物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論論文

　　近幾年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計算、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。目前較為公認的物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了在任何時間、地點以及任何物質(zhì)都能夠進行順暢通訊的泛在網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)物與物之間的感知和通信，更是和人們的生活密不可分。

　　(一) 溫室系統(tǒng)

　　理想的溫室系統(tǒng)是一個小型恒定的密封環(huán)境。在以往的溫室中，都是由人工憑借個人經(jīng)驗，固定的時間和固定的季節(jié)進行相對固定的操作，所形成的溫室環(huán)境也是極其不穩(wěn)定，不恒定的。人為因素產(chǎn)生了很大的影響，結(jié)果也是因人而異。

　　而有一種自動控制系統(tǒng)，能夠很好的解決這些問題。提高溫室系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其主要的結(jié)構(gòu)和原理是：在溫室環(huán)境中部署多種植物、環(huán)境、土壤傳感器，如葉面溫度、葉面濕度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤水分、土壤PH值等傳感器。加之與設(shè)施農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)相結(jié)合，產(chǎn)生了，新的現(xiàn)代化智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。在現(xiàn)場的終端傳感器節(jié)點不斷的將現(xiàn)場的傳感器采集到的環(huán)境以數(shù)值化的方式通過（GPRS、WIFI、Zigbee等）上傳到云端服務(wù)器。

　　云端對數(shù)據(jù)進行存儲、分析、決定。產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)機制，下發(fā)給下位控制端�？刂片F(xiàn)場的環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點。當下位調(diào)節(jié)節(jié)點接收到相應(yīng)的命令之后做出相應(yīng)的反應(yīng)。比如，當現(xiàn)場環(huán)境溫度傳感器采集到的溫度環(huán)境過低時，當把數(shù)據(jù)上傳到云端，云端就會將這一溫度做一比較處理，發(fā)現(xiàn)該溫度低于警戒溫度，那就會觸發(fā)相應(yīng)的機制，對下位控制加溫措施，并將溫度過低的警訊上

　　報給相應(yīng)的工作人員。工作人員可以選擇使用系統(tǒng)自動控制或者手動人工干預(yù)。時該溫室系統(tǒng)時時保持在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境中。使植物更加穩(wěn)定、健康的生長提高產(chǎn)量。

　　（二）漁業(yè)水質(zhì)系統(tǒng)

　　長期以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)營者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟效益為目標，養(yǎng)殖密度過高，加上保護養(yǎng)殖環(huán)境意識淡薄，養(yǎng)殖病害呈逐年加重之勢，隨之而來的是藥物濫用現(xiàn)象較為普遍，以至于水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到有效保障，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響。影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、PH等，但這些關(guān)鍵因素即看不見又摸不著很難準確把握�，F(xiàn)有的水產(chǎn)管理是以養(yǎng)殖經(jīng)驗為指導(dǎo)，穩(wěn)定性極差。沒有對魚兒的生長環(huán)境有一個直觀的認識。往往一些災(zāi)難性的突變之前水質(zhì)中的相應(yīng)的微量元素發(fā)生了極大的變化但是只是靠人的肉眼是無法加以識別的。因此給漁業(yè)養(yǎng)殖戶門帶來的極大的損失。

　　但同樣可以為魚場提供一個專業(yè)的個性化的養(yǎng)殖解決方案。比如，以水中溫度、PH、溶解氧，電導(dǎo)率為采集終端，為客戶提供了一個觀察魚的眼睛和窗口。當水中溶解氧過低時，云端就會開啟增氧機，為魚兒提供充足的氧氣。用戶還可以通過手機端、現(xiàn)場按鍵開關(guān)等等開啟。當魚兒需要進食時，會自動開啟投食機，甚至可以開啟遠程診斷系統(tǒng)，由農(nóng)業(yè)專家在遠端通過看相應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境畫面、傳感器數(shù)據(jù)做出診斷，指導(dǎo)農(nóng)戶。

　　(三) 小型氣象站系統(tǒng)

　　氣象自古以來就是與人們生活息息相關(guān)，在幾千年的人類進化過程中，人類從早期的聽天由命到后期的利用天氣。尤其是在農(nóng)業(yè)生活中，看天吃飯的時代已經(jīng)過去，人們可以提前預(yù)知天氣，提前預(yù)防，將天氣帶來的災(zāi)害降到最小。 自動氣象站在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上有什么應(yīng)用?農(nóng)作物的生態(tài)環(huán)境不但給農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量有著很大的影響，同時也給農(nóng)民在種植農(nóng)作物中最關(guān)心的一個問題。氣象條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān) 。因此農(nóng)業(yè)小型氣象站應(yīng)運而生。他可以為農(nóng)戶了解當時天氣情況。通過數(shù)據(jù)分析來采取下一步的

　　狀況。不再盲目的看天、等天吃飯。農(nóng)業(yè)小氣象站主要有風速、風向、降雨量，光照度，溫濕度等等。根據(jù)不同的需求來添加不同的傳感器。

　　目前國內(nèi)比較主流和先進的自動氣象站主要采用的是GPRS無線傳輸模式，氣象采集站通過信息平臺可以看到這些數(shù)據(jù)。我們可以采用GPRS甚至是wifi ，zigbee 。傳感器數(shù)量可以根據(jù)客戶不斷定制。采用太陽能供電，或者小型風力發(fā)電，做到無需人工參與，全自動。使您對天氣有了一個更加直觀的認知。

　　（四）花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)

　　在溫室系統(tǒng)種植經(jīng)濟作物中，花卉養(yǎng)植可以說具有很大的比重。每年中國甚至是世界種植作物中，觀賞性植物占到了很大的'市場份額。如何提高花卉的養(yǎng)殖質(zhì)量，讓花開的更加漂亮，更加持久，這里除了科學的種植方法，如何做到科學有效的種植環(huán)境也起到重要的作用，在智能溫室基礎(chǔ)上為花卉的種植做研究和開發(fā)，可以做到準確實時的觀測花卉的生長和環(huán)境控制。

　　如今便可以智能養(yǎng)花，用數(shù)據(jù)來看花，通過植物桿徑生長傳感器就可以知道植物每天生長，葉面濕度，葉面溫度，土壤肥料，土壤PH，土壤溫度等等，這些眼睛在實時觀察著植物生長的狀況，讓你無時無刻，只要想看一下現(xiàn)場溫室的生長狀況只需要拿出手機或者打開電腦，登錄云端系統(tǒng)，進入自己的賬戶，就可以看到這些數(shù)據(jù)。

　　（五）智能養(yǎng)殖系統(tǒng)

　　家畜的養(yǎng)殖在人類生活中密不可分，人類馴化動物用以食用或者幫助人類生產(chǎn)，如今智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)到來，智慧養(yǎng)殖也就應(yīng)運而生。

　　第一部分：數(shù)據(jù)采集部分

　　在養(yǎng)殖環(huán)境中，其生長需要一個相對比較穩(wěn)定的環(huán)境。一些環(huán)境因素是主要參考，比如溫度、濕度、二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、一氧化碳（CO）、光照度等對動物生長起到了主要影

　　響，對其健康生長密切相關(guān)。沈陽智耕電子專門為養(yǎng)殖環(huán)境設(shè)計了適合于養(yǎng)殖環(huán)境的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用無線Zigbee組網(wǎng)，傳輸距離遠，穿透性強。該系統(tǒng)適合于圈舍的潮濕環(huán)境，具有高安全性、可靠性、穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以24小時不間斷的工作，替您按上一雙眼睛，無時無刻注意著圈舍環(huán)境。您只需要在云端觀測現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)即可。

　　第二部分：環(huán)境干預(yù)部分

　　由于圈舍內(nèi)動物活動或者舍外大氣環(huán)境的變化都會直接或者間接的影響圈舍內(nèi)的環(huán)境變化，從而舍內(nèi)環(huán)境不利于動物的生長，所以就需要環(huán)境干預(yù)部分的工作了。該部分與數(shù)據(jù)采集部分密切合作。數(shù)據(jù)采集部分采集到相應(yīng)的環(huán)境因素，某一部分環(huán)境因素超過設(shè)定的閾值，就會告知環(huán)境干預(yù)部分進行相應(yīng)的環(huán)境干預(yù)操作。比如當數(shù)據(jù)采集部分檢測到舍內(nèi)濕度過高超過了之前設(shè)定的閾值，那么接下就會啟動環(huán)境干預(yù)部分進行開啟通風窗進行放風，是濕度達到理想值之后又會關(guān)閉該通風窗使舍內(nèi)濕度環(huán)境始終維持在一定的范圍內(nèi)。

　　第三部分：自動養(yǎng)殖部分

　　僅僅是環(huán)境適宜動物生長了那還是不夠的，動物們的飲食、飲水。甚至是除便相應(yīng)的飼養(yǎng)工作的進行才能使家畜動物的生長。該部分可以自動投水或者定時投水，集中喂食干凈衛(wèi)生。

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