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一、智能农业物联网精细农业自控系统的研发背景

    基于物联网技术的精确农业是当今世界农业发展的新潮流。传统农业的模式已远不能适应农业可持续发展的需要，而精确农业为现代农业的发展提供了一条光明之路，精确农业与传统农业相比最大的特点是以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约。在实现精确农业的道路上，现有的基于有线的智能农业系统依然存在着诸多问题，随着物联网技术的发展，基于无线传感网的智能农业物联网精细农业自控系统将精确农业从概念化转化为产业化，无线网络具有较高的传输带宽、抗干扰能力强、安全保密性好，而且功率谱密度低。利用上述特点，可组建针对农田信息采集和管理的目的无线网络，实现农田信息的无线、实时传输。同时，可以给用户提供更多的决策信息和技术支持，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询、实现整个系统的远程管理。

    综上所述，智能精确农业取代传统农业是农业发展的必然，更是符合我国国情的选择，智能精确农业可以促进农业发展方式的转变，可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

二、智能农业物联网精细农业自控系统的原理

    智能农业物联网精细农业自控系统主要是通过温度传感器、土壤传感器、湿度传感器和温控仪、湿控仪、空气测试仪、自动喷灌系统相连接，通过WIFI设备服务器与远端天线矩阵通讯，再通过第三代光载无线交换机，将温度、湿度、土壤干燥度等数据实时地送到远程智能系统，再将数据通过手机或手持终端发送给农业人员、农业专家、给农业专家的远程指导、方案决策提供数据依据。

三、智能农业物联网精细农业自控系统结构

    智能农业物联网精细农业自控系统一共包括3个层面的连接：感知层、传输层、应用层。

    1.感知层

    主要负责视频画面与传感数据采集，通过摄像头、终端传感器，对设施农业现场实时画面、作物生长大棚、室外空气温度、湿度和土壤的温度、湿度的数据采集，采集方式视频画面为连续采集，传感器数据为周期性自动采集，采集周期可根据用户要求设定，用户也可临时通过终端修改周期时间。

    2.传输层

    感知层数据利用WIFI设备服务器，数据转换为基于802.11b/g的2.4GHZ无线信号，发射到就近天线矩阵转换为光信号，通过单模光纤传输200-5000米距离后，到达中心机房的第三代光载无线交换机，交换机内部经过光/电信号转换后、及射频交换后，最终转换为以太网协议，通过RJ45网线，接入农场本地局域网，据此，远程信号与本地局域网信号交换传输完毕。

    3.应用层

    利用WEB服务器，及PC终端应用层专业控制软件，用户可在本地数据库调用现场实时视频录像、按周期采集的温湿度、土壤成分、土壤温度、空气成分、光度等数据，用户在个人PC或者手机终端上可以查看，并根据这些数据与现场图像，在远程对农场进行操作。

四、智能农业物联网精细农业自控系统项目建设原则

    智能农业物联网精细农业自控系统建设和系统设计必须遵循以下原则：

    1、充分利用现有的资源：充分利用现有计算机、网络、信息的资源，避免重复建设。

    2、先进性与发展性：采用计算机系统和光载无线技术进行系统设计，既要保证当前系统运行的高可靠性，又要能适应未来技术发展的需要。

    3、实用性与经济性：在系统设计中，不仅要考虑到目前各种业务的实际需求，更充分考虑到将来业务种类增长的需求，从实用性出发，解决实际问题。

    4、标准化与开放性：采用符合国际、国家标准的软件和硬件设备，遵循有关技术规范体制，使系统具有灵活的互联能力。

    5、可靠性与安全性：选用可靠的产品与技术，在系统出现异常时，具有应变能力和容错能力，确保系统安全可靠。对某些信息资源的使用要进行一定的权限划分，并对信息系统的运行情况进行实时监控。

    6、信息共享：对信息资源考虑有条件、分层次共享，使信息既得到充分、有效的利用，又符合内部信息的保密要求。

    7、灵活性与扩充性：选用符合国际发展潮流的国际标准的软件，使系统具有良好的可移植性、可扩展性，保证在将来发展中迅速采用最新出现的技术，降低系统成本。

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