物联网之智慧农业

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1、物联网之智慧农业,中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室2010 年4月15日,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,报告主要内容,报告主要内容,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,应对国际金融危机和后危机时代的挑战, 预示着一场新的科技 革命即将到来。 从“智慧地球”到“感知中国”,“物联网”成为全球

2、瞩目的关键词。 被美国列为振兴经济的两大工具之一;被欧盟定位成使欧洲领 先全球的基础战略,被中国纳入战略性新兴产业规划重点。 业界认为是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。,温家宝让科技引领中国可持续发展(2009.11.03)“在应对这场国际金融危机中,各国正在进行抢占经济科技制高点的竞赛,全球将进入空前的创新密集和产业振兴时代。我们必须在这场竞争中努力实现跨越式发展。” “要着力突破传感网、物联网的关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级,迈向信息社会的发动机 ”,一、背景介绍,Key Laboratory of Modern Precision Agri

3、culture System Integration, Ministry of Education,物联网(The Internet of Things)概念于1999年提出,是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来,实现数据采集、融合、处理,并通过操作终端,实现智能化识别和管理。,一、背景介绍,物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。,IOT基本理论模型,Key Laboratory of Modern Precision Ag

4、riculture System Integration, Ministry of Education,近距离通信,因特网,跟踪定位,高速数据网络,一、背景介绍,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,“智慧地球”的内涵,“智慧地球”是IBM对运用信息技术构建新的世界运行模型的愿景。“感知中国”是对物联网在中国泛在应用效果的概括。,更深入的智能化使用数据挖掘和分析工具、科学模型和功能强大的运算系统处理复杂的数据分析、汇总和计算,整合和分析海量的跨地域、跨行业

5、的信息,以更好地支持决策和行动。更全面的互联互通将个人电子设备、组织和政府信息系统中储存的信息交互和共享,从而对环境和业务状况进行实时监控。更透彻的感知利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程,便于立即采取应对措施和进行长期规划。,一、背景介绍,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,传感网、物联网与泛在网,泛在网不是互联网的下一代,而是互联网应用的拓展,一、背景介绍,Key Laboratory of Modern Precisio

6、n Agriculture System Integration, Ministry of Education,传感器:低成本、环境适应性、可靠性、微功耗、安全性三类态传感器:集聚式传感器节点移动式传感器节点(车载、便携)分布式固定传感器节点使用特点: 季节性、空间分布性、多参数嵌入 网络互联: 分布式传感器 汇聚节点,采用ZigBee适于环境变化的多跳、自组织通信技术互联网接入: 智能信息处理:逻辑思维 形象思维;知识工程;云服务;人机和谐;现代信息服务产业,二、关键技术,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integr

7、ation, Ministry of Education,可靠传递,智能处理,全面感知,利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,(1)技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月,传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互

8、)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组,开展具体的国家标准的制定工作。 (2)安全问题 信息采集频繁,其数据安全也必须重点考虑。(3)协议问题 物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP,但在接入层面,协议类别五花八门,GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道,物联网需要一个统一的协议栈。,三、存在问题,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,(4)IP地址问题

9、 每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址,IPv4资源即将耗尽,那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程,因此物联网一旦使用IPv6地址,就必然会存在与IPv4的兼容性问题。 (5)终端问题。 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能,且不同行业需求千差万别,如何满足终端产品的多样化需求,对运营商来说是一大挑战。,三、存在问题,农业资源管理:农用土地资源、水资源、生产资料农业生态环境管理:土壤、大气、水质、气象、灾害生产过程管理:农田精耕细作、设施农业、健康养殖农产品与食品安全:产地环境,产后、贮藏加工、物流运输、供应链可追

10、溯系统农业装备与设施:工况监测、远程诊断、服务调度。,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,微小型、可靠性、节能型、环境适应性、低成本、智能化,快速、低成本、可靠感知过程信息是物联网农业应用的基础!一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题期待科技突破!,四、总结,物联网农业应用,需求驱动、着力研究面向问题的解决方案Demand-driven; Problem-Oriented Solutions.开放系统:硬件接口、通信协议、软件平台学科深度交叉:农学与

11、信息学、畜牧与信息学传感器、无线传感器网络:“十二五”研究重点数据挖掘:联机跨库挖掘、多媒体挖掘、检索视频图像信息处理:图像压缩、图像识别智能服务探索:服务平台、服务模式,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,物联网未来发展的思考,四、总结,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,农业物联网关键技术发展趋势预测,重点实验

12、室研究进展: 各种先进农用传感器,土壤传感器研究开发,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,机载式农田土壤水分/压实/电导率测量装置,便携式电导率测量仪,机载式土壤电导率 测量装置,有线、无线分体式,太阳能供电无线传感器,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,作物苗情传感器研究开发,作物长势诊断仪,作物冠层信息获取装置

13、,重点实验室研究进展: 各种先进农用传感器,电化学离子敏传感器:土壤N、P、K, 重金属含量快速检测.生物传感器:禽流感快速检测、高致性细菌气敏传感器:食品品质、气体污染、排放监测 ,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,生物传感器,重点实验室研究进展: 各种先进农用传感器,广域、自组织、高可靠性、节能短程通信与远程通信相结合:Zigbee, Bluetooth, Wireless LAN, GSM-GPRS-3G固定终端与移动终端相结合:点与面基于GPR

14、S的大田监测系统、基于TD-SCDMA的农情监测及灾害预警系统、基于GPRS的天津市设施农业管理系统,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,重点实验室研究进展: 无线传感器网络应用,山东桓台内蒙古准格尔旗,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,面向地方农村经济发展,多学科团队协力推动,重点实验室研究进展: 无线传感器网络应用,Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education,谢谢!,谢谢!,“物联网本身不应该成为我们关注的重点,而是如何通过物联网能够实现对生产生活有用的业务和应用” (思科首席技术官王纪奎),机器联网了,人也联网了, 物体与物体联网还远吗?!。,

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