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1、 物联网技术在农业中应用答辩 LOREM IPSUM DOLOR 天津电子信息职业技术学院 答辩人： 专业： 班级： 学号： 目录 !1、物联网的介绍 !2、农业与物联网 !3、智能农业监测设计 !4、系统测试及结果分析 物联网的概述 !物质、能量和信息是物质世界的三大要素，是人类社会赖以生存的发展的基础条 件。随着信息技术的不断发展，人们日益意识到信息已成为不可或缺的资源，信 息的采集、传送、储存、处理、开发和利用已经成为当今社会生产、生活的重要 产业链，信息化成为新经济时代的基本特征，互联网和移动通信网的产生，发展 和成熟应用是其基本标志，主要解决的是人与人之间的通信问题。进入21世纪以
2、来，随着射频识别技术、近距离通信技术、微机电技术、无线传感网络技术、以 及第3代、第4代移动通信技术的快速发展，一种既能实现人与人通信又能实现人 与物、物与物之间直接通信的全新网络构架物联网（Internet of Things, IoT ）正日益走进人们的生活。互联网深刻地改变着世界，让人与人的距离越变越小 ，而物联网的出现将再次改变人们的世界观，让世界更紧密地融合在一起。 物联网主要技术 !射频识别技术 !射频识别是一种非接触式的自动识别技 术，具有数据储存量大、可读写、穿透 力强、读写距离远、读取速率快、使用 寿命长、环境适应性好等特点，是唯一 可以实现多目标识别的自动识别技术， 可工作
3、于各种恶劣的环境。最基本的 rfid 系统由电子标签、读写器和天线3 部分组成。 网络传感技术 !传感网络技术物联网的重点，即研究的核心，是无线传感器网络，是由一组稠密布置、随 机撒布的传感器组成的无线自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地 理区域内感知对象的信息，并发布给观察者。近年来，在农业方面，尤其是在精准农业方 面应用越来越多。精准农业是利用3s（全球定位系统、地理信息系统、遥感）的差异从 地块水平精确到平方厘米的一整套综合农业管理技术，可以实现农田操作的自动指挥和控 制。在中国科学院、农业部等单位开展了面向全国范围的农情遥感监测系统的研究，利用 3s和各种数学模型进行
4、农情监测，已经取得了较明显的效果。该系统中的数学模型主要 有粮棉作物识别模型、农作物长势分级模型、农作物估产模型、农业灾害监测与灾情损失 评估模型等。作物长势遥感监测模型主要利用红光波段和近红外波段遥感数据得到的植被 指数与作物的叶面积指数和生物量正相关原理进行长势监测。作物长势模型主要有3种， 即逐年比较模型、距平等级模型和极值等级模型。 物联网的组成架构 （1）末梢节点（采集控制层）：即利用各种传感器、rfid形成的物体与物体之间进行身 份识别和数据交流；（2）接入层（数据传输层）：现在所有的网络形式，包括有线的、 无线的以及无线网络形式中的无线局域网、2g、3g等。（3）承载网络；（4）
5、应用控制 层；（5）用户。 农业物联网属于交叉学科， 是物联网技术在农业领域广 泛应用的产物，农业物联网 体系划分可以参照物联网体 系划分的标准。农业领域的 信息要经过产生、传输、处 理和应用四个过程。 农业物联网的体系 结构 01 农业信息感知技术 02 农业信息传输技术 03 农业信息处理技术 农业物联网的关键技术 01 蔬菜大棚 02 草莓大棚 03 水产健康养殖示范场 04 茶叶基地 物联网在农业上的实际应用案例 农业物联网的未来发展 ! 随着世界各国对物联网关键技术、标准和应用研究的不断推进、相互吸收借鉴以及大批 有实力的企业进入农业物联网领域，对农业物联网关键技术的研发重视程度在不
6、断提高， 农业物联网的核心技术和关键技术将会得到突破性进展，农业物联网技术的应用规模将不 断扩大。随着农业物联网企业和标准的不断完善，农业物联网将朝着协同化方向发展，形 成不同农业产业物体间、不同企业间乃至不同地区不同国家间的农业物联网信息的互联互 通操作，应用模式从闭环走向开环，最终形成可服务于不同应用领域的农业物联网应用体 系。随着云计算与云服务技术的发展，农业物联网感知信息将在真实世界和虚拟世界之间 智能化流动，相关农业感知信息服务将会随时接入、随时获得。 !总体来讲，农业物联网将朝着更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智慧服务和更 优化的集成趋势发展。 智能农业监测设计 !智能监测
7、处理中心基于B/S (Browser/Server)架构Ian，使用HTML, java, JSP等语言设计开发。 HTML(超义本标记语占)是B/s架构卜网络web语言的基础，通过嵌入代码或标记来表明义本格式， 可以实现创建显示Web页和创建表单web等基础操作，并可以轻松实现与Javascript的互操作。lava 是Sun公司开发出的程序没计语言和开发平台的总称，在java SE, Java ME和java EE 三个版木中， 本系统选用以B/S作为主要开发模式的Java EE，它可以提供多种组建和服务。JSP是一种动态技术 标准,JSP页面由 HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成
8、，实现了Html语法中的Java的扩张，可以 实现数据库操作、网页的重新定向和发送E -mail等功能，具备建立动态网站所需要的全部功能。 !智能监测处理中心，是在MyFclipse环境下进行编写的。MyLclipse是Eclipse的插件集合，主要用来 开发Java和Java EE。它的功能十分强大，可以完成用代码程序开发项目过程中的各种功能，支持 Javascript,JSP, SQL等多种Java开发功能。 智能监测处理中心 1 用户管理 2 阀值管理 3 节点管理 4 数值管理 智能监测处理中心总体设计 1 登录界面 2 主界面 3 数据管理界面 智能检测处理中心前台界面设计 登录界面
9、 前台界面设计图 主界面 串口通信的实现 !在使用串口通信时，首先要进行串口查询，列出本机所有可用端口，获得串口标识。其次 ，打开需要通信的串口，进行串口通讯参数配置，包括波特率、数据位数、停止位、奇偶 校验位以及数据流控制模式等。最后发起线程，获得输入(输出)流，进行数据的读写操作 ，将缓存中的数据读取出来或者将上位机的指令发布出去。同时在串口通信的整个过程中 ，都要监听串口，出现了异常的串口要进行报警。上述过程，通过调用不同的方法实现， 具体方法如表所示。 从端口读入的数据一方面进 行实时划线显示，一方面传 至后台数据库进行处理，所 以上位机的智能监测处理中 心对串口的数据处理也分为 两方
10、面，如图所示。 客户端与数据库的交互 !在本系统中，不仅无线传感器数据采集网络上传的感知数据要在数据库中 存储，用户信息、系统参数设定信息以及节点的基本信息、都要在数据库 中进行存储，所以数据库的选择非常重要。 !根据系统的需要，建立了用户信息表、节点信息表、系统参数设定信息表 和感知数据存储信息表，数据库表的具体信息如表所示。 系统测试和结果分析 !测试设备:传感器节点10个，其中1个节 点作为协调器节点，3个节点作为路由 器节点，6个节点作为终端设备。计算 机终端两台，连入Internet ! 测量方法:将一台计算机终端和所有传 感器节点放在A房间，传感器节点启 动、组网、进行数据采集，计
11、算机终端 作为上位机通过RS232与协调器节点相 连。另一台计算机终端放在B房间，通 过Internet对A房间的计算机终端进行远 程访问，登录本系统进行系统管理和数 据查询，结果如下图所示。 !结果分析:B房间的计算机终端可以通过 Internet对A房间的计算机终端进行远程 访问，登录本系统进行数据的查询和系 统的管理，所有系统监测的预期功能全 部实 本系统的测试主要包括无线传感器网络运行效果测试、采集结果精度测 试、系统远程监测功能测试以及节点节能效果测试。 测试结果图 结论 ! 农业是物联网技术的重点应用领域之一，物联网在农业的应用己经 引起了广泛的关注。本文以准确实时获取农作物生长的
12、环境信息、为 科学研究提供全面的参考以满足现代农业信息化和智能化的需求为目 的，设计并实现了基于物联网的智能农业监测系统。 ! 将物联网应用于农业，推动我国的传统产业改造升级，为我国的农 业发展提供一个全新的发展平台，实现我国农业现代化、信息化、智 能化的发展，这是一个大而复杂的课题，未来还有很长的路要走。 谢词 !走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，在大 学的努力与付出，随着本次论文的完成，将要划下完美的句 号。 !在临近毕业之际，我还要借此机会向在大学中给予我诸多教诲 和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们的辛勤栽培。尤 其我的毕业指导教师于大吉老师，本论文设计在于大吉老师的 悉心指导下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中 得以体现，顺利完成毕业论文。 THANKS! 天津电子信息职业技术学院
