質(zhì)特征，以比對拉曼光譜間的差異實(shí)現(xiàn)對不同物質(zhì)的辨別。2.拉曼光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與傳感器技術(shù)相似，拉曼光譜技術(shù)可以作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，感知農(nóng)業(yè)信息供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理使用或投入建立農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。雖然拉曼光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開始較晚，但因其具有無須樣品預(yù)處理、非接觸式快速檢測、光譜成像分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測、畜產(chǎn)品品質(zhì)檢測、糧食質(zhì)量安全檢測、農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測等方面得到了廣泛應(yīng)用，具有普通檢測方式所無可比擬的優(yōu)越性。2.2拉曼光譜技術(shù)3.拉曼光譜技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用存在的問題拉曼光譜檢測具有效率高、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也已經(jīng)有了這方面的應(yīng)用，且具有極大的應(yīng)用發(fā)展空間。各種類型的拉曼光譜設(shè)備逐漸高精度化、小型化、便攜化，實(shí)際使用也更為便利，但就目前而言，拉曼光譜技術(shù)在檢測穩(wěn)定性等方面的性能仍有待優(yōu)化。2.3射頻識別技術(shù)（RFID）使用射頻識別技術(shù)能夠在不與物體接觸的情況下識別物體，并以電磁耦合（Electromagneticcoupling）的方式獲取目標(biāo)對象的信息。1.RFID的特征（1）操作便捷。（2）標(biāo)簽容量大。（3）安全性高。（4）受環(huán)境影響小。（5）重復(fù)利用率高。

2.RFID系統(tǒng)組成及其工作原理（1）系統(tǒng)組成。RFID系統(tǒng)一般由射頻識別標(biāo)簽、射頻讀寫器和信息系統(tǒng)構(gòu)成。2.3射頻識別技術(shù)（RFID）（2）工作原理。RFID系統(tǒng)的工作原理如圖2-3所示。射頻讀寫器通過天線發(fā)送射頻信號與射頻識別標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)非接觸耦合（NoncontactCoupling），驅(qū)動射頻識別標(biāo)簽通過內(nèi)部天線發(fā)送數(shù)據(jù)信號，射頻讀寫器依序接收信號并進(jìn)行解碼，校驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后將其發(fā)送至信息系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。圖2-3RFID系統(tǒng)工作原理2.3射頻識別技術(shù)（RFID）3.RFID在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用（1）農(nóng)產(chǎn)品種植管理。（2）畜禽養(yǎng)殖管理。（3）農(nóng)產(chǎn)品溯源。2.4二維碼技術(shù)二維碼技術(shù)是對文字、圖像等信息進(jìn)行數(shù)字化編碼和自動識別的技術(shù)。二維碼也叫二維條碼（2-dimensionalbarcode），它由黑白兩色的幾何圖形遵循一定的規(guī)律排列而成，在水平、垂直方向都可以表達(dá)信息。2.4二維碼技術(shù)1.二維碼應(yīng)用系統(tǒng)二維碼應(yīng)用系統(tǒng)是以二維碼存儲和表示信息的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，由二維碼生成設(shè)備、二維碼標(biāo)簽、二維碼識讀設(shè)備和信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2-4所示。圖2-4二維碼應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成2.二維碼技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，二維碼主要作為一種信息載體和信息傳輸接口，用于農(nóng)產(chǎn)品溯源，以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，提高數(shù)據(jù)查詢和共享效率。2.5無線視頻監(jiān)控?zé)o線視頻監(jiān)控將監(jiān)控技術(shù)與無線傳輸技術(shù)相結(jié)合，通過無線傳輸技術(shù)來傳輸圖片、視頻、聲音等信息，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)布線繁瑣的問題，具有技術(shù)先進(jìn)、高效靈活、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)將主要朝著無線化方向發(fā)展。1.無線視頻監(jiān)控的特點(diǎn)（1）成本低。（2）實(shí)用性強(qiáng)。（3）擴(kuò)展、移動方便。（4）網(wǎng)絡(luò)信號易受影響。2.無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)（WirelessVideoMonitoringSystem）由信息采集系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)組成。2.5無線視頻監(jiān)控3.無線遠(yuǎn)程多節(jié)點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(PMP+WLAN)無線遠(yuǎn)程多節(jié)點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用MeshWLAN組網(wǎng)技術(shù)，采用無線通信和點(diǎn)對多點(diǎn)無線技術(shù)，運(yùn)用信號頻率調(diào)制解調(diào)技術(shù)減少設(shè)備之間的無線干擾，實(shí)現(xiàn)大范圍的無線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，大大節(jié)省了設(shè)備成本。用戶可以通過手機(jī)、平板和筆記本電腦等設(shè)備隨時查看實(shí)時監(jiān)控信息，系統(tǒng)管理員還能通過平臺發(fā)送操作指令，從而控制分布在固定區(qū)域的節(jié)點(diǎn)。2.6北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其基本構(gòu)成部分包括空間段、地面段和用戶段。北斗定位導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用如下：（1）采集農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量分布信息。（2）采集農(nóng)田、牧場或水塘信息。（3）畜禽定位。（4）農(nóng)業(yè)資源規(guī)劃。（5）農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備定位導(dǎo)航。2.7遙感技術(shù)（RS）遙感技術(shù)（RemoteSensing,RS）是一種遠(yuǎn)距離、非接觸式的物體探測、感知技術(shù)，通過衛(wèi)星、飛機(jī)等遙感平臺和遙感儀器感知與采集目標(biāo)對象的電磁波信息，經(jīng)過信息處理分析，反映出目標(biāo)特征，具有大范圍同步觀測、受環(huán)境限制少、時效性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。1.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，遙感技術(shù)主要用于監(jiān)測農(nóng)作物長勢、土壤墑情及病蟲害數(shù)據(jù)，也可用于估算農(nóng)作物產(chǎn)量，結(jié)合GPS和GIS，還可以系統(tǒng)、客觀地收集農(nóng)情信息，為農(nóng)事決策提供便利。2.7遙感技術(shù)（RS）2.遙感技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用存在的問題（1）受農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)性能的影響，農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)可能存在誤差，數(shù)據(jù)分類、識別、解譯、反演過程也可能會產(chǎn)生誤差。（2）受農(nóng)作物的類型、生長狀況以及分布情，還有遙感監(jiān)測成像條件等會使農(nóng)業(yè)遙感影像出現(xiàn)“異物同譜”、“異譜同物”的現(xiàn)象，給數(shù)據(jù)分析和地物識別造成不便。（3）仍需加強(qiáng)對農(nóng)作物類型識別模型、產(chǎn)量預(yù)測模型的定量研究，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)遙感與人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，提升農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的整體性能。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息傳輸?shù)?章3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 3.2NB-IoT 3.3LoRa 3.4ZigBee 3.54GLTECat.1、Cat.4 3.6現(xiàn)代農(nóng)業(yè)移動通信技術(shù)：4G、5G 3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，集傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)、嵌入式計(jì)算、無線通信、分布式信息處理等技術(shù)于一體，它實(shí)際上是由傳感器節(jié)點(diǎn)自行組建的網(wǎng)絡(luò)，用來傳輸傳感器采集的信息。1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點(diǎn)（SensorNode）、匯聚節(jié)點(diǎn)（SinkNode）、任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)（TaskManageNode）構(gòu)成。2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)（1）規(guī)模大。（2）自組織。（3）易擴(kuò)展。（4）可靠性強(qiáng)。3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用使用傳感器采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度、光照、風(fēng)速、降雨量、溶氧、氨氮、PM2.5、氨氮等數(shù)據(jù)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及有線、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲、處理和分析。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員可以經(jīng)由移動端或Web端實(shí)時、大范圍、精確監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，精準(zhǔn)控制各項(xiàng)指標(biāo)，為農(nóng)作物生長提供良好的環(huán)境。3.2NB-IoTNB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新興技術(shù)，其構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，是4G/LTE網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用之一。作為低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)的一種，NB-IoT具備五大優(yōu)勢，分別是：（1）部署方式靈活。（2）覆蓋能力強(qiáng)。（3）功耗低。（4）海量連接。（5）低成本。3.3LoRaLoRa是一種基于線性擴(kuò)頻技術(shù)的低功耗長距離無線通信技術(shù)，主要在433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等非授權(quán)頻段運(yùn)行。LoRa網(wǎng)絡(luò)由智能終端、網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成?；贚oRa的農(nóng)業(yè)信息采集系統(tǒng)包含四大模塊：（1）智能終端。（2）網(wǎng)關(guān)。（3）云服務(wù)器。（4）應(yīng)用服務(wù)器（Web、APP等）。3.4ZigBeeZigBee是一種短距離雙向無線通信技術(shù)，主要工作在868MHz（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）、902～928MHz（北美標(biāo)準(zhǔn)）、2.4GHz（全球標(biāo)準(zhǔn)）頻段，具有傳輸距離短、傳輸速率低、功耗低、成本低、安全性高等特點(diǎn)。

ZigBee的農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景日漸豐富，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以匯聚傳感設(shè)備采集的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)并向外傳遞。3.54GLTECat.1、Cat.4“Cat.X”指的是4GLTEUE-Category。4GLTE里定義了服務(wù)質(zhì)量QoS的等級，Cat后面的數(shù)字即代表不同的種類，3GPP將不同種類的網(wǎng)絡(luò)用“Cat.X”格式命名。按照終端通訊速率進(jìn)行劃分，采用“Cat.X”來標(biāo)識設(shè)備的無線性能等級，根據(jù)終端通訊速率來劃分。在蜂窩移動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中，蜂窩移動物聯(lián)網(wǎng)連接分布比例大概為1:3:6，“高速率”應(yīng)用場景只占10%，“中速率”應(yīng)用場景占30%；“低速率”應(yīng)用場景達(dá)60%，具體來說，NB-IoT、4GLTE、5G將分別用于滿足以上三種應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)傳輸需求。相比以上寬窄帶無線通信技術(shù)，具有較大成本和性價比優(yōu)勢的LTECat.1和Cat.4都能夠滿足LTE連接的物聯(lián)網(wǎng)中速率場景的連接需求，但對于注重成本和功耗的農(nóng)業(yè)行業(yè)來說，Cat.1往往更為適合。3.6現(xiàn)代農(nóng)業(yè)移動通信技術(shù)：4G、5G3.6.14G4G即第四代移動通信技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)展了3G技術(shù)與無線局域網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面，4G實(shí)現(xiàn)了無線上網(wǎng)、視頻通話及手機(jī)電視等功能，使農(nóng)業(yè)信息技術(shù)服務(wù)更加便捷；4G與信息采集設(shè)備相連，由于其具有高帶寬的優(yōu)點(diǎn)，可以更加快捷、穩(wěn)定地傳輸田間采集到的海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。3.6現(xiàn)代農(nóng)業(yè)移動通信技術(shù)：4G、5G3.6.2

5G1.5G5G即第五代移動通信技術(shù)，在數(shù)字化、智能化趨勢日益明顯的社會發(fā)展形勢下，5G的發(fā)展同樣受到了很高的關(guān)注。作為數(shù)據(jù)承載通道，5G的突出優(yōu)勢體現(xiàn)在傳輸速率和覆蓋率方面，具有峰值速率高、時延低、網(wǎng)絡(luò)容量大、頻譜效率高、流量密度大、系統(tǒng)協(xié)同化水平高等特點(diǎn)，依托這些優(yōu)勢，5G能給用戶帶來更加良好的操作體驗(yàn)。3.6現(xiàn)代農(nóng)業(yè)移動通信技術(shù)：4G、5G2.5G農(nóng)業(yè)應(yīng)用（1）5G與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。（2）5G與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)。（3）5G與農(nóng)機(jī)自動作業(yè)。（4）5G與農(nóng)業(yè)無人機(jī)。（5）5G與農(nóng)產(chǎn)品溯源。（6）5G與農(nóng)事服務(wù)。3.6現(xiàn)代農(nóng)業(yè)移動通信技術(shù)：4G、5G3.5G發(fā)展存在的問題（1）5G產(chǎn)業(yè)投入與產(chǎn)出平衡難度大。（2）5G核心研發(fā)技術(shù)積累薄弱。（3）5G推動農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將催生很多新商業(yè)模式。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息處理第4章4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算4.2地理信息系統(tǒng)（GIS） 4.3人工智能應(yīng)用 4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算4.1.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)簡介1.大數(shù)據(jù)概念大數(shù)據(jù)指的是規(guī)模巨大、形式多樣化、蘊(yùn)含著巨大應(yīng)用價值、用常規(guī)方法難以處理的數(shù)據(jù)集合，其特征包括：（1）規(guī)模性(Volume)（2）高速性(Velocity)（3）多樣性(Variety)（4）價值性(Value)大數(shù)據(jù)的類型可以分為：（1）結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。（2）非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。（3）半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算2.大數(shù)據(jù)分析平臺大數(shù)據(jù)分析平臺是用于數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲及分析的平臺。為適應(yīng)數(shù)據(jù)增長及其橫向可擴(kuò)展性需求，還需要再建立大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐平臺，包含Hadoop平臺和圖數(shù)據(jù)庫。3.大數(shù)據(jù)分析與管理（1）數(shù)據(jù)挖掘。（2）數(shù)據(jù)分析管理。（3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

（4）多維自助分析平臺。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算4.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。（2）農(nóng)業(yè)資源與生產(chǎn)資料管理。（3）農(nóng)業(yè)疫病診斷與農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。（4）市場行情預(yù)測。（5）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益分析。（6）農(nóng)業(yè)監(jiān)管。（7）農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)。（8）農(nóng)業(yè)電商平臺建設(shè)。（9）農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體信用評估。（10）農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新資源共享。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算4.1.2農(nóng)業(yè)云計(jì)算1.云計(jì)算的概念云計(jì)算實(shí)質(zhì)上是一種分布式計(jì)算技術(shù)，它通過分解數(shù)據(jù)處理需求、分布數(shù)據(jù)處理任務(wù)提高了計(jì)算效率。計(jì)算資源集中在農(nóng)業(yè)共享資源池內(nèi)，資源池具有可動態(tài)伸縮、彈性調(diào)配資源的特性，可以靈活適應(yīng)農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)變化，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，由此衍生出一種“按需取用、按量付費(fèi)”的商業(yè)模式。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算主要有三種結(jié)合方式：（1）單中心，多終端。（2）多中心，大量終端。（3）信息、應(yīng)用分層處理，海量終端。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算3.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺的應(yīng)用場景（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。（2）農(nóng)業(yè)信息共享。（3）預(yù)測農(nóng)產(chǎn)品市場走向。（4）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯。4.1大數(shù)據(jù)與云計(jì)算4.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺的應(yīng)用優(yōu)勢（1）成本優(yōu)勢。（2）推廣優(yōu)勢。（3）安全優(yōu)勢。4.2地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息系統(tǒng)（GIS）主要用來存儲和處理地理數(shù)據(jù)，通過采集、編輯、分析、成圖等操作表達(dá)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。隨著Internet技術(shù)的發(fā)展和GIS應(yīng)用需求的增加，產(chǎn)生了使用Internet和GIS共同管理空間數(shù)據(jù)的技術(shù)——WebGIS。1.GIS的組成GIS由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型、應(yīng)用人員組成。軟、硬件系統(tǒng)是GIS運(yùn)行的基礎(chǔ)場景，空間數(shù)據(jù)是GIS的作用對象，應(yīng)用模型是輔助解決現(xiàn)實(shí)問題的工具，應(yīng)用人員控制系統(tǒng)運(yùn)行。4.2地理信息系統(tǒng)（GIS）2.GIS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用GIS技術(shù)具有較強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)、分析和圖像演示功能，目前其在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要是結(jié)合遙感技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)對大面積的土壤和水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于監(jiān)測和反饋控制，可以提供大量的數(shù)據(jù)，所以結(jié)合GIS技術(shù)可以充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的信息分析處理功能，延伸物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。4.3人工智能應(yīng)用現(xiàn)階段人工智能已經(jīng)滲透到了農(nóng)業(yè)的各個方面，就農(nóng)作物種植領(lǐng)域來說，應(yīng)用人工智能技術(shù)可以實(shí)時了解農(nóng)作物生長狀況，采集并分析周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，為農(nóng)作物種植生產(chǎn)決策提供指導(dǎo)；在智慧養(yǎng)殖領(lǐng)域，使用人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多元化數(shù)據(jù)的采集與處理，讓畜禽養(yǎng)殖變得更加精準(zhǔn)；在農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，采用人工智能可以對農(nóng)產(chǎn)品市場情況進(jìn)行分析預(yù)測，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時調(diào)整生產(chǎn)數(shù)量，減少因信息不對稱而產(chǎn)生的供需矛盾，避免資源浪費(fèi)。4.3人工智能應(yīng)用要推動我國農(nóng)業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，需要探索出物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)與農(nóng)業(yè)的成熟融合模式。雖然目前人工智能技術(shù)在國內(nèi)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用獲得了一定程度的發(fā)展，但多停留在較淺層次，還存在以下幾個需要解決的問題：（1）農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施差。（2）智能農(nóng)業(yè)設(shè)備及其應(yīng)用水平低。（3）農(nóng)戶應(yīng)用人工智能的意愿和能力有限。4.3人工智能應(yīng)用4.3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtficialNeuralNetwork，ANN)是人工智能的一種重要技術(shù)手段。感知機(jī)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元，指的是對生物神經(jīng)元的數(shù)學(xué)建模，其輸入由多個特征向量組成，通過對這些輸入加權(quán)求和再與閾值作差得到輸出。4.3人工智能應(yīng)用輸入層、隱藏層和輸出層構(gòu)成了一個完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如圖4-2所示，圓圈和連線分別代表神經(jīng)元和神經(jīng)元連接。圖4-2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型4.3人工智能應(yīng)用2.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ConvolutionalNeuralNetworks,CNN)，這是一類以卷積運(yùn)算為核心、內(nèi)部能夠自行進(jìn)行濾波圖像處理與函數(shù)擬合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，常見于自然語言處理、機(jī)器視覺等領(lǐng)域。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之所以能提取特征，關(guān)鍵在于其包含卷積層和池化層，前者通過卷積運(yùn)算提取特征，后者通過池化運(yùn)算對特征圖進(jìn)行降維，它不像傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)那樣，需要人為地選取特征和設(shè)計(jì)復(fù)雜的分類器以進(jìn)行分類，而是直接以大數(shù)據(jù)驅(qū)動，自動地學(xué)習(xí)圖像等信號中的特征信息。4.3人工智能應(yīng)用3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式通過農(nóng)作物識別及預(yù)測算法，以溫度、濕度、光照、降雨量、氣體濃度等參數(shù)作為輸入，得出相應(yīng)的輸出結(jié)果作為評價標(biāo)準(zhǔn)判斷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境是否符合需求，為生產(chǎn)環(huán)境調(diào)控提供理論參考；在農(nóng)作物病蟲害診斷方面，針對拍攝的圖像使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動判斷有無病蟲害的功能，能夠使整個診斷系統(tǒng)擁有更高的自動化性能，節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力；在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)產(chǎn)品銷售時，也可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測產(chǎn)品的需求量，進(jìn)而指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，避免因供需不平衡造成資源浪費(fèi)，影響農(nóng)戶收入。4.3人工智能應(yīng)用4.3.2圖像處理技術(shù)圖像處理包含圖像的采集、分析和輸出三個環(huán)節(jié)。為了識別某一農(nóng)業(yè)場景中的人或物體，需要利用圖像處理技術(shù)對圖片進(jìn)行加工處理，包括圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像特征提取、圖像目標(biāo)分類識別等環(huán)節(jié)。4.3人工智能應(yīng)用1.圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用較多，主要包括：（1）農(nóng)作物管理。（2）病蟲害分析。（3）農(nóng)產(chǎn)品收獲。（4）農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分級。4.3人工智能應(yīng)用2.圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的問題圖像處理技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有其獨(dú)特的優(yōu)勢，但依然存有很大的發(fā)展空間，其農(nóng)業(yè)應(yīng)用存在的問題主要有：（1）農(nóng)業(yè)圖像處理一般采用有線方式傳輸圖像，一定程度上限制了圖像處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍，因此圖像處理技術(shù)應(yīng)朝著無線遠(yuǎn)程處理方向發(fā)展，擴(kuò)大圖像處理的覆蓋范圍并提高處理效率，以適應(yīng)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。（2）圖像采集、處理過程易受環(huán)境因素影響，圖像處理系統(tǒng)大多需采用高質(zhì)量的攝像機(jī)與圖像采集卡等硬件設(shè)備，由于要滿足精確度和實(shí)時性的要求，使得其相應(yīng)的價格也高。4.3人工智能應(yīng)用4.3.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)圖像識別和處理技術(shù)圖像識別和處理技術(shù)涉及圖像處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識別等技術(shù)，利用光學(xué)設(shè)備和非接觸傳感器，以計(jì)算機(jī)視覺代替人的視覺，自動對外部目標(biāo)物體的信息進(jìn)行測量、感知與接收。應(yīng)用圖像識別和處理技術(shù)發(fā)展生產(chǎn)能夠大幅提高生產(chǎn)的靈活性和自動化程度，保障生產(chǎn)質(zhì)量和效率，降低勞動成本。圖像識別和處理系統(tǒng)由光源、攝像機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。4.3人工智能應(yīng)用1.圖像識別和處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，圖像識別和處理技術(shù)的應(yīng)用包括：（1）農(nóng)業(yè)機(jī)器人。（2）農(nóng)產(chǎn)品生長監(jiān)測。（3）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測。4.3人工智能應(yīng)用2.圖像識別和處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題攝像系統(tǒng)采集的圖像因受到干擾會含有噪聲，導(dǎo)致圖像處理難度加大，目標(biāo)判別速度變慢，準(zhǔn)確率降低。相關(guān)算法還不夠完善，存在計(jì)算復(fù)雜度較高、判別精度低、速度慢等問題。往往只能對單一指標(biāo)進(jìn)行檢測，不具備對綜合指標(biāo)進(jìn)行評價分級的能力。還有如何對農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)定位、如何確定農(nóng)作物與機(jī)器的相對位置等問題亟待解決。4.3人工智能應(yīng)用3.圖像識別和處理技術(shù)的開發(fā)方向著重開發(fā)和優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以便對圖像進(jìn)行高效處理。在算法設(shè)計(jì)方面，需要考慮性能和計(jì)算復(fù)雜度平衡，提高實(shí)時處理速度。在對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合檢測時，需要提高檢測的效率和準(zhǔn)確率，達(dá)到目標(biāo)效果。提高對農(nóng)作物種植環(huán)境和農(nóng)作物種植規(guī)律的適應(yīng)性，優(yōu)化運(yùn)行過程中的魯棒性。構(gòu)建集成化的圖像識別和處理技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用平臺，使得單一平臺能夠滿足多目標(biāo)物的分析處理需求。4.3人工智能應(yīng)用4.3.4專家系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用專家系統(tǒng)（ExpertSystem，ES）也稱基于知識的系統(tǒng)（Knowledge-BasedSystems）或知識工程，它是一種智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，以專家知識為基礎(chǔ)，用專家的思維解答人類提出的問題，可以達(dá)到與專家解答相近的水平。1.專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)一般包括人機(jī)交互界面、知識庫、推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫、解釋器、知識獲取六個部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨其類型、功能、規(guī)模變化而變化。4.3人工智能應(yīng)用2.專家系統(tǒng)在智慧農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用通過農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，生產(chǎn)人員可以獲取生產(chǎn)建設(shè)、管理決策、效益預(yù)測等方面的專家建議，咨詢農(nóng)作物種植、畜禽養(yǎng)殖、疫病防治等方面的知識；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員與專家可以在線交流，進(jìn)行實(shí)時遠(yuǎn)程問答；在進(jìn)行農(nóng)作物病蟲害、畜禽疫病診斷時，可以將染病樣本圖等資料共享給專家，專家根據(jù)實(shí)際病癥開展遠(yuǎn)程診斷；將種植養(yǎng)殖現(xiàn)場的攝像系統(tǒng)與專家系統(tǒng)相連，專家即可通過遠(yuǎn)程訪問的形式查看現(xiàn)場情況，方便及時給予技術(shù)指導(dǎo)。農(nóng)業(yè)無人化生產(chǎn)第5章5.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)5.2無人農(nóng)場5.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)5.1.1無人機(jī)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用無人機(jī)（UnmannedAerialVehicle，UAV）是一種裝備了推進(jìn)系統(tǒng)、GPS或北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、傳感器、照相機(jī)、可編程控制器的用于自動飛行的設(shè)備。農(nóng)業(yè)無人機(jī)可以采集精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，其功能實(shí)現(xiàn)過程包含以下四個環(huán)節(jié)：（1）指示飛行參數(shù)。（2）飛行執(zhí)行。（3）數(shù)據(jù)上傳。（4）信息輸出。無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有：（1）農(nóng)作物播種。（2）土壤濕度監(jiān)測。（3）農(nóng)產(chǎn)品生長狀況監(jiān)測。（4）農(nóng)藥噴灑、施肥。（5）農(nóng)業(yè)管理。5.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)5.1.2典型的農(nóng)業(yè)無人機(jī)產(chǎn)品大疆創(chuàng)新科技公司于2016年7月推出了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無人機(jī)套裝，其中包含經(jīng)緯M100飛行器（如圖5-1所示）。適合農(nóng)場經(jīng)營者、農(nóng)業(yè)類高等院校及各類農(nóng)業(yè)相關(guān)研究所、植保站和農(nóng)機(jī)站等農(nóng)業(yè)信息采集及服務(wù)單位、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等使用。圖5-1大疆經(jīng)緯M100飛行器5.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)大疆MG-1農(nóng)業(yè)植保機(jī)配備了八軸動力系統(tǒng)，如圖5-2所示，在載荷10kg的情況下其推重比可以達(dá)到1:2.2，可防塵、防水、防腐蝕。MG-1農(nóng)業(yè)植保機(jī)田間噴灑每小時作業(yè)量在40至60畝之間，效率高，大概是人工作業(yè)的40倍。圖5-2大疆MG-1農(nóng)業(yè)植保機(jī)5.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)守護(hù)者-Z10無人機(jī)屬于零度智控守護(hù)者系列，如圖5-3所示，其采用了四軸動力系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了多個模塊，最高載荷為10kg，單次田間作業(yè)面積可達(dá)15畝，單次續(xù)航時間在15分鐘以上。圖5-3零度智控守護(hù)者-Z105.1農(nóng)業(yè)無人機(jī)5.1.3無人機(jī)無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（UAV-WSN）無人機(jī)無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過使用無人機(jī)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信，獲取實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。而常規(guī)方案是使用4G移動通信技術(shù)將傳感器采集的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，但由于大部分農(nóng)區(qū)受到基站、Wi-Fi等條件以及高昂流量費(fèi)用的限制，該方案通常無法實(shí)施。因此用安裝了無線傳感模塊的無人機(jī)取代4G，將采集獲取的農(nóng)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，可以極大降低傳輸成本和提高效率。5.2無人農(nóng)場5.2.1無人農(nóng)場生產(chǎn)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)1.物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、RFID、攝像頭等設(shè)備獲取信息，運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。2.大數(shù)據(jù)與云計(jì)算無人農(nóng)場實(shí)時產(chǎn)生來源復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，對于這些數(shù)據(jù)的有效處理、挖掘、存儲和精準(zhǔn)調(diào)用需要依靠大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)來完成。5.2無人農(nóng)場3.人工智能人工智能能夠自主判斷無人農(nóng)場的生產(chǎn)情況，在此基礎(chǔ)上開展決策，并自動實(shí)施生產(chǎn)操作。4.智能裝備農(nóng)業(yè)智能裝備包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)后管理過程中用到的所有設(shè)備，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中淘汰人力手段需要具備的關(guān)鍵條件。5.2無人農(nóng)場5.2.2物聯(lián)網(wǎng)與無人農(nóng)場生產(chǎn)對象、生產(chǎn)裝備與云管控平臺實(shí)時通信是無人農(nóng)場進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的前提，而要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)對象、生產(chǎn)裝備與云管控平臺之間的互聯(lián)互通，就需要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)。1.傳感器在無人農(nóng)場的生產(chǎn)過程中，傳感器監(jiān)測的信息主要包括生產(chǎn)環(huán)境信息、生物生長體征信息和農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息。2.機(jī)器視覺技術(shù)無人農(nóng)場生產(chǎn)過程中通常將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品采摘、農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測與防治、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量分級等方面。5.2無人農(nóng)場3.遙感技術(shù)在無人農(nóng)場遙感監(jiān)測過程中，常以農(nóng)作物、病蟲害、土壤環(huán)境等作為遙感監(jiān)測的信息源，獲取農(nóng)作物長勢、病蟲害情況、土壤墑情等相關(guān)信息。4.無線寬帶及窄帶通信技術(shù)使用RFID、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、LoRa、藍(lán)牙、4G、5G等實(shí)現(xiàn)信息在感知設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、遙感監(jiān)測平臺以及云管控平臺之間的可靠、穩(wěn)定傳輸，是無人農(nóng)場生產(chǎn)正常進(jìn)行的重要保證。農(nóng)產(chǎn)品溯源第6章6.1農(nóng)產(chǎn)品溯源概述 6.2農(nóng)產(chǎn)品溯源流程 6.3農(nóng)產(chǎn)品溯源體系 6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源 6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理6.1農(nóng)產(chǎn)品溯源概述1.溯源溯源指的是追溯來源，產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源貫穿產(chǎn)品被消費(fèi)前的所有環(huán)節(jié)，供應(yīng)鏈上的責(zé)任主體記錄各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息，供消費(fèi)者追溯使用。物聯(lián)網(wǎng)溯源已較為普遍，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈共同應(yīng)用于溯源系統(tǒng)建設(shè)是當(dāng)前的一個研究熱點(diǎn)。6.1農(nóng)產(chǎn)品溯源概述2.農(nóng)產(chǎn)品溯源農(nóng)產(chǎn)品溯源應(yīng)該追溯整條農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈上的信息，覆蓋農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、銷售等環(huán)節(jié)，將這些環(huán)節(jié)的信息上傳至農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，再將農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)與消費(fèi)者查詢平臺和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管平臺對接，從而使數(shù)據(jù)能夠供消費(fèi)者認(rèn)證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量以及監(jiān)管部門監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全使用。6.1農(nóng)產(chǎn)品溯源概述3.農(nóng)產(chǎn)品溯源的關(guān)鍵技術(shù)（1）射頻識別技術(shù)。（2）北斗/GPS定位技術(shù)。（3）二維碼技術(shù)。（4）無線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)。（5）傳感器技術(shù)。（6）檢驗(yàn)檢疫技術(shù)。6.1農(nóng)產(chǎn)品溯源概述4.農(nóng)產(chǎn)品溯源的意義（1）保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。（2）提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。（3）龍頭企業(yè)帶頭輻射，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級。（4）打造品牌，提高效益。（5）提升產(chǎn)業(yè)形象，推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。6.2農(nóng)產(chǎn)品溯源流程1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溯源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溯源以信息技術(shù)作為支撐，涉及信息采集、信息解碼、投入優(yōu)化、田間實(shí)踐環(huán)節(jié)，具有可視化、精細(xì)化、平臺化、可追溯的特征。1）農(nóng)資追溯記錄與種子、種苗、農(nóng)藥、肥料等農(nóng)資相關(guān)的信息，包括采購日期、名稱、采購入庫數(shù)量、品牌，以及供應(yīng)商等信息。2）農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程追溯（1）實(shí)景監(jiān)控。（2）環(huán)境監(jiān)測。（3）大數(shù)據(jù)分析整合。（4）采收追溯。6.2農(nóng)產(chǎn)品溯源流程3）倉儲物流溯源對送貨、檢驗(yàn)入庫、包裝、發(fā)貨等環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行記錄。4）銷售市場溯源在銷售市場溯源環(huán)節(jié)使用自助交易終端記錄產(chǎn)品入場、檢驗(yàn)、交易等過程的信息，信息傳遞可借助智能卡、二維碼單據(jù)來完成，最終確保將經(jīng)營主體信息和其指向的銷售市場流通信息及時、高效地上傳至農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。6.3農(nóng)產(chǎn)品溯源體系一個完整的農(nóng)產(chǎn)品溯源體系包含了供應(yīng)企業(yè)、消費(fèi)者、監(jiān)管部門和農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺。供應(yīng)企業(yè)提供農(nóng)產(chǎn)品的溯源信息，保障所生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量；消費(fèi)者利用溯源信息，了解農(nóng)產(chǎn)品的來源，并對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量作出判斷；監(jiān)管部門監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品市場，整治違法違規(guī)行為；農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺通過傳感器監(jiān)測、GPS/北斗定位、無線視頻監(jiān)控、RFID識別、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、大數(shù)據(jù)分析處理、二維碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息資源的采集、存儲和共享。2002年，中國開始推動建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系，隨著溯源技術(shù)的發(fā)展，溯源體系建設(shè)的難度不斷降低，但十多年過去了，完善的農(nóng)產(chǎn)品溯源體系仍未建立起來，究其原因，主要有以下幾點(diǎn)：（1）溯源管控不到位。（2）溯源信息不具體。（3）溯源標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。（4）溯源平臺建設(shè)難。（5）溯源體系推廣難。6.3農(nóng)產(chǎn)品溯源體系6.4.1區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈（Blockchain）是由多個共同發(fā)揮作用的節(jié)點(diǎn)組成的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是一種分布式賬本技術(shù)（DistributedLedgerTechnology,DLT），其中的每一個節(jié)點(diǎn)都參與信息交易。1.區(qū)塊鏈的特征（1）去中心化。（2）節(jié)點(diǎn)自治。（3）信息開放。（4）不可篡改。（5）可被追溯。（6）身份隱匿。6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源2.區(qū)塊鏈的類型（1）公有區(qū)塊鏈（PublicBlockchains）（2）聯(lián)盟區(qū)塊鏈（ConsortiumBlockchains)（3）私有區(qū)塊鏈（PrivateBlockchains)6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源3.區(qū)塊鏈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用（1）保障農(nóng)產(chǎn)品溯源信息的真實(shí)性。（2）完善農(nóng)業(yè)金融服務(wù)體系。6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源6.4.2基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)大部分溯源系統(tǒng)具有中心化的特性，數(shù)據(jù)中心被攻擊、溯源數(shù)據(jù)被篡改的風(fēng)險(xiǎn)較大，于是出現(xiàn)了溯源與區(qū)塊鏈相結(jié)合的溯源系統(tǒng)建設(shè)方向。1.區(qū)塊鏈溯源的優(yōu)勢（1）回溯、定位溯源節(jié)點(diǎn)，確定責(zé)任主體。（2）保障溯源鏈條上信息的真實(shí)性。（3）有效提升信息透明度。（4）實(shí)現(xiàn)溯源管理過程中價值信息的交換。（5）完善農(nóng)業(yè)資產(chǎn)管理體系，為農(nóng)業(yè)管理提供新的思路。6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源2.基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)架構(gòu)不同區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)開放程度有所差別，據(jù)此可以將區(qū)塊鏈分為公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三種類型，建立農(nóng)產(chǎn)品溯源體系一般采用聯(lián)盟鏈形式，由若干節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行?；趨^(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)由以下幾部分組成：（1）數(shù)據(jù)層。（2）網(wǎng)絡(luò)層。（3）共識層。（4）合約層。（5）應(yīng)用層。6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源3.區(qū)塊鏈溯源存在的問題及其發(fā)展方向（1）區(qū)塊鏈監(jiān)管范圍不能覆蓋數(shù)據(jù)上鏈之前的其他環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)存在數(shù)據(jù)造假的可能性。（2）物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時傳輸與共享數(shù)據(jù)，需要區(qū)塊鏈上各節(jié)點(diǎn)對區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證，所以要擴(kuò)大溯源系統(tǒng)的存儲容量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和計(jì)算處理效率。（3）通過多種技術(shù)融合增強(qiáng)區(qū)塊鏈溯源數(shù)據(jù)的共享和交換，提升溯源能力。（4）研究和應(yīng)用成本較高，落地難度大，需要加強(qiáng)核心技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，打造成熟的應(yīng)用示范案例，并逐漸降低應(yīng)用成本。6.4區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品溯源6.5.1農(nóng)業(yè)食品倉儲管理系統(tǒng)1.情況介紹食品安全與社會、經(jīng)濟(jì)、個體息息相關(guān)，雖然食品安全執(zhí)法監(jiān)管力度在不斷加大，但還是有諸如毒大米、蘇丹紅、瘦肉精、地溝油之類的嚴(yán)重食品問題出現(xiàn)。為了保障食品的質(zhì)量安全，建設(shè)食品自動化生產(chǎn)管理體系尤為重要，其中也包括食品倉儲過程的自動化管理。6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理2.系統(tǒng)功能6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理綜合來看，農(nóng)業(yè)食品倉儲管理系統(tǒng)的具體功能包括：（1）出入庫信息管理。（2）質(zhì)量信息管理。（3）倉庫傳感器監(jiān)測。（4）倉庫遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。（5）報(bào)警信息管理。（6）統(tǒng)計(jì)報(bào)表。（7）權(quán)限管理。（8）數(shù)據(jù)共享。（9）數(shù)據(jù)庫建設(shè)。（10）庫存信息管理。（11）安全生產(chǎn)管理。3.系統(tǒng)建設(shè)細(xì)節(jié)1）基本功能實(shí)現(xiàn)2）數(shù)據(jù)中心及機(jī)房搭建3）軟件平臺及APP需求實(shí)現(xiàn)6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理6.5.2智慧糧倉在線監(jiān)測1.情況介紹為了全面提高糧食倉儲管理的智能化水平，必須深化信息技術(shù)在各倉儲管理環(huán)節(jié)的應(yīng)用。糧食倉儲管理過程主要存在以下幾個問題：（1）大米霉變現(xiàn)象嚴(yán)重，依靠人工觀察判斷大米質(zhì)量。（2）沒有對糧倉內(nèi)的磷化氫、粉塵、CO2等參數(shù)進(jìn)行規(guī)范監(jiān)測，存在明顯的安全隱患。（3）使用的監(jiān)測系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理時存在穩(wěn)定性、實(shí)時性、準(zhǔn)確性等方面的問題。2.目的通過系統(tǒng)平臺和APP同步實(shí)時監(jiān)測糧倉環(huán)境中的CO2、溫度、濕度、磷化氫、粉塵等參數(shù)。當(dāng)環(huán)境指標(biāo)超出正常范圍時，系統(tǒng)平臺或APP會及時提醒用戶進(jìn)行處理。對采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與數(shù)學(xué)建模，為糧倉管理提供依據(jù)。6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理3.系統(tǒng)架構(gòu)（1）感知層。（2）傳輸層。（3）處理應(yīng)用層。4.系統(tǒng)功能（1）監(jiān)測糧倉內(nèi)的環(huán)境參數(shù)變化情況，捕捉最佳時機(jī)進(jìn)行儲糧降溫、除濕。（2）APP/系統(tǒng)平臺界面上展示實(shí)時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，異常時自動發(fā)出警報(bào)。（3）通過APP/系統(tǒng)平臺查看糧倉監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為控制設(shè)備開關(guān)提供接口。（4）可查看環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的歷史記錄，歷史記錄以折線圖形式呈現(xiàn)。6.5農(nóng)產(chǎn)品倉儲管理物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)種植第7章7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng) 7.2農(nóng)業(yè)病蟲害診斷 7.3智能補(bǔ)光系統(tǒng) 7.4農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺 7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)為滿足農(nóng)業(yè)種植過程可視化、環(huán)境監(jiān)測智能化、作物管理規(guī)范化、設(shè)備控制自動化等需求，需要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管理，主要有以下幾種：1.設(shè)施環(huán)境綜合監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)施環(huán)境綜合監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠根據(jù)所采集的種植環(huán)境數(shù)據(jù)和溫室農(nóng)作物的生長需求，對灌溉、通風(fēng)、遮陽、補(bǔ)光、降溫等設(shè)備進(jìn)行智能控制，自動調(diào)控溫室內(nèi)的環(huán)境。該系統(tǒng)可實(shí)時檢測、記錄這些自動化設(shè)施的位置及運(yùn)行狀態(tài)。2.農(nóng)作物生理生態(tài)信息監(jiān)測系統(tǒng)農(nóng)作物生理生態(tài)信息監(jiān)測系統(tǒng)中包含各種類型的農(nóng)作物生理監(jiān)測傳感器，將這些傳感器放置在所需監(jiān)測農(nóng)作物的相應(yīng)位置，即可對農(nóng)作物生長過程中的生理參數(shù)（如莖流、葉面溫度、葉面濕度等）進(jìn)行實(shí)時、連續(xù)監(jiān)測；同時使用環(huán)境監(jiān)測傳感器監(jiān)測農(nóng)作物種植區(qū)域的氣象、土壤等環(huán)境參數(shù)。7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)3.智能灌溉系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉是一種高效節(jié)水的灌溉方式，系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴于傳感器、自動控制、計(jì)算機(jī)、無線通信等技術(shù)的聯(lián)合作用。4.水肥一體化系統(tǒng)水肥一體化系統(tǒng)以前端獲取的數(shù)據(jù)為依據(jù)，與后臺控制系統(tǒng)相適應(yīng)，滿足農(nóng)作物生長的水肥需求。7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)5.遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)控畫面及時、形象、真實(shí)地展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控。

7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)6.智慧農(nóng)田氣象站圖7-5為智慧農(nóng)田氣象站。智慧農(nóng)田氣象站可以預(yù)警氣象變化，采集的信息可以通過無線模塊或組網(wǎng)發(fā)送到后臺。圖7-5智慧農(nóng)田氣象站7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)7.病蟲害防治系統(tǒng)智慧物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈（如圖7-6所示）充分利用昆蟲的趨光性，發(fā)出敏感光源以誘殺害蟲，相關(guān)感知數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺。在物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺上能夠獲知?dú)⑾x燈的地理位置、運(yùn)行情況，通過操控可以有效利用遠(yuǎn)程硬件終端和系統(tǒng)進(jìn)行殺蟲。圖7-6智慧物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)8.網(wǎng)站監(jiān)測系統(tǒng)、APP監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)站監(jiān)測系統(tǒng)、APP監(jiān)測系統(tǒng)均具備種植環(huán)境數(shù)據(jù)獲取、歷史數(shù)據(jù)記錄等功能，還可以實(shí)時查看現(xiàn)場環(huán)境，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。1）物聯(lián)網(wǎng)種植管理平臺（1）數(shù)據(jù)監(jiān)測。圖7-7土壤監(jiān)測頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（2）智能控制。圖7-8水肥一體機(jī)智能控制頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（3）產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)。

圖7-9產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)頁面

圖7-10出產(chǎn)統(tǒng)計(jì)頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（4）設(shè)備管理。

圖7-11閾值設(shè)定頁面圖7-12報(bào)警日志頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（5）視頻管理。圖7-13視頻管理頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（6）系統(tǒng)管理。

圖7-14權(quán)限管理頁面圖7-15角色管理頁面

圖7-16日志管理頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)2）物聯(lián)網(wǎng)種植管理APP（1）物聯(lián)網(wǎng)種植管理APP登錄界面如圖7-17所示。

圖7-17物聯(lián)網(wǎng)種植管理APP登錄界面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（2）數(shù)據(jù)監(jiān)測。

圖7-18環(huán)境參數(shù)監(jiān)測頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（3）攝像監(jiān)控。

圖7-19視頻監(jiān)控頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（4）智能控制。圖7-20智能控制頁面7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

圖7-21數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)頁面部分參數(shù)7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（6）自動報(bào)警。

圖7-22實(shí)時報(bào)警信息7.1基于物聯(lián)網(wǎng)的種植管理系統(tǒng)（7）功能展示。

圖7-23功能展示頁面7.2農(nóng)業(yè)病蟲害診斷1.病蟲害遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)病蟲害遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)能夠自動診斷病蟲害，整個過程包含信息采集、傳輸、處理、應(yīng)用四個環(huán)節(jié)。病蟲害系統(tǒng)診斷流程如圖7-24所示。

圖7-24病蟲害系統(tǒng)診斷流程2.專家咨詢系統(tǒng)當(dāng)在病蟲害數(shù)據(jù)庫中無法找到與病蟲害特征相匹配的病蟲害信息時，就需要采用向?qū)＜易稍兊姆绞綄栴}加以解決。

圖7-25病蟲害專家咨詢診斷流程7.2農(nóng)業(yè)病蟲害診斷7.3智能補(bǔ)光系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)智能補(bǔ)光系統(tǒng)是適用于溫室補(bǔ)光的先進(jìn)應(yīng)用，能夠幫助種植人員及時發(fā)現(xiàn)并處理農(nóng)作物種植過程中的光照問題。1.系統(tǒng)組成智能補(bǔ)光系統(tǒng)是集光照監(jiān)測、光照調(diào)控、數(shù)據(jù)存儲及顯示等功能于一體的智能化系統(tǒng)，包含補(bǔ)光、通信、終端三個模塊。2.系統(tǒng)工作原理溫室大棚里布設(shè)的光照傳感器采集實(shí)時的光照信息，數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用服務(wù)平臺進(jìn)行顯示，用戶在應(yīng)用平臺發(fā)布操作指令。應(yīng)用平臺服務(wù)器將指令發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，后者進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并將處理結(jié)果發(fā)送至補(bǔ)光控制器，控制補(bǔ)光燈的啟停。日常采集的光照數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行統(tǒng)一存儲。7.4農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺1.情況介紹建設(shè)農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺后，農(nóng)作物種質(zhì)資源收集、評價、篩選、利用等環(huán)節(jié)均有新興農(nóng)業(yè)信息技術(shù)參與，氣象、土壤、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測也可實(shí)現(xiàn)，從而為農(nóng)作物生產(chǎn)提供可靠的參考數(shù)值，提高農(nóng)業(yè)資源利用率和勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)生物育種成果轉(zhuǎn)化，節(jié)約生物育種成本。2.可實(shí)現(xiàn)功能（1）農(nóng)作物種質(zhì)資源栽培環(huán)境監(jiān)測。（2）無線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。7.4農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺圖7-28農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺視頻監(jiān)控頁面（3）自動控制農(nóng)業(yè)設(shè)備。

圖7-29農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺設(shè)備控制頁面7.4農(nóng)作物種質(zhì)資源管理平臺（4）APP展示。（5）信息發(fā)布和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖第8章8.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)合 8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用 8.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖大大減少了對人力成本的消耗，通過布局傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時、快速、準(zhǔn)確地采集水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)分析處理后作為智能管理與控制的依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的重要支撐，能夠克服傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖模式的弊端，對促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)信息化，提高智能化、自動化、規(guī)?；狡鹬陵P(guān)重要的作用。8.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)合具體而言，物聯(lián)網(wǎng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用包括：（1）環(huán)境信息采集和控制。（2）水產(chǎn)養(yǎng)殖對象監(jiān)測。（3）水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備自動控制。（4）水產(chǎn)品安全溯源。此外，物聯(lián)網(wǎng)也可廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品儲存、冷鏈運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中。8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測1.水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)及其功能水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)前端各傳感設(shè)備采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，上傳至后臺，后臺提供高效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢、分析、挖掘等功能，再根據(jù)體系指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的水質(zhì)管理。水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)可在無人值守的情況下，持續(xù)對水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，使鹽堿度、污染程度等指標(biāo)不會對其整體監(jiān)測性能造成影響。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）信息采集。（2）狀態(tài)監(jiān)測。（3）報(bào)警提醒。（4）GIS定位。（5）遠(yuǎn)程控制。8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測2.智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)（1）登錄智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)入智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)首頁，如圖8-4所示。

圖8-4智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)首頁（2）可以選擇站點(diǎn)，查看出水口或進(jìn)水口的水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)實(shí)時數(shù)據(jù)。（3）具有GIS地理位置顯示功能，可以滾動鼠標(biāo)滑輪放大或縮小地圖。8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（4）進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)展示頁面，可選擇按日、按月或按年查看混合液污泥濃度、氨氮、氧化還原電位、化學(xué)需氧量、pH、溶解氧、總磷、懸浮物等參數(shù)的數(shù)據(jù)圖。

圖8-5混合液污泥濃度日數(shù)據(jù)圖

8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（5）月數(shù)據(jù)圖、年數(shù)據(jù)圖上都可以同時顯示數(shù)據(jù)的最大值、平均值和最小值，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比。

圖8-8混合液污泥濃度月數(shù)據(jù)圖最大值和最小值顯示8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（6）數(shù)據(jù)導(dǎo)出頁面如圖8-9所示。

圖8-9數(shù)據(jù)導(dǎo)出頁面8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（7）報(bào)警日志頁面如圖8-10所示。

圖8-10報(bào)警日志頁面8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（8）閾值設(shè)定頁面如圖8-11所示。

圖8-11閾值設(shè)定頁面8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（9）權(quán)限管理頁面如圖8-12所示。

圖8-12權(quán)限管理頁面8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測3.智慧水質(zhì)監(jiān)控APP智慧水質(zhì)監(jiān)控APP包含“水質(zhì)監(jiān)測”、“歷史數(shù)據(jù)”、“閾值設(shè)定”、“設(shè)備控制”四個功能模塊，可實(shí)現(xiàn)的功能如圖8-13所示。

圖8-13智慧水質(zhì)監(jiān)控APP功能8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測智慧水質(zhì)監(jiān)控APP部分功能展示：（1）在“水質(zhì)監(jiān)測”模塊，選擇進(jìn)水口或出水口可查看實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，如圖8-14所示。圖8-14進(jìn)水口、出水口實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（2）在“歷史數(shù)據(jù)”模塊，可按年、按月或按日查看歷史數(shù)據(jù)，如圖8-15所示。

圖8-15歷史數(shù)據(jù)8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測（3）在“閾值設(shè)定”模塊，可設(shè)定水質(zhì)參數(shù)報(bào)警閾值，如圖8-16所示。

圖8-16報(bào)警閾值設(shè)定8.2水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)安全監(jiān)測4.成效智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)采用信息化手段全面監(jiān)測水質(zhì)狀況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，并結(jié)合GIS將這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果及變化狀況展示出來，創(chuàng)建安全預(yù)警平臺，使得管理人員能夠及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問題，并及時進(jìn)行處理。智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)特點(diǎn)包括：（1）可視化。（2）智慧化。（3）平臺化。（4）完整化。8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用1.傳統(tǒng)大閘蟹養(yǎng)殖模式的弊端（1）自動化水平低。（2）實(shí)效性差。（3）養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)高。（4）未建立產(chǎn)品溯源體系。8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用2.物聯(lián)網(wǎng)大閘蟹養(yǎng)殖系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)大閘蟹養(yǎng)殖是物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖的具體應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)大閘蟹養(yǎng)殖系統(tǒng)架構(gòu)如圖8-17所示。

圖8-17物聯(lián)網(wǎng)大閘蟹養(yǎng)殖系統(tǒng)架構(gòu)8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用1）大閘蟹養(yǎng)殖信息感知2）大閘蟹養(yǎng)殖信息傳輸處理3）大閘蟹養(yǎng)殖的具體應(yīng)用（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。（2）生長分析系統(tǒng)。（3）自動報(bào)警系統(tǒng)。（4）自動控制系統(tǒng)。（5）無人艇投餌系統(tǒng)、無人機(jī)投食系統(tǒng)。8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用3.物聯(lián)網(wǎng)大閘蟹溯源系統(tǒng)大閘蟹溯源系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)感知單元采集與大閘蟹生長相關(guān)的數(shù)據(jù)、圖像等信息，結(jié)合二維碼、條碼等識別技術(shù)，連接大閘蟹養(yǎng)殖、檢驗(yàn)、監(jiān)管、消費(fèi)等環(huán)節(jié)，并將其中受消費(fèi)者高度關(guān)注的信息，提取整合建成大閘蟹信息數(shù)據(jù)庫。在大閘蟹產(chǎn)品流通的同時，信息也在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)與溯源管理云平臺之間進(jìn)行雙向流轉(zhuǎn)。大閘蟹購買者掃描產(chǎn)品包裝上的二維碼標(biāo)簽，即可獲取大閘蟹信息數(shù)據(jù)庫中存儲的大閘蟹檔案。

8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用具體溯源信息主要包括以下幾類：（1）蟹苗來源。（2）生長環(huán)境。（3）用藥情況。（4）生長周期。（5）運(yùn)輸環(huán)節(jié)。8.3大閘蟹物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)用4.養(yǎng)殖溯源一體化系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用效益將養(yǎng)殖溯源一體化系統(tǒng)應(yīng)用于大閘蟹養(yǎng)殖的生產(chǎn)過程可以建立養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化體系，有效避免諸多不良因素，盡管養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大，也不會出現(xiàn)因勞動力不足、養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)缺乏、管理效率低而影響?zhàn)B殖效益的問題。對養(yǎng)殖企業(yè)而言，其應(yīng)用效益體現(xiàn)在“開源”和“節(jié)流”兩個方面。物聯(lián)網(wǎng)畜牧第9章9.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代畜牧業(yè)的結(jié)合 9.2畜禽養(yǎng)殖APP 9.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面向畜禽肉品追溯系統(tǒng)的總體要求9.4畜牧業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控及肉品溯源 9.5智能化溯源系統(tǒng) 9.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代畜牧業(yè)的結(jié)合1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用（1）大規(guī)模部署無線網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點(diǎn)，采集畜牧養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)。（2）智能控制養(yǎng)殖場的濕簾系統(tǒng)、光照系統(tǒng)等環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（3）配備相關(guān)硬件設(shè)備，利用無線傳感技術(shù)、可視化技術(shù)等建立數(shù)字化監(jiān)測平臺。（4）采集畜禽的溫度、血壓、脈搏、活動狀況等信息，實(shí)時監(jiān)控畜禽的生長情況。9.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代畜牧業(yè)的結(jié)合2.物聯(lián)網(wǎng)畜牧養(yǎng)殖技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義（1）降低生產(chǎn)成本。（2）提高養(yǎng)殖效率。（3）增加產(chǎn)量。（4）形成精準(zhǔn)化畜牧養(yǎng)殖體系。（5）提高市場競爭力。（6）打造品牌形象。（7）建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。9.2畜禽養(yǎng)殖APP畜禽養(yǎng)殖APP是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的常見應(yīng)用，使用畜禽養(yǎng)殖APP，養(yǎng)殖人員可以將畜禽養(yǎng)殖活動轉(zhuǎn)移到智能終端上進(jìn)行，以遠(yuǎn)程管理取代實(shí)地管理，還能夠查看養(yǎng)殖業(yè)務(wù)、獲取預(yù)警信息、控制養(yǎng)殖管理設(shè)備，集中開展智能化、精細(xì)化的養(yǎng)殖管理工作，降低養(yǎng)殖管理成本。借助畜禽養(yǎng)殖APP，通過移動端的簡單操作，即可查詢、管理畜禽養(yǎng)殖業(yè)務(wù)。圖9-2畜禽養(yǎng)殖APP管理界面

9.2畜禽養(yǎng)殖APP畜禽養(yǎng)殖APP中的“畜禽管理”頁面如圖9-3所示，畜禽管理模塊的功能包括“畜舍管理”、“消毒登記”、“配種登記”、“發(fā)病登記”、“免疫登記”和“生長測定”。畜禽養(yǎng)殖APP內(nèi)設(shè)有智能算法，通過輸入畜禽編號即可快速檢索該畜禽的信息。

圖9-3“畜禽管理”頁面9.2畜禽養(yǎng)殖APP“環(huán)境監(jiān)測”頁面顯示所監(jiān)測養(yǎng)殖區(qū)域的溫度、濕度、二氧化碳、氨氣四項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)，如圖9-4所示。

圖9-4“環(huán)境監(jiān)測”頁面9.2畜禽養(yǎng)殖APP監(jiān)控?cái)z像設(shè)備實(shí)時獲取畜禽養(yǎng)殖場的監(jiān)控畫面，可以在APP頁面進(jìn)行顯示，如圖9-5所示。

圖9-5“攝像監(jiān)控”頁面9.2畜禽養(yǎng)殖APP通過智能控制模塊控制畜禽養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備和飼喂設(shè)備，也可以設(shè)定相關(guān)閾值，如圖9-6所示。

圖9-6“設(shè)備控制”頁面9.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面向畜禽肉品追溯系統(tǒng)的總體要求1.目標(biāo)（1）能證明產(chǎn)品來歷，確定畜禽肉品在供應(yīng)鏈中的位置。（2）便于驗(yàn)證養(yǎng)殖、屠宰、加工、流通過程的質(zhì)量和安全信息，便于質(zhì)量和安全管理。（3）能識別畜禽肉品質(zhì)量，及時召回問題產(chǎn)品。（4）能實(shí)現(xiàn)畜禽肉品質(zhì)量和安全目標(biāo)，滿足顧客要求。（5）能提高企業(yè)運(yùn)行效率、生產(chǎn)能力和盈利能力。2.設(shè)計(jì)原則（1）可追溯性。（2）可查詢。（3）完整性。（4）開放性。（5）可配置性。9.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面向畜禽肉品追溯系統(tǒng)的總體要求3.功能要求1）出入庫管理2）檢疫信息管理3）智能屠宰車間管理4）報(bào)警信息管理5）畜禽及肉品溯源信息管理6）數(shù)據(jù)分析和管理7）權(quán)限管理8）數(shù)據(jù)交換共享9）信息記錄10）安裝和維護(hù)11）系統(tǒng)安全9.4畜禽業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控及肉品溯源1.養(yǎng)殖環(huán)節(jié)利用傳感器實(shí)時感知養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的空氣溫度、濕度、NH3等環(huán)境因素，系統(tǒng)在環(huán)境數(shù)據(jù)超出閾值時，會自動發(fā)出警報(bào)，并按照設(shè)定的參數(shù)值，對風(fēng)機(jī)、濕簾等進(jìn)行聯(lián)動控制，及時調(diào)節(jié)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境。

給畜禽佩戴基于傳感器感知的耳標(biāo)構(gòu)成無線傳感器節(jié)點(diǎn)，使用無線路由器從采集節(jié)點(diǎn)收集畜禽生長體征信息（如血壓、體溫、脈搏、體重等），再利用網(wǎng)絡(luò)傳送到后臺服務(wù)器，通過手機(jī)、PDA等移動終端對畜禽的數(shù)量、健康狀況等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。9.4畜禽業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控及肉品溯源2.屠宰加工環(huán)節(jié)通過射頻讀寫器獲取畜禽的來源信息，判斷其是否符合屠宰加工要求。在屠宰加工過程中，將畜禽號、屠宰場號等信息寫入禽體標(biāo)簽，將畜禽的數(shù)量轉(zhuǎn)化為屠體數(shù)量；收集重要工序的相關(guān)信息并傳入，建立屠宰場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，監(jiān)控畜禽屠宰的各環(huán)節(jié)，最后將這些信息統(tǒng)一上傳至畜禽肉品溯源系統(tǒng)。3.倉儲冷鏈環(huán)節(jié)在冷藏車上安裝傳感器裝置，對長途運(yùn)輸畜禽肉品進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測，所涉及的技術(shù)包括4G/5G移動通信技術(shù)、GPS/北斗定位技術(shù)、藍(lán)牙近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等。4.銷售環(huán)節(jié)消費(fèi)者購買畜禽肉品后，可掃描肉品溯源碼獲取追溯信息，認(rèn)證畜禽肉品質(zhì)量。9.5智能化溯源系統(tǒng)1.系統(tǒng)建設(shè)部分結(jié)合畜禽屠宰企業(yè)的實(shí)際情況建設(shè)肉品溯源系統(tǒng)，追溯與畜禽肉品相關(guān)的信息，其中包含供應(yīng)商檔案、畜禽疾病檢疫結(jié)果、屠宰前實(shí)時狀態(tài)信息、屠宰后的運(yùn)輸流向等內(nèi)容。溯源系統(tǒng)