第一篇：智能農(nóng)業(yè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺(tái)解決方案

中國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)航者——托普云農(nóng)物聯(lián)網(wǎng)！

智能農(nóng)業(yè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺(tái)解決方案

一、簡(jiǎn)述概論

智能農(nóng)業(yè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺(tái)解決方案，可以提高農(nóng)產(chǎn)品的安全水平，減少了食源性疾病的危害，更加充分地保障公共健康;提高了公眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全體系的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)消費(fèi)者衛(wèi)生意識(shí)，為消費(fèi)者提供全面的歷史信息。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)包含整個(gè)智慧農(nóng)業(yè)的全流程跟蹤管理，是主干道，涉及農(nóng)戶、合作社、生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)資供銷商、產(chǎn)品銷售商、政府和消費(fèi)者，貫穿了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地管理、種植養(yǎng)殖過(guò)程管理、采摘收割、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、上市銷售、政府監(jiān)管的各個(gè)環(huán)節(jié)。追溯平臺(tái)涉及到的各子系統(tǒng)為智慧農(nóng)業(yè)的某一環(huán)節(jié)服務(wù)，并將采集到的信息即時(shí)傳送到追溯平臺(tái)，最終在追溯平臺(tái)上進(jìn)行全流程的展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)“質(zhì)量可監(jiān)控，過(guò)程可追溯，政府可監(jiān)管”。

農(nóng)產(chǎn)品全程質(zhì)量安全管控和追溯服務(wù)系統(tǒng)以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、銷售產(chǎn)品為研究對(duì)象，以生產(chǎn)企業(yè)直至銷售終端(超市或社區(qū)便民服務(wù)中心)為基本模式，分別完成了三個(gè)部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第一部分是產(chǎn)品部分：生產(chǎn)廠家可通過(guò)終端軟件錄入農(nóng)產(chǎn)品從土壤耕作、種子選取、發(fā)芽、幼苗、開(kāi)花、結(jié)果、收獲、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)階段的土壤養(yǎng)分、溫濕度、光照強(qiáng)度、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、農(nóng)藥化肥使用、采摘時(shí)間、作物名稱、數(shù)量等情況進(jìn)行全面了解；第二部：將各個(gè)階段的情況錄入軟件平臺(tái)，上傳數(shù)據(jù)到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，在農(nóng)產(chǎn)品包裝時(shí)，通過(guò)一定的編碼規(guī)則，生成帶有產(chǎn)品生產(chǎn)檔案信息的條碼，這便是電子標(biāo)簽；第三部分：消費(fèi)者買到帶有電子標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，可以通過(guò)質(zhì)量追溯系統(tǒng)中的網(wǎng)站、手機(jī)短信、超市掃描機(jī)等不同平臺(tái)輸入標(biāo)簽上的條碼，即可查詢產(chǎn)品情況。而對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管部門和消費(fèi)者都可以通過(guò)對(duì)商品的追溯結(jié)果和所涉及企業(yè)的生產(chǎn)、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的查詢與跟蹤，監(jiān)管部門可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全以及相關(guān)農(nóng)企的有效監(jiān)管，消費(fèi)者也可有效維權(quán)。

食品安全問(wèn)題關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定，歷來(lái)受到高度的關(guān)注與重視，然而近年來(lái)食品安全問(wèn)題日益突出，國(guó)際上瘋牛病、口蹄疫和禽流感等疾病相繼爆發(fā)和傳播，而國(guó)內(nèi)也發(fā)生了蘇丹紅、永年大蒜和劣質(zhì)奶粉等食品質(zhì)量問(wèn)題。究竟原因是食品的生產(chǎn)過(guò)程存在眾多問(wèn)題，產(chǎn)品生產(chǎn)、物流信息，檢疫檢測(cè)信息等均有太多人工參與，各操作環(huán)節(jié)均容易產(chǎn)生錯(cuò)誤/虛假信息，且各個(gè)不相關(guān)環(huán)節(jié)間很難做到信息核實(shí)，影響產(chǎn)品整體管理及信息查詢;另外產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、經(jīng)銷、檢疫檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)的操作信息，難以做到信息流整體的監(jiān)察管理;無(wú)法將監(jiān)察管理信息傳遞到普通市民手中，真正的食品安全衛(wèi)生上做到安心，放心，舒心。

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二、項(xiàng)目意義

構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品溯源管理服務(wù)平臺(tái)是提高農(nóng)產(chǎn)品安全的一項(xiàng)重要手段，該平臺(tái)的建立有以下重要意義：

1、對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，可以提高農(nóng)產(chǎn)品的安全水平，減少了食源性疾病的危害，更加充分地保障公共健康;提高了公眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全體系的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)消費(fèi)者衛(wèi)生意識(shí)，為消費(fèi)者提供全面的歷史信息，從而使消費(fèi)者了解實(shí)情，消費(fèi)者可以掌握供方信息決定是否購(gòu)買。

2、對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的建立有助于降低總生產(chǎn)成本，企業(yè)往往因?yàn)楫a(chǎn)品不合格，導(dǎo)致保質(zhì)期縮短，迫使企業(yè)頻繁回收其產(chǎn)品，導(dǎo)致了企業(yè)的管理費(fèi)用增加，系統(tǒng)的建立可以事先預(yù)測(cè)危害的原因與風(fēng)險(xiǎn)的程度，因此，可以通過(guò)管理將生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)降低到最低水平，同時(shí)可以強(qiáng)化企業(yè)的責(zé)任感，良好的產(chǎn)品質(zhì)量將不斷增強(qiáng)消費(fèi)者的信心，質(zhì)量良好的企業(yè)將受到消費(fèi)者的青睞，可以增加企業(yè)的信譽(yù)，并贏得大量的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，降低商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3、對(duì)于政府來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品質(zhì)量的提高有助于改善公眾健康狀況，減少公眾健康支出，有質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)品能夠及時(shí)召回，減少了公眾得病的幾率，減少了因農(nóng)產(chǎn)品原因帶來(lái)的疾病的傳播，減少了政府在公眾健康上的支出，而且可以提高政府職能機(jī)構(gòu)的執(zhí)行能力及決策能力，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)提出合理的指導(dǎo)建議，并為人民的健康保駕護(hù)航。

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三、項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

追溯包括跟蹤和溯源兩個(gè)方面。跟蹤是指從供應(yīng)鏈的上游至下游，跟隨一個(gè)特定單元或一批產(chǎn)品運(yùn)行路徑的能力;溯源是指從供應(yīng)鏈的下游識(shí)別一個(gè)特定單元或者一批產(chǎn)品來(lái)源的能力。食品安全追溯通過(guò)對(duì)個(gè)食品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)信息的連接與記錄，實(shí)現(xiàn)食品整個(gè)生命周期的跟蹤與溯源。

RFID食品追溯管理系統(tǒng)將利用RFID先進(jìn)的技術(shù)并依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息融合、查詢、監(jiān)控，為每一個(gè)生產(chǎn)階段以及分銷到最終消費(fèi)領(lǐng)域的過(guò)程中提供針對(duì)每件貨品安全性、食品成分來(lái)源及庫(kù)存控制的合理決策，實(shí)現(xiàn)食品安全預(yù)警機(jī)制。RFID技術(shù)貫穿于食品安全始終，包括生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)，全過(guò)程嚴(yán)格控制，建立了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈的食品安全控制體系，形成各類食品企業(yè)生產(chǎn)銷售的閉環(huán)生產(chǎn)，以保證向社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的放心食品，并可確保供應(yīng)鏈的高質(zhì)量數(shù)據(jù)交流，讓食品行業(yè)徹底實(shí)施食品的源頭追蹤以及在食品供應(yīng)鏈中提供完全透明度的能力。

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四、系統(tǒng)功能

1、農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)管理

以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的生產(chǎn)檔案信息為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)信息、生產(chǎn)過(guò)程信息等的實(shí)時(shí)記、生產(chǎn)操作預(yù)警，生產(chǎn)檔案查詢和上傳功能。

2、農(nóng)產(chǎn)品流通管理

以市場(chǎng)準(zhǔn)入控制為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)行入市申報(bào)，對(duì)批發(fā)市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行管理，記錄其經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品的交易情況，實(shí)現(xiàn)批發(fā)市場(chǎng)的全程安全管理。

3、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理

實(shí)現(xiàn)相關(guān)法律法規(guī)、政策措施的宣傳與監(jiān)督功能；同時(shí)完成企業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品信息庫(kù)的組建、管理和查詢及分配管理防偽條碼等功能。

4、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯

綜合利用網(wǎng)路技術(shù)、短線技術(shù)、條碼識(shí)別技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站、POS機(jī)、短信和電話號(hào)碼于一體的多終端農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯。

通過(guò)食品追溯系統(tǒng)的建設(shè)，解決了因?yàn)橛臀邸⒊睗竦仍蛟斐傻膶?duì)條碼的損壞而不能準(zhǔn)確讀出數(shù)據(jù)的問(wèn)題，不僅可以追溯養(yǎng)殖與加工業(yè)的疫病與污染問(wèn)題，還可以追溯養(yǎng)殖過(guò)程中濫用藥、加工過(guò)程中超范圍超限量使用添加劑，改變以往對(duì)食品質(zhì)量安全管理只側(cè)重于生產(chǎn)后的控制，而忽視生產(chǎn)中預(yù)防控制現(xiàn)象，完善食品加工技術(shù)規(guī)程、衛(wèi)生規(guī)范以及生產(chǎn)中認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，帶動(dòng)行業(yè)的整體進(jìn)步，全面提升我國(guó)食品行業(yè)的水平。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、利用RFID 的優(yōu)勢(shì)特性達(dá)到對(duì)食品的安全與追溯的管理，相比記錄檔案追溯方式更加高效、實(shí)時(shí)、便捷。

2、在食品供應(yīng)鏈中提供完全透明的管理能力，保障食品安全全程可視化控制、監(jiān)控與追溯，并可對(duì)問(wèn)題食品召回。

3、可以全面監(jiān)控種植養(yǎng)殖源頭污染、生產(chǎn)加工過(guò)程的添加劑以及有害物質(zhì)、流通環(huán)節(jié)中的安全隱患。

4、可以對(duì)有可能出現(xiàn)的食品安全隱患進(jìn)行有效評(píng)估和科學(xué)預(yù)警提供依據(jù)。

5、數(shù)據(jù)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確報(bào)送，便于快速高效做更深層次的分析研究。

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6、消費(fèi)者可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者短信、語(yǔ)音電話等多種手段查詢所購(gòu)買食品的完整追蹤信息。

7、政府可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的無(wú)縫隙監(jiān)管，并且可以根據(jù)相關(guān)信息為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展提出指導(dǎo)性建議或決策。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)的特點(diǎn)：

8、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)是農(nóng)產(chǎn)品從初級(jí)階段到深加工建立了一個(gè)詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題，能即時(shí)發(fā)現(xiàn)、即時(shí)處理，減少損失，同時(shí)也規(guī)范了種植和加工對(duì)農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)品牌也有促進(jìn)作用；

9、農(nóng)產(chǎn)品的種植、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸及銷售的全過(guò)程監(jiān)控，解決了之前消費(fèi)者使用后才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的弊端，完善了食品安全監(jiān)督體系；

10、可將攜帶農(nóng)產(chǎn)品信息的RFID標(biāo)簽的信息轉(zhuǎn)換成含有農(nóng)產(chǎn)品信息的一維或二維條碼標(biāo)簽，保證信息鏈的流通。為企業(yè)提供了科學(xué)的管理平臺(tái)，二維碼或RFID的智能管理，使食品保鮮、出入庫(kù)管理更科學(xué)，效益提高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)；

11、追溯系統(tǒng)可與物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)更安全，可靠性更高；

12、充分發(fā)揮無(wú)線射頻技術(shù)（RFID）的優(yōu)勢(shì)，識(shí)別方便、靈活、抗污染、適合批量作業(yè)。

13、可將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)信息，包括產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)流程、病蟲(chóng)害防治、質(zhì)量檢測(cè)等信息進(jìn)行記錄。

第二篇：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案

陳超那一組查查資料，找一個(gè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的方案，包括大棚種植、戶外種植、家畜養(yǎng)殖、家禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等，其實(shí)我們公司就有現(xiàn)成的，您們這組可以過(guò)來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，在我們的基礎(chǔ)上提高。

鑒于以上幾個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在大體上是一樣的，在這我就給出一個(gè)統(tǒng)一的方案：

一：系統(tǒng)功能：

1、環(huán)境監(jiān)測(cè)：針對(duì)不同的環(huán)境監(jiān)測(cè)不同的指標(biāo)。以大棚種植為例可監(jiān)測(cè)空氣溫濕度、光照、二氧化碳濃度、土壤濕度、土壤PH等。

2、自動(dòng)控制：針對(duì)各種傳感器所反饋的環(huán)境信息，對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行控制以達(dá)到改善種植環(huán)境的效果。如當(dāng)檢測(cè)到大棚內(nèi)光照不足時(shí)課自動(dòng)開(kāi)燈進(jìn)行補(bǔ)光并，土壤濕度過(guò)低是可控制水泵噴水

3、視頻監(jiān)控：利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集圖片或視頻信息，并且可以用手機(jī)或PC等終端查看

二：所需材料

主控制板、以太網(wǎng)接入模塊、各類傳感器、電機(jī)、繼電器、直流供電模塊、網(wǎng)絡(luò)攝像頭等

我們組目前做的和這個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有高度的相似性，但是我們不會(huì)做平臺(tái)，用的是別人開(kāi)發(fā)的免費(fèi)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳，而且我們做的東西都是模型離具有實(shí)用性的產(chǎn)品還有一段距離

第三篇：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)

佳多農(nóng)林ATCSP物聯(lián)網(wǎng)智能大棚利用先進(jìn)的生物模擬技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，將復(fù)雜的系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)變成方便用戶操作的電腦頁(yè)面版本、手機(jī)頁(yè)面版本，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)操控；無(wú)線遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)信息及歷史大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析對(duì)比運(yùn)算，智能化對(duì)棚內(nèi)滴灌、風(fēng)機(jī)、遮陽(yáng)網(wǎng)、卷簾等設(shè)施實(shí)施監(jiān)控，模擬最適合棚內(nèi)植物生長(zhǎng)的環(huán)境，達(dá)到完全或部分?jǐn)[脫對(duì)自然環(huán)境的依賴，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高效生產(chǎn)。

大棚作物的無(wú)線遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用?？扇旌?qū)崟r(shí)、定時(shí)采集棚內(nèi)作物生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)、病蟲(chóng)害活動(dòng)的高清圖片，棚內(nèi)作物的大小也 清晰可見(jiàn)。其單路攝像，可進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)監(jiān)控，達(dá)到近距離可以觀測(cè)到植物葉面、莖干蚜蟲(chóng)等害蟲(chóng)。一般距離可以看到病蟲(chóng)害的發(fā)生狀況、植物葉面等生長(zhǎng)情況。遠(yuǎn)距離可觀察作物整體長(zhǎng)勢(shì)狀況。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，千百里外也可以通過(guò)手機(jī)電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控，被稱為測(cè)報(bào)人員的“聽(tīng)診器”“千里眼”。

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是智能大棚種植管理中的一項(xiàng)非常重要的功能。棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2、光照度等因素，對(duì)棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)起著關(guān)鍵性作用。通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以幫助用戶通過(guò)電腦、手機(jī)客戶端監(jiān)測(cè)整個(gè)棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況，全天候無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，自動(dòng)上傳作物生長(zhǎng)信息，可以及時(shí)快速的獲取棚內(nèi)環(huán)境變化。從而方便用戶及時(shí)進(jìn)行調(diào)控，保證適宜植物生長(zhǎng)的環(huán)境。

擁有智能控制系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚則是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。智能控制系統(tǒng)；通過(guò)棚內(nèi)感知層對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的信息參數(shù)進(jìn)行無(wú)線傳輸上傳，智能比對(duì)參數(shù)設(shè)置值，系統(tǒng)分析對(duì)比運(yùn)算，自動(dòng)進(jìn)入模型控制卷簾、風(fēng)機(jī)、生物補(bǔ)光等環(huán)境控制設(shè)備，智能化控制設(shè)施農(nóng)業(yè)各項(xiàng)設(shè)備啟閉，調(diào)控大棚內(nèi)環(huán)境達(dá)到適宜植物生長(zhǎng)的范圍?！叭绻麥囟鹊土耍钥叵到y(tǒng)將開(kāi)啟空調(diào)，自動(dòng)給其加溫；如果溫度高了，自控系統(tǒng)將開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，通過(guò)通風(fēng)自動(dòng)給其降溫；不需要陽(yáng)光時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)遮陽(yáng)網(wǎng)。病蟲(chóng)害做為影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要因素，在設(shè)施內(nèi)可以通過(guò)殺菌燈和頻振誘控技術(shù)進(jìn)行智能無(wú)害化防治。

二氧化碳含量作為直接影響作物光合作用的重要環(huán)境因子。系統(tǒng)可智能化調(diào)整，預(yù)設(shè)二氧化碳濃度、閾值范圍參數(shù)。將二氧化碳濃度，實(shí)時(shí)采集值與當(dāng)前濃度閾值進(jìn)行對(duì)比，如果小于所設(shè)二氧化碳濃度閾值，系統(tǒng)則自動(dòng)打開(kāi)二氧化碳?xì)夤捱M(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)給；如果大于所設(shè)二氧化碳濃度閾值，則自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行適量排放。

佳多智能大棚系統(tǒng)中墑情監(jiān)測(cè)、智能滴灌對(duì)不同作物的種類，生長(zhǎng)階段、生長(zhǎng)環(huán)境、氣候土壤條件實(shí)施智能化精細(xì)灌溉施肥。將微生物肥料、有機(jī)肥料與灌溉水一起均勻準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤。大幅度地提高了肥料的利用率，可減少50%的肥料用量，水量也只有傳統(tǒng)澆灌的30%-40%。

佳多智能大棚系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚作物生長(zhǎng)環(huán)境的智能化干預(yù)、無(wú)害化防治、幫助用戶實(shí)現(xiàn)更高層次的精耕細(xì)作。

第四篇：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū)

智能能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃書(shū)

一、智能農(nóng)業(yè)概述

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)作物的生長(zhǎng)與自然界的多種因素息息相關(guān)，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強(qiáng)度條件、CO2濃度、水分及其他養(yǎng)分等等。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)這些影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的參數(shù)進(jìn)行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準(zhǔn)確性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也就成為一種粗放式管理，達(dá)不到精細(xì)化管理的要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，伴隨著城鎮(zhèn)化改革的進(jìn)行，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，越來(lái)越多的勞動(dòng)力被解放出來(lái)，勞動(dòng)力成本不斷增加，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無(wú)法進(jìn)一步的發(fā)展，也逐漸滯后于社會(huì)的發(fā)展。因此，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的要求在不斷提高，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)將得到廣泛推廣，智能農(nóng)業(yè)隨之產(chǎn)生。

托普物聯(lián)網(wǎng)指出所謂的智能農(nóng)業(yè)，指的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)高新技術(shù)。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)覆蓋了從影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然參數(shù)的采集，到利用知識(shí)推理和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，最終通過(guò)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)管理鏈。智能農(nóng)業(yè)主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括檢測(cè)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)等。

也有人認(rèn)為智能農(nóng)業(yè)是指在相對(duì)可控的環(huán)境條件下，采用工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)集約高效可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代超前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，就是農(nóng)業(yè)先進(jìn)設(shè)施與露地相配套、具有高度的技術(shù)規(guī)范和高效益的集約化規(guī)模經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)方式。它集科研、生產(chǎn)、加工、銷售于一體，實(shí)現(xiàn)周年性、全天候、反季節(jié)的企業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；它集成現(xiàn)代生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)用新材料等學(xué)科，以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施為依托，科技含量高，產(chǎn)品附加值高，土地產(chǎn)出率高和勞動(dòng)生產(chǎn)率高，是我國(guó)農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的跨世紀(jì)工程。

智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)品通過(guò)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、土壤溫度、CO2濃度、濕度信號(hào)以及光照、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備?？梢愿鶕?jù)用戶需求，隨時(shí)進(jìn)行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)模塊采集溫度傳感器等信號(hào)，經(jīng)由無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚溫濕度的遠(yuǎn)程控制。智能農(nóng)業(yè)還包括智能糧庫(kù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)將糧庫(kù)內(nèi)溫濕度變化的感知與計(jì)算機(jī)或手機(jī)的連接進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，記錄現(xiàn)場(chǎng)情況以保證量糧庫(kù)的溫濕度平衡。

二、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特性：

（1）反饋控制

反饋控制是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠及自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在系統(tǒng)的架構(gòu)上看，也必須是反饋控制系統(tǒng)，而且是負(fù)反饋控制系統(tǒng)，形成的是閉環(huán)控制。從農(nóng)業(yè)參數(shù)的采集、處理到MCU調(diào)控，應(yīng)該形成閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，否則將失去智能化的特性，失去自動(dòng)控制的特點(diǎn)。

（2）自主控制

自主控制指的是系統(tǒng)的控制核心具備自適應(yīng)的調(diào)整能力，包括自學(xué)習(xí)能力和自整定能力。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)本身是一個(gè)非線性系統(tǒng)，其外在擾動(dòng)和內(nèi)在擾動(dòng)無(wú)規(guī)律可言，在建立對(duì)這些無(wú)規(guī)律的參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)控的系統(tǒng)時(shí)，就需要使得其具備自主控制的能力，以實(shí)時(shí)處理非線性數(shù)據(jù)。

三、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

為了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)需要對(duì)主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。整套系統(tǒng)主要利用傳感器技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)其功能。利用傳感器對(duì)不同的影響因素進(jìn)行信號(hào)的采集，并做初步的處理后，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和管理，并經(jīng)過(guò)時(shí)間上的數(shù)據(jù)積累，與農(nóng)業(yè)專家一起，構(gòu)建具備初步完善的專家數(shù)據(jù)平臺(tái)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)指導(dǎo)性作用。同時(shí)，為了調(diào)節(jié)不適合農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)的因素，仍然需要一套完備的下位機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)參數(shù)的調(diào)節(jié)和完善。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)整體組成框圖如下圖所示。

物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)所使用的傳感器需要滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。本系統(tǒng)采用的都是國(guó)外進(jìn)口專業(yè)傳感器，具有穩(wěn)定性好、精度高等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，效果顯著。通信部分則采用無(wú)線通信方式，農(nóng)業(yè)基地的空曠性給無(wú)線通信的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了便利，有線通信反而會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響。M2M匯聚節(jié)點(diǎn)作為所有參數(shù)的集中點(diǎn)，采用了32位的ARM處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用了TINYOS操作系統(tǒng)進(jìn)行資源的管理，性能更穩(wěn)定。PC機(jī)上位機(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)則利用目前較新的Silverlight組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，.Net的應(yīng)用更為完美。

四、智能農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

1.傳感器：

低成本、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、微功耗、安全性

頻率選擇、天線技術(shù)、低功耗技術(shù)、封裝技術(shù)，定位與跟蹤、防碰撞與安全技術(shù)等。

3.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：

分布式傳感器 → 匯聚節(jié)點(diǎn)，采用ZigBee，適于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)接入。

4.智能信息處理：

邏輯思維→

形象思維；知識(shí)工程；云服務(wù)；人機(jī)和諧；現(xiàn)代信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

五、智能農(nóng)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.資源：農(nóng)地整治重大工程監(jiān)管；基本農(nóng)田數(shù)量、等級(jí)、利用效率、環(huán)境質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)化管理;農(nóng)用水資源管理

2.環(huán)境：農(nóng)田土壤、地表與地下 水環(huán)境、光熱、小氣候 3.生產(chǎn)：作物生產(chǎn)：土壤理化參數(shù)、水、肥、保、苗

設(shè)施農(nóng)業(yè): 生物環(huán)境控制與管理信息系統(tǒng)

養(yǎng)殖生產(chǎn): 個(gè)性化生理、健康、喂養(yǎng)監(jiān)測(cè)管理 2.RFID：

4.農(nóng)產(chǎn)品與食品：產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)品儲(chǔ)存、物流、營(yíng)銷 5.農(nóng)業(yè)裝備：服務(wù)作業(yè)調(diào)度、工況監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷服務(wù)

六、總結(jié)

智能農(nóng)業(yè)運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多種技術(shù)的融合，眼神，拓展，提升了農(nóng)業(yè)智能化水平。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感知有關(guān)土壤水分，肥力，作物苗情，通過(guò)感知技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)實(shí)施情況做出生產(chǎn)決策。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將信息傳送到云計(jì)算中心，計(jì)算出結(jié)果再送到智能終端。這些技術(shù)日漸成熟，并且逐步的應(yīng)用到了智能農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)之中，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理效率，提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的附加值，加快了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的步伐。

第五篇：無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能制造

無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能制造

尹振方

（江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院儀器科學(xué)與工程系，江蘇，鎮(zhèn)江，212013）摘要：目前傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨著勞動(dòng)力成本過(guò)高，生產(chǎn)效率偏低，原材料利用率較低，能耗過(guò)高，服務(wù)水平相對(duì)落后等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，嚴(yán)重影響到制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。本篇報(bào)告主要簡(jiǎn)介了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在傳統(tǒng)制造業(yè)中的使用情況和發(fā)展前景，詳細(xì)介紹了與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的智能生產(chǎn)線在生產(chǎn)要素使用方面的優(yōu)勢(shì)及使用情況。對(duì)未來(lái)智能制造，智能生產(chǎn)線的大規(guī)模投入做了預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞：制造業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)要素，智能生產(chǎn)線。

英文題名

Abstract: At present, the traditional manufacturing industry is facing high labor costs, low production efficiency, raw material utilization rate is low, energy consumption is too high, the service level is relatively backward and other challenges, seriously affect the market competitiveness of manufacturing enterprises and influence.This paper mainly introduces the use and development of networking technology in the traditional manufacturing industry, and introduces the IOT combining intelligent production line in the use of the advantages and use of the factors of production.The future of intelligent manufacturing, large-scale investment in intelligent production line has been predicted.Keywords: Manufacturing, Internet of things, production factors, intelligent production lines.1引言

目前傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨著勞動(dòng)力成本過(guò)高，生產(chǎn)效率偏低，原材料利用率較低，能耗過(guò)高，服務(wù)水平相對(duì)落后等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，嚴(yán)重影響到制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，智能工廠，智能制造等新概念的引入為傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。以往生產(chǎn)之中，生產(chǎn)線的原料浪費(fèi)，生產(chǎn)線的自我檢查必須要有人為完成，如今隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及配套硬件設(shè)備的研發(fā)，無(wú)人生產(chǎn)的出現(xiàn)不在是局限于科幻小說(shuō)之中的幻想。2技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

智能制造源于人工智能的研究。人工智能就是用人工方法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的智能。隨著產(chǎn)品性能的完善化及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、精細(xì)化，以及功能的多樣化，促使產(chǎn)品所包含的設(shè)計(jì)信息和工藝信息量猛增，隨之生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的信息流量增加，制造過(guò)程和管理工作的信息量也必然劇增，因而促使制造技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)與前沿，轉(zhuǎn)向了提高制造系統(tǒng)對(duì)于爆炸性增長(zhǎng)的制造信息處理的能力、效率及規(guī)模上。先進(jìn)的制造設(shè)備離開(kāi)了信息的輸入就無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，柔性制造系統(tǒng)（FMS）一旦被切斷信息來(lái)源就會(huì)立刻停止工作。專家認(rèn)為，制造系統(tǒng)正在由原先的能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，這就要求制造系統(tǒng)不但要具備柔性，而且還要表現(xiàn)出智能，否則是難以處理如此大量而復(fù)雜的信息工作量的。其次，瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜環(huán)境，也要求制造系統(tǒng)表現(xiàn)出更高的靈活、敏捷

和智能。因此，智能制造越來(lái)越受到高度的重視?？v覽全球，雖然總體而言智能制造尚處于概念和實(shí)驗(yàn)階段，但各國(guó)政府均將此列入國(guó)家發(fā)展計(jì)劃，大力推動(dòng)實(shí)施。1992年美國(guó)執(zhí)行新技術(shù)政策，大力支持被總統(tǒng)稱之的關(guān)鍵重大技術(shù)（Critical Techniloty），包括信息技術(shù)和新的制造工藝，智能制造技術(shù)自在其中，美國(guó)政府希望借助此舉改造傳統(tǒng)工業(yè)并啟動(dòng)新產(chǎn)業(yè)。

無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)屬于物聯(lián)網(wǎng)的其中一種，從大方向來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)可以分為有線和無(wú)線兩種，有線主要以總線為主，無(wú)線目前有zigbee、zwave、wifi、射頻、藍(lán)牙等幾種。有線技術(shù)最大的特點(diǎn)是信號(hào)穩(wěn)定，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障幾率最低。缺點(diǎn)是需要布線，安裝需要編程，如果出現(xiàn)一處問(wèn)題可能會(huì)引起一連串的反應(yīng)。主要應(yīng)用工業(yè)比較合適，無(wú)線的特點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用，一般普通人都能很容易學(xué)會(huì)并使用。一般用于比較常用的一些設(shè)備，比如最近炒得很火的智能家居，就屬于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的其中一種。

與此同時(shí)為了規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)之中的無(wú)線設(shè)備的生產(chǎn)與研發(fā)，促進(jìn)智能制造的健康發(fā)展需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)之中的無(wú)線技術(shù)進(jìn)行研究。

物聯(lián)網(wǎng)是社會(huì)需求和技術(shù)兩方面發(fā)展的結(jié)果，社會(huì)需求促使人們?nèi)ヅΠl(fā)展技術(shù)，而技術(shù)的成熟使物聯(lián)網(wǎng)逐步成為現(xiàn)實(shí)。物聯(lián)網(wǎng)將建立更廣泛的連接，更到位的感知和更深入的智能。有鑒于此，在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中，無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)無(wú)疑占有非常重要的地位，它可以實(shí)現(xiàn)廣泛的連接和傳感，為智能化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。無(wú)線傳感網(wǎng)的主要內(nèi)容是傳感和無(wú)線傳輸，在無(wú)線傳感網(wǎng)中，由于需要在很小的范圍內(nèi)布置大量的無(wú)線節(jié)點(diǎn)，近距離無(wú)線通信技術(shù)在其中占有非常重要的地位。

3核心或者關(guān)鍵技術(shù)介紹 1）無(wú)線傳感器技術(shù)

無(wú)線傳感器的組成模塊封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，在工作時(shí)它將由電池或振動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電源，構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，由隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點(diǎn)，通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。2）無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸三種功能。它與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為: 軍事、航空、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。

3）低功耗傳感網(wǎng)絡(luò)

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱（又稱紫蜂協(xié)議）來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問(wèn)控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

長(zhǎng)期以來(lái)，低價(jià)位、低速率、短距離、低功率的無(wú)線通訊市場(chǎng)一直存在著。藍(lán)牙的出現(xiàn)，曾讓工業(yè)控制、家用自動(dòng)控制、玩具制造商等業(yè)者雀躍不已，但是藍(lán)牙的售價(jià)一直居高不下，嚴(yán)重影響了這些廠商的使用意愿。如今，這些業(yè)者都參加了IEEE802.15.4小組，負(fù)責(zé)制定ZigBee的物理層和媒體介質(zhì)訪問(wèn)層。IEEE802.15.4規(guī)范是一種經(jīng)濟(jì)、高效、低數(shù)據(jù)速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/915MHz的無(wú)線技術(shù)，用于個(gè)人區(qū)域網(wǎng)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。它是ZigBee應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的基礎(chǔ)。ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。主要用于近距離無(wú)線連接。它依據(jù)802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以它們的通信效率非常高。4數(shù)據(jù)分析

互聯(lián)網(wǎng)是先有計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)，然后再互聯(lián)成為網(wǎng)絡(luò)，終端系統(tǒng)可以脫離網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立存在。在互聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)中惟一的IP地址標(biāo)識(shí)，資源定位和信息傳輸依賴于終端、路由器、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址。如果想訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)中的資源，首先要知道存放資源的服務(wù)器IP地址?？梢哉f(shuō)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以地址為中心的網(wǎng)絡(luò)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)是任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)，脫離傳感器網(wǎng)絡(luò)談?wù)搨鞲衅鞴?jié)點(diǎn)沒(méi)有任何意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)標(biāo)識(shí)，節(jié)點(diǎn)編號(hào)是否需要全網(wǎng)惟一取決于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署，構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)編號(hào)之間的關(guān)系是完全動(dòng)態(tài)的，表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)與節(jié)點(diǎn)位置沒(méi)有必然聯(lián)系。用戶使用傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢事件時(shí)，直接將所關(guān)心的事件通告給網(wǎng)絡(luò)，而不是通告給某個(gè)確定編號(hào)的節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)在獲得指定事件的信息后匯報(bào)給用戶。這種以數(shù)據(jù)本身作為查詢或傳輸線索的思想更接近于自然語(yǔ)言交流的習(xí)慣。所以通常說(shuō)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。5 工業(yè)電磁干擾

電磁干擾起因復(fù)雜，類型多變，可能起源于系統(tǒng)內(nèi)部，也可能來(lái)自系統(tǒng)外部。本文就工控系統(tǒng)中普遍存在的各種電磁干擾的類型、起因、后果進(jìn)行初步分析。

另外，由于在工控系統(tǒng)中PLC已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，其抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。4典型案例分析

1.基于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的智能原材料監(jiān)控系統(tǒng)案例簡(jiǎn)介

2013年 中航力源在蘇州投建了中國(guó)第一條智能生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線將信息化技術(shù)和總體控制系統(tǒng)融合到液壓泵核心零部件的制造過(guò)程，完成機(jī)器代人工程，具備數(shù)字化建模、智能運(yùn)行管控、設(shè)備自主智能管理、資源可視化監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集共享分析、精益化生產(chǎn)等智能制造特征，初步實(shí)現(xiàn)該零件制造生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。同時(shí)，mes系統(tǒng)的運(yùn)用使得生產(chǎn)線的管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化。

以前的生產(chǎn)線，設(shè)備利用率只有40%至60%，而這條智能制造生產(chǎn)線可達(dá)到85%以上；以前這樣一條生產(chǎn)線，需要30名工人，而現(xiàn)在只需要5名核心人才在后臺(tái)進(jìn)行操作控制。

在這條生產(chǎn)線上，一種產(chǎn)品完成生產(chǎn)之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行設(shè)備調(diào)整，可以快速切換到第二種產(chǎn)品的生產(chǎn)。以前，公司所有產(chǎn)品的制造過(guò)程都是靠人工來(lái)完成，設(shè)備利用率低、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)能不穩(wěn)定。

而在這條智能制造生產(chǎn)線上，設(shè)備利用率是一個(gè)“定值”，設(shè)置多少就是多少，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源的最優(yōu)配置。2 智能原材料監(jiān)控系統(tǒng)案例分析

通過(guò)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的建立，傳感器網(wǎng)絡(luò)的建立，這條生產(chǎn)線上的所有生產(chǎn)要素信息都被物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所囊括，當(dāng)生產(chǎn)線上的物料發(fā)生缺失，通過(guò)傳感器的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)將信息傳達(dá)到中央控制室，通過(guò)即時(shí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析處理，將工業(yè)生產(chǎn)線上的即時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并對(duì)于應(yīng)即時(shí)處理的部分作出即時(shí)處理。

生產(chǎn)線中每隔20米左右便設(shè)有WiFi盒子，以保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的通暢高效。這個(gè)系統(tǒng)使用的是mes無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，是當(dāng)下較為先進(jìn)的控制網(wǎng)絡(luò)，使得整體系統(tǒng)更加穩(wěn)定，對(duì)外通訊接口較多，可以講更多的生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)及時(shí)加入到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之中進(jìn)行整體的分析。

而工人在生產(chǎn)之中作為一個(gè)對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)的角色，通過(guò)對(duì)參數(shù)的改變，達(dá)到改變生產(chǎn)結(jié)果的目的。5應(yīng)用前景

1）無(wú)線傳感器應(yīng)用前景

正是由于低功耗無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)在如此廣范圍內(nèi)的應(yīng)用，使得它受到了來(lái)自軍事、工業(yè)和商業(yè)以及學(xué)術(shù)專家的極大關(guān)注。其發(fā)展方向必然是無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)化，6

即通過(guò)自組網(wǎng)的方式形成動(dòng)態(tài)、自適應(yīng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。而無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分功能來(lái)實(shí)現(xiàn)降低功耗的目的。

除開(kāi)以上所講兩種發(fā)展趨勢(shì)之外，無(wú)線傳感模塊的應(yīng)用和發(fā)展還具有極大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展方向。當(dāng)前對(duì)無(wú)線傳感模塊的應(yīng)用都是靜止性的，就目前存在的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN），構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都是被固定的安放在一個(gè)地方，要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)環(huán)境的檢測(cè)，就需要向環(huán)境中投放大量的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)。這樣一來(lái)成本就會(huì)非常的高。若實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感模塊對(duì)信息的移動(dòng)式采集，則在同一個(gè)環(huán)境內(nèi)投放更少的節(jié)點(diǎn)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的全面檢測(cè)。

正是由于當(dāng)前能耗對(duì)無(wú)線傳感模塊的影響，低功耗研究才上升為一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域，不論是使用電源或者電池供電，在實(shí)現(xiàn)低功耗后，無(wú)線傳感模塊的發(fā)展趨勢(shì)必然是自生能源式的。利用太陽(yáng)能、振動(dòng)能量、地?zé)?、風(fēng)能等實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感模塊的電能供應(yīng)對(duì)于全面提高無(wú)線傳感模塊的能力將會(huì)起到巨大的作用。2）無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用前景

WSN 網(wǎng)絡(luò)是面向應(yīng)用的，貼近客觀物理世界的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其產(chǎn)生 和發(fā)展一直都與應(yīng)用相聯(lián)系。多年來(lái)經(jīng)過(guò)不同領(lǐng)域研究人員的演繹，WSN技術(shù)在軍事領(lǐng)域、精細(xì)農(nóng)業(yè)、安全監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測(cè)、建筑領(lǐng)域、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、工業(yè)監(jiān)控、智能交通、物流管理、自由空間探索、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用得到了充分的肯定和展示。2005年，美國(guó)軍方成功測(cè)試了由美國(guó)Crossbow產(chǎn)品組建的槍聲定位系統(tǒng)，為救護(hù)、反恐提供有力手段。美國(guó)科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)筑了一個(gè)電子周邊防御系統(tǒng)，為美國(guó)軍方提供軍事防御和情報(bào)信息。中國(guó)中科院微系統(tǒng)所主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展基于WSN的電子圍欄技術(shù)的邊境防御系統(tǒng)的研發(fā)和試點(diǎn)，已取得了階段性的成果。

在民用安全監(jiān)控方面，英國(guó)的一家博物館利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，他們將節(jié)點(diǎn)放在珍貴文物或藝術(shù)品的底部或背面，通過(guò)偵測(cè)燈光的亮度改變和振動(dòng)情況，來(lái)判斷展覽品的安全狀態(tài)。中科院計(jì)算所在故宮博物院實(shí)施的文物安全監(jiān)控系統(tǒng)也是WSN技術(shù)在民用安防領(lǐng)域中的典型應(yīng)用。

在醫(yī)療監(jiān)控方面，美國(guó)英特爾公司目前正在研制家庭護(hù)理的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，作為美國(guó)“應(yīng)對(duì)老齡化社會(huì)技術(shù)項(xiàng)目”的一項(xiàng)重要內(nèi)容。另外，在對(duì)特殊 7

醫(yī) 院(精神殘障類)中病人的位置監(jiān)控方面，WSN也有巨大應(yīng)用潛力。

在智能交通方面，美國(guó)交通部提出了“國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，預(yù)計(jì)到2025年全面投入使用。該系統(tǒng)綜合運(yùn)用大量傳感器網(wǎng)絡(luò)，配合GPS系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通車輛的優(yōu)化調(diào)度，并為個(gè)體交通推薦實(shí)時(shí)的、最佳的行車路線服務(wù)。WSN網(wǎng)絡(luò)自由部署、自組織工作模式使其在自然科學(xué)探索方面有巨大的應(yīng)用潛力。2005年，澳洲的科學(xué)家利用WSN技術(shù)來(lái)探測(cè)北澳大利亞蟾蜍的分布情況。佛羅里達(dá)宇航中心計(jì)劃借助于航天器布撒的傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)星球表面大范圍、長(zhǎng)時(shí)期、近距離的監(jiān)測(cè)和探索。智能家居領(lǐng)域是WSN技術(shù)能夠大展拳腳的地方。浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)系的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于WSN網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線水表系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水表的自動(dòng)抄錄。復(fù)旦大學(xué)、電子科技大學(xué)等單位研制了基于WSN網(wǎng)絡(luò)的智能樓宇系統(tǒng)，其典型結(jié)構(gòu)包括了照明控制、警報(bào)門禁，以及家電控制的PC系統(tǒng)。各部件自治組網(wǎng)，最終由PC機(jī)將信息發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)上。人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)終端對(duì)家庭狀況實(shí)施監(jiān)測(cè)。

WSN在應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展可謂方興未艾，要想進(jìn)一步推進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，讓其更好為社會(huì)和人們的生活服務(wù)，不僅需要研究人員開(kāi)展廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)研究，更需要國(guó)家、地區(qū)，以及優(yōu)質(zhì)企業(yè)在各個(gè)層面上的大力推動(dòng)和支持。3）無(wú)限物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)

隨著無(wú)線傳感器發(fā)展，及其配套網(wǎng)絡(luò)的日益完善，智能網(wǎng)絡(luò)可以從工業(yè)生產(chǎn)到民用生活全面展開(kāi)。智能生產(chǎn)，智能工廠的技術(shù)可以應(yīng)用于智能家居，智能家居，智能交通之中。

同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，如果將虛擬現(xiàn)實(shí)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)小型化，可穿戴終端的日趨發(fā)展。不難想象未來(lái)的工廠之中，在生產(chǎn)線上，生產(chǎn)要素被即時(shí)監(jiān)控，通過(guò)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)傳送到中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。再將數(shù)據(jù)和處理結(jié)果傳遞到個(gè)人終端上，工人通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以身臨其境的觀看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析作出即時(shí)的判斷處理。6 結(jié)束語(yǔ)

要讓未來(lái)的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)做到暢通無(wú)阻，首先要能讓移動(dòng)終端能力方便快捷的接入和高速的帶寬，這些是無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)重點(diǎn)發(fā)展的方向。其次有無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，放置我們需要的區(qū)域，如超市。醫(yī)院，倉(cāng)庫(kù)等。通過(guò)這些節(jié)點(diǎn)我們能 8

實(shí)時(shí)的對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行監(jiān)控處理。最后是無(wú)處不在的互聯(lián)網(wǎng)，這也是物聯(lián)網(wǎng)的核，任何物體是靠互聯(lián)網(wǎng)連在一起的，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的連接到才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控和處理，才能讓物體更智能。

無(wú)線傳感器技術(shù)的發(fā)展使得原始的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)生巨大的變化，工業(yè)生產(chǎn)中的物料，器件的監(jiān)控從人轉(zhuǎn)移到人機(jī)互動(dòng)之中。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能 參考文獻(xiàn)

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