2022智能农业.docx
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1、2022智能农业篇一:智能农业功能和应用技术 智能农业功能和应用技术 一、简述: 物联网农业智能控制系统,就是在园区现有设施的基础上,配上相应的控制设备、监控设备及软件,对作物生态环境实施监测和控制。系统能实时显示园区内各区块的土壤、环境和光照等数据,并能通过视频直接观看到作物生长情况。 二、系统组成: 整个物联网系统可分为三部分:一是信息采集系统。由节点传感器采集信息节点无线传递信息管理基站接收处理信息软件显示具体直观数据界面组成。各种传感器能获取植物、土壤、环境等农业生态信息,并通过节点之间的数据多路通讯方式,将数据传输到管理基站接收点。二是智能控制系统。该系统主要有控制柜、电磁阀、农业设
2、施电机、控制线及灌溉管网组成。通过园区信息采集数据及生产需要,通过集成软件的管理控制进行灌溉、通风、遮阴、湿帘等作业。三是智能视频监控系统。系统由监控摄像头、视屏传输网络、软件智能处理显示、英特网远程访问等部分组成。能实现全天候实时监控,智能识别报警、智能录像、远程访问等功能。 三、主要功能: (1)监测功能:在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可 监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存
3、储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。 (2)控制功能:物联网传感器节点被农业园区的每一个角落,各个传感器每一分钟采集一次数据,并通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输,所有数据汇集到中心节点,通过一个无线网关与互联网相连,利用手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息,专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况。经过汇总、分析后,在参数超标后,智能控制器会根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施
4、肥、自动喷药等自动控制。 (3)智能管理与系统决策软件功能:通过计算机对农业环境的温度、湿度、光照度、土壤水分、土壤温度、二氧化碳浓度等进行实时监测、图像视频监控、曲线显示、数据保存、数据处理等管理功能,同时根据监测的信息对环境进行控制,使植物生长在合适的环境当中。 系统具有多种界面显示、数据存储、数据打印、数据查询与统计、超限报警、用户管理等功能,系统随时可以将存储的数据导出到计算机上并存储为Excel格式,支持报表打印、历史曲线打印。通过输入查询时间,即可查询所需被测点对应时间内的数据记录和曲线记录。可统计某个时段内的温湿度平均值。当监测数值达到报警条件时,以改变相应数据颜色方式发出警报,
5、根据不同的用户设置管理员、监测员等权限,具有实时数据查看,实时曲线、数据报表等多种数据显示方式。 传感器技术参数: 1. 环境温湿度传感器:环境温度范围:-3070 精度:0.2 分辨率:0.01 环境湿度范围0101% 精度:3%分辨率:0.1% 特性:选用瑞士进口高精度、低功耗智能化传感器探头,精度高、功耗低、体积小、可实现温湿度一体化测量。2. 百叶箱防护罩:特性:百叶箱防护罩能使气流均匀平行流过传感头,遮蔽直射光以减少光照对温度的测量影响,同时,可防止冷凝水或雾喷系统从任何角度射来的水流的浸入。3. 光照强度传感器:光照强度范围0200Klux精度:5% 分辨率:0.1Klux特性:测
6、量精度高,稳定性好,传输距离长,抗干扰能力强,体型小巧,安装方便,壳体结构设计合理,使用寿命长,密封性好。4. 土壤温度传感器:.土壤温测量度范围:-40120精度:0.2 分辨率:0.01特性:外型美观、小巧,安装更换方便,耐腐蚀,适应于各类物质的温度测量,性能稳定,响应速度快,功耗低,抗干扰能力强,不锈钢结构设计,密封性好。5. 土壤水分传感器:.土壤湿度测量范围:0101%精度:2% 分辨率:0.1%特性:高稳定性,安装方便,维护操作简单,采用阻燃环氧树脂固化,完全防水,可长期埋伏土壤中使用,且不受腐蚀,钢针采用优质材料,可经受长期电解,不受土壤中的酸碱腐,测量精度高,性能可靠,受土壤含
7、盐量影响较小,可适应各种土质。 可选配置:. 风速测量范围:030m/s精度:0.5% 分辨率:0.1m/s.风向测量范围:16 方位(360) 精度:0.5% 分辨率:0.1%:.雨量测量范围:0.01mm4mm/min 精度:3% 分辨率:0.01mm.大气压力测量范围:50110Kpa精度:0.5kpa分辨率:0.1Kpa.二氧化碳测量范围:02000ppm精度:3% 分辨率:0.1%.叶面温度测量范围:-3080 精度:0.2分辨率:0.01.叶面湿度测量范围:0101%精度:5% 分辨率:0.1%.水面蒸发测量范围:00101mm 精度:3% 分辨率:0.01mm.光合有效辐射范围:
8、400700nm灵 敏 度:1050 v/mol2m-22s-1.总辐射光谱范围: 0.33.2 灵敏度: 714mvkw.m-2 效益分析: 对于农业种植户而言,传感器网在农业中的应用摆脱了传统农业生产依赖天气,凭经验生产的方式,将使现代农业走上工厂化生产,精细化生产的道路,使农业产业工人足不出户即可接受农业专家的指导,农业产量与质量大大提高。对于运营商而言,物联网在农业生产的应用,有利于拓展无线城市的应用方向,有效地利用无线网络,一旦网络在农业中得到普及,运营商可以获得源源不断的收益。 对于当地政府而言,农产品产量与品质的提高,有利于塑造地方农业品牌,服务三农,惠及广大农民。同时为物联网在
9、现代农业中的应用抢得先机,尽快提升产业升级。 篇二:智能农业需求分析 沈阳师范大学 科信软件学院 智能农业需求分析 结合最近的市场调研,针对目前西瓜种植过程中出现的问题,如土地的选择、土地的最大化利用、温湿度、水分、CO2浓度及光照的需求等,整理出智能农业(农作物为西瓜)需求分析文档。该文档由沈阳师范大学可信软件学院嵌入式方向小组成员完成。 2022年12月17日 目录 一、 引言. 4 1.1 目的 . 4 1.2 系统开发背景 . 4 1.3 文档格式 . 4 1.4 预期的读者和阅读建议 . 5 1.5 范围 . 5 1.6 术语 . 5 1.7 参考文献 . 6 二、 系统概述. 7
10、2.1 概述 . 7 2.2 系统功能 . 8 2.2.1 温室环境实时监控. 8 2.2.2 智能报警系统. 8 2.2.3 远程自动控制. 8 2.2.4 历史数据分析. 9 2.2.4 手机客户端. 9 2.3 运行环境. 9 2.4 假设与依赖 . 10 三、 系统特性. 11 3.1 系统角色 . 11 3.2系统概述. 11 3.3 ZigBee用于智能农业大棚的可行性分析. 12 3.4 系统特点及优势 . 13 四、 系统功能描述. 17 4.1 数据采集 . 17 4.1.1 温度、湿度检测流程图 . 17 4.2 视频监控 . 18 4.3 数据存储 . 18 4.4 数据
11、分析 . 18 4.5 远程控制 . 18 4.6 错误报警 . 18 4.7 统一认证 . 19 4.8 手机监控 . 19 五、 智能农业体系结构图. 20 5.1 系统总体结构设计 . 20 5.2 分系统模块功能实现描述 . 22 5.2.1 智能农业远程控制网络. 22 5.2.2 农业网关. 22 5.2.3 农业主节点. 23 5.2.4 农业设备节点. 23 5.3 主体硬件选型 . 24 5.3.1 ZigBee硬件选型 . 24 5.3.2 数据采集部分设计. 25 六、 风险性分析. 29 6.1 经济风险性 . 29 6.1.1中国整体大环境经济 . 29 6.1.2国
12、际经济风险 . 29 6.1.3中国智能家居产业行业重点区域运行分析 . 30 6.1.4区域经济侧重风险 . 31 6.2 智能家居行业政策风险 . 31 6.2.1分析智能家居宏观产业政策 . 31 6.2.2 避环保政策风险. 32 6.2.3 规避节能政策风险. 32 6.2.4 规避区域政策风险. 32 6.3 项目开发风险 . 32 6.3.1项目选择风险 . 33 6.3.2 方案设计风险. 33 6.3.3 方案经济风险. 33 6.3.4 组织实验风险. 33 6.4 行业市场风险 . 34 6.4.1 产品市场需求风险. 34 6.4.2 智能家居项目产品市场前景预测. 3
13、5 6.4.3 至今为止市场容量分析. 36 6.4.4 价格风险. 37 6.5 参考文献 . 37 一、引言 1.1 目的 本文档的目的是增产增收、节约资源、保障安全。智能农业还能促进农村产业结构调整,实现科技对农业的贡献,并在保持水土平衡、调节气候、改善地理环境,促进生态平衡方面发挥重大作用,具有良好的社会效益和生态效益。 1.2 系统开发背景 我国人口占世界总人口的22%,耕地面积只占世界耕地面积的7%。随着经济的飞速发展,人民生活水平不断提高,资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾却越来越突出。特别是我国加入世贸组织后,国外价格低廉的优质农副产品源源不断地流入我国,这对我国的农产品市场构
14、成极大威胁。因此,如何提高我国农产品的质量和生产效率,如何对大面积土地的规模化耕种实施信息技术指导下科学的精确管理,是一个既前沿又当务之急的科研课题。 棉花套种西瓜,能充分利用棉花苗期行间空闲,提高土地利用率,增加经济效益。棉花与西瓜套种,使棉农前期可以收获西瓜,后期可收获棉花,并且套种比纯作棉花基本不减产。 土壤的改良利用应遵循因地制宜,统一规划,综合治理的原则。主要措施可概括为三个方面:一是水利措施,包括排水、灌溉、放淤;二是农业生物措施,包括平整土地、土壤培肥、种植耐碱作物与绿肥;三是化学改良措施,主要是使用化学改良剂。 西瓜根系发达,耐早、耐瘠薄,对土壤的适应性强。但西瓜根系生长需要较
15、高的土温,需要一定的空气氧含量,不耐水涝,故最适宜种西瓜的土壤是土质疏松、有一定保水保肥能力的沙填土。沙壤土的通透性好,春季升温快,有利于西瓜根系的发育伸展,栽培西瓜发苗快,果实易早热,品质好。特殊土壤种西瓜时还应采取不同的管理措施。 1.3 文档格式 本文档按以下要求和约定进行书写: (1)页面的左边距为2.5cm,右边距为2.0cm,装订线靠左,行距为最小值20磅。 (2)标题最多分三级,分别为宋体小三、宋体四号、宋体小四,标题均加粗。 (3)正文字体为宋体小四号,无特殊情况下,字体颜色均采用黑色。 (4)出现序号的段落不采用自动编号功能而采用人工编号,各级别的序号依次为(1)、1)、a)
16、等,特殊情况另作规定。 1.4 预期的读者和阅读建议 本文档的主要内容共分4部分:综合描述、系统特性、和非功能性需求和外部接口描述。综合描述部分主要对系统的整体结构进行了大致的介绍;系统特性部分对系统的功能需求进行了详细描述,是本文的主要部分;非功能性需求部分对非功能需求进行了详细的描述;外部接口需求部分对用户界面、软件接口、硬件接口和通讯接口等进行了描述。 本文档面向多种读者对象: (1)项目经理:项目经理可以根据该文档了解预期产品的功能,并据此进行系统设计、项目管理。 (2)设计员:对需求进行分析,并设计出系统,包括数据库的设计。 (3)程序员:配合设计报告,了解系统功能,编写用户手册。
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