农业物联网关键技术大揭秘？条码技术竟有这等广泛应用
https://img2.baidu.com/it/u=2500380801,4279243816&fm=253&fmt=JPEG&app=138&f=JPEG?w=500&h=651定位系统技术在农业领域为农业机械的田间作业与管理工作提供了导航功能。此外，条码技术作为一种综合条码理论、光电、计算机、通信以及条码印制等技术的自动识别手段，在农产品溯源方面得到了广泛的应用。农业物联网的核心技术源于物联网技术的不断演进，具体在农业领域的应用和深化。这些关键技术主要包括：农业信息感知技术，即通过农业传感器、RFID、GPS、RS以及条码等技术，在任何时间、任何地点对农业领域的各类物体进行信息的采集与获取。处理层运用云计算、数据挖掘、模式识别以及预测预警等先进的信息处理手段，促进了信息技术与行业的紧密融合，进而实现了对物品信息的全面汇总、高效共享、精准预测以及科学分析决策等多样化功能。感知层通过运用传感器、RFID、GPS、RS以及条码技术等多种感知手段，利用各类设备和工具，采集自然界中存在且对农业生产具有重要价值的各种数据信息，从而实现对于“物”的精准识别。农业物联网的结构特点在于其跨学科性质，这一领域是物联网技术在农业各个方面的广泛应用所催生的结果。在体系结构的划分上，我们可以参考物联网体系结构的既定标准。
最终，将收集到的庞大农业数据加以整合，并通过智能化的操作平台，实现农业生产的自动化、最优化控制、智能化管理、系统化物流以及电子化交易，从而推动农业生产向集约化、高产量、高品质、高效率、生态友好以及安全保障的方向发展。中国农业大学知名农业研究专家李道亮教授，在历经十余年对农业信息化技术应用的深入研究与探讨后，得出了以下观点：农业物联网是指物联网技术在农业的生产、经营、管理及服务过程中的实际运用，它通过运用各种传感器、RFID等感知设备，广泛搜集包括大田作物种植、设施园艺、畜禽水产养殖以及农产品物流在内的农业相关数据和信息。物联网的兴起，为现代农业的进步带来了空前的机遇。为了革新传统农业并推动现代农业的发展，我们亟需运用物联网技术，对大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等农业领域的各项要素进行数字化设计、智能化控制、精准化操作和科学化治理。这样，我们能够实现对这些农业要素的全面感知、稳定传输和智能处理，最终实现高产、高效、优质、生态和安全的农业发展目标。物联网的研究进程未曾停歇，其应用范围也在持续扩大。伴随着支撑物联网技术的进步，我们有理由相信，物联网将为人类带来更加便捷和贴心的服务体验。以扫描类应用为例，物联网技术已在手机钱包以及高速公路的无感支付领域得到应用。
控制类技术的应用，诸如物联网在智能交通与智能家居领域的运用。物联网的应用层旨在实现其研究和开发的目标与价值，在这一层中，它在前两层的基础上，融合了相应的软硬件开发与智能控制技术，为人们构建了一个无限互联、服务满意、操作便捷的全新世界。物联网的网络层构筑于现行的移动通信网络与互联网之上，其核心功能之一在于借助接入互联网的各类网络，确保数据与控制指令得以安全、稳定、精确且高效地传输，并在数据传输过程中实施通信算法。物体本身无法进行信息交流，感知层中的传感器以及RIND技术负责对各类物体进行标记，随后，这些物体通过短距离无线通信技术等通信子层的模块与网关进行信息交换。物联网的架构，依据其基本属性，被划分为三个主要层级，具体如图所示。在这其中，感知层构成了物联网进步与实际应用的根本，其主要职责是通过传感器收集现实世界的相关信息。最终，物联网具备智能处理功能，这一功能堪称物联网的核心与关键所在，亦是其得以广泛应用的基石。它整合了众多学科的前沿技术，对感知层全面收集和传输层准确无误传输的数据进行深入分析与处理，为人们的各种活动提供指导。这种指导不仅具有预见性，而且通常是智能化的。在物联网领域，不仅实现了传感器与互联网等网络的互联互通，物联网本身也具备了智能处理的能力，能够对物体进行智能化的操控。
物联网融合了多种感知技术，在其实际应用中，必须依赖各类传感器。这些传感器不仅能够捕捉多样化的信息，而且信息格式各异，各自充当着独特的信息来源。它们遵循特定的规则，持续采集所需数据，同时，传感器传输的数据能够保证实时性。目前，对于物联网的描述相对精确的是：它依托各类感知设备与系统、条码以及二维码、全球定位技术，依照既定的通信规则，将物体与物体、人与物体、人与人之间实现互联互通，通过多种接入网络、互联网等渠道进行信息交流，旨在实现智能化的识别、定位、追踪、监控与管理的综合性信息网络。在此网络环境下，每一件物品都具备寻址功能，每一件物品都可实现控制，每一件物品都支持通信。第七章对研究内容进行了归纳总结，同时指出了本系统存在的可优化之处以及未来可能开展的研究工作。第五章详细阐述了智能监测处理中心的设计与实施过程，包括其开发平台的选择、总体架构的规划，以及详细描述了前台界面的设计、串口通信的具体实现方式，以及客户端与数据库之间的交互机制。第四章详细阐述了系统整体架构以及传感器节点的硬件构建，对相关硬件组件、各类传感器的具体性能指标和各项技术参数进行了详尽的解说，同时提供了五幅电路图以供参考。
第二章从多个维度对物联网进行了阐述，涵盖了其内涵与体系结构等内容，特别对农业物联网进行了深入探讨，详尽地解释了农业物联网的内涵、体系结构、核心技术及其在未来的发展趋势。本文重点探讨了物联网技术的广泛应用及其在国民经济和日常生活各个领域的渗透，尤其在信息时代，物联网几乎无处不在。因此，对物联网的研究也涵盖了众多领域。具体而言，本文着重研究了物联网在农业环境监测领域的应用，并构建了一个基于物联网的智能农业监测系统。该系统在目标监测区域内，能够自动组网无线传感器网络节点，实时采集影响农作物生长的关键环境参数，同时，通过上位机进行数据分析和远程监控。此外，本文还从传感器节点数据精度和节能的角度，对采集到的数据进行融合处理。无线传感器节点具备一定的存储与计算功能。因此，在确保节点性能的同时，应尽量减少单个节点的成本。本系统的传感器节点，在确保电路正常运行和稳定性的基础上，通过尽量减少电子元器件的使用进行设计，从而有效降低了整个系统的成本。因此，系统实现了低成本。监测区域内需广泛布置传感器节点，为确保对目标系统特性无任何干扰且便于安装，节点体积需尽量缩小。将 Web 协议引入系统，并使系统借助服务器进行在线发布，这样一来，系统便能够接入 Inter 网络，形成“底层（传感器）Inter网络与远程监控”的架构。此架构不仅能够将系统信息发布至互联网，还允许人们随时随地监测影响农作物的环境参数，同时促进了农业信息资源的共享。此举为物联网在农业环境监测领域的深入研究与探索，打下了坚实的技术根基。
在无线传感器网络里，处理器对数据进行计算所耗费的电能，相较于数据在传输过程中所消耗的电能要少得多。本研究提出的数据融合技术，是在节点收集数据完成之后、发送数据之前，对数据进行去冗余处理。这一方法显著降低了无线传输过程中的数据传输量，实现了节能效果。同时，卡尔曼滤波技术能够有效去除感知数据中的干扰和不确定性，确保我们获取到更加精确和可靠的环境参数数据。降低节点的能耗、提升其使用寿命，这对确保整个系统网络的稳定与高效运作极为关键；此外，考虑到在数据采集与传输过程中易受外界环境干扰，数据的精确度尚需进一步提升。无线传感器节点具备实现低能耗与获取高精度数据的双重能力。网络中某一节点因电量耗尽或故障而停止运作时，传感器网络的节点数量将发生变动，时而增多，时而减少；与此同时，整个网络的拓扑结构也会发生相应的调整。本文运用无线传感器网络技术，将物联网与农业信息的收集相融合，成功研发出一种基于物联网的智能农业监控系统。该系统旨在实现目标监测区域内的无线传感器节点自动构建网络、实时收集影响农作物生长的环境参数，并通过上位机监测软件进行数据分析和远程监控。此外，为了减少传感器节点的能耗并提升数据采集的准确性，本研究提出了KDF算法，用于数据处理的优化。智能农业的核心要素主要包括四个方面：首先是收集农业相关数据，其次是有效管理这些数据，接着是基于数据分析所作出的决策，最后是根据决策制定的具体执行策略。在这四个环节中，准确及时地获取农业信息是智能农业的基石，也是至关重要的环节。若无法确保农业信息的精准获取，便无法构建起真正的智能农业系统。
传统的农业管理模式尚无法满足精细化的要求，属于粗放型管理范畴。在这种管理模式中，依赖人的感官来调控那些环境参数，难以确保其精确度。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，将“传感器网络及智能信息处理”定义为“重点领域及其优先主题”。同时，“农业物联网技术”已被纳入“十二五”863计划发展纲要。作为物联网重要分支之一的农业物联网技术，在我国将展现出巨大的应用潜力。物联网技术借助信息感知手段，能够收集更广泛的数据，涵盖作物生长状况、农业环境状况以及农机作业情况等多方面信息，从而为智能农业提供更为详尽的实时数据支持。借助全面互联与资源共享，智能农业得以获取更多网络服务，进而提升科学决策与作业执行的能力。为确保我国农产品产量充足，并确保农产品食品安全和农业生态环境的稳定，提升农业管理的精细度，促进农村经济的持续繁荣，我们必须依据农业发展的具体需求，掌握农业技术领域的核心知识，加速推进农业现代化、信息化和智能化进程，以提升我国农产品的品质和生产效率，降低生产成本，合理利用农业资源，优化生态环境，进而推动农村经济的快速发展，助力我国经济的高速增长。经济迅猛增长的同时，资源匮乏、生态环境恶化以及人口激增的矛盾愈发显著。我国农业经过近30年的资源换取产量、高投入换取粮食增产的发展历程，如今却不得不面对基础薄弱、科技含量不足、生产技术落后的困境。这些问题导致农业产量增长缓慢、生产效益低下，严重阻碍了农业的健康发展。
数据融合技术，以农业物联网为关键词，将整个系统借助服务器在线发布，进而使得系统得以接入Inter网络，构建起“底层（传感器）Inter网络与远程监控”的架构，确保所有接入互联网的计算机都能访问该系统。最终，该论文阐述了上位机监控程序的相关内容，该监控程序采用B/S架构设计，运用JSP语言进行开发，并具备友好的用户交互界面。论文不仅阐述了系统的整体设计方案，还依据设计规范，以微处理器、射频模块的CC25射频放大前端以及SHT10温湿度传感器等关键环境感知设备为基石，搭建了传感器硬件节点。同时，对数据融合的基本理念进行了阐述，并引入了KDF算法，以实现对系统所收集感知数据的有效处理。因此，本研究提出了一个依托物联网技术的智能农业监控系统，该系统能够精确及时地收集农作物生长过程中的环境数据，并且对这些数据实施远程监控。五、设计进度安排如下：11月15日至11月25日，需查阅物联网相关资料；2月1日至2月25日，进行系统架构设计；3月1日至3月25日，着手撰写毕业设计报告；4月初，进行毕业设计答辩（如有变动，将另行通知）。六、毕业答辩所需提交的资料包括：毕业设计报告（学生姓名：陈俊）、指导教师签名、填写日期（年月日）。物联网作为信息产业的第三次技术革新浪潮，其在农业领域的应用将有助于解决众多科学技术难题，如广泛区域的信息采集、高效稳定的信息传输以及针对不同应用场景的智能决策等，从而成为推动传统农业向现代农业转变的重要推动力和加速器。
该系统具备精准及时获取农作物生长环境信息的能力，并能对这些信息进行远程监控。本篇文章提出了一个基于物联网技术的智能农业监控系统，旨在实现目标监测区域内的无线传感器节点自动构建网络、实时收集影响作物生长的环境参数，并利用上位机监测软件进行数据分析和远程监控。此外，为了减少传感器节点的能耗并提升数据采集的精确性，本研究还提出了KDF算法来处理数据。毕业设计报告，课题名为“基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现”。一、设计课题：本课题旨在设计并实现一个基于物联网的智能农业监测系统。二、设计目的：智能农业是通信、计算机与农学等多学科融合的成果，它将信息采集、传输、处理及控制技术综合运用，便于人们获取农作物生长各阶段的信息，并便于人们对这些信息进行有效管理。通过人工智能技术与农业生产的融合，旨在实现人与自然的和谐互动。通信、计算机、传感网等技术的飞速进步，使得物联网在农业监测系统中的应用成为当今的发展方向。这一技术能够收集并处理诸如温度、湿度、光照强度、土壤水分、土壤温度以及植物生长状况等关键农业数据，进而实现信息的传输与利用。通过这样的方式，为农业生产在不同阶段的精细化管理与预测预警提供了有力的信息支撑。此外，它还致力于在资源消耗最小化的同时，实现优质产出的最大化，推动农业增长从对自然条件和资源的依赖，向对信息资源的依赖转变，从而实现对不可控产业的有效管控。三、设计目标包括构建一个实用性强、稳定性高、能够持续进行农业环境监控的系统。四、毕业设计报告的具体要求有：系统需确保能够持续稳定运行；同时，还需满足以下条件：
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