第一章 概述

（一）前言

      在農業生産過(guò)程中，農作物的生長(cháng)與自然界的多種(zhǒng)因素息息相關，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強度條件、二氧化碳濃度、水分及其他養分等等。傳統農業作業過(guò)程中，對(duì)這(zhè)些影響農作物生長(cháng)的參數進(jìn)行管理，主要依靠人的感知能(néng)力，存在著(zhe)極大的不準确性，農業生産也就成(chéng)爲一種(zhǒng)粗放式管理，達不到精細化管理的要求。随著(zhe)科學(xué)技術的發(fā)展，伴随著(zhe)城鎮化改革的進(jìn)行，在農業生産過(guò)程中，越來越多的勞動力被(bèi)解放出來，勞動力成(chéng)本不斷增加，傳統農業無法進(jìn)一步的發(fā)展，也逐漸滞後(hòu)于社會的發(fā)展。因此，對(duì)傳統農業的要求在不斷提高，將(jiāng)先進(jìn)技術應用于農業將(jiāng)得到廣泛推廣，智慧農業随之産生。

（二）、智慧農業發(fā)展現狀

1、政策方面(miàn)

      以建設現代化農業爲著(zhe)力點，以實現農業增效、農民增收爲目标，以提高增效爲核心，以提高農業産業化水平和增強農業綜合生産能(néng)力爲主線，大力發(fā)展特色農業、綠色農業、科技農業，加快推進(jìn)農業全面(miàn)發(fā)展，努力實現我國(guó)農業發(fā)展的新跨越。

2、技術方面(miàn)

      随著(zhe)物聯網技術的不斷發(fā)展，越來越多的技術應用到農業生産中。目前，遠程監控系統、無線傳感器監測等技術日趨成(chéng)熟，并逐步應用到了智慧農業建設中，提高了農業生産的管理效率、提升了農産品的附加值、加快了智慧農業的建設步伐。

3、應用方面(miàn)

      目前，利用基于雲計算核心的GPRS模塊，采集農業生産信息，通過(guò)雲計算中心或短信進(jìn)行簡單設置後(hòu)即可將(jiāng)任何設備的數據傳輸到農業雲管控平台，并可通過(guò)農業雲管控平台下發(fā)控制指令，以幫助農民及時發(fā)現問題，并且準确地确定發(fā)生問題的位置，使農業生産自動化、智能(néng)化，并可遠程控制。

      溫室大棚在不适宜植物生長(cháng)的季節，能(néng)提供生育期和增加産量，多用于低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。因此對(duì)種(zhǒng)植作物生長(cháng)環境的要求要精确的多。大多數農戶加溫、澆水、通風等，全憑感覺。人感覺冷了就加溫，感覺幹了就澆水，感覺悶了就通風，沒(méi)有科學(xué)依據。農業進(jìn)入信息化時代後(hòu)，對(duì)溫室内部的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度及光照等農業環境信息的采集也越來越重視。因此，將(jiāng)物聯網技術引入溫室大棚中來，實現溫室種(zhǒng)植的高效和精準化管理。

（三）需求分析

      本方案研發(fā)的基于雲計算核心的物聯網智慧農業控制系統將(jiāng)所有控制終端連接到雲計算服務器，雲計算中心服務器采用多端口、多進(jìn)程、多線程複合通訊技術，能(néng)夠支持極大量的終端同時連接，并且能(néng)夠做到實時數據傳輸與控制。另一方面(miàn)，可以通過(guò)控制中心對(duì)不同的終端設備進(jìn)行協議設置，雲計算服務器會將(jiāng)協議透傳給終端設備。

      1、項目建設是民生所向(xiàng)。目前我國(guó)糧食生産實現“十一連增”，農民增收實現“十一連快”。然而在糧食連年豐收的背後(hòu)，我國(guó)農業持續發(fā)展的壓力明顯加大，通過(guò)推進(jìn)農業智能(néng)化建設，加快農業發(fā)展方式的轉變，從依靠拼資源消耗、拼農資投入、拼生态環境的粗放經(jīng)營，盡快轉到注重提高質量和效益的集約經(jīng)營上來。將(jiāng)推動“物的新農村”和“人的新農村”建設齊頭并進(jìn)。農業已成(chéng)四化“短闆”，推進(jìn)農業智能(néng)化刻不容緩。

      2、項目建設是行業發(fā)展趨勢。智慧農業已成(chéng)爲合理利用農業資源、提高農作物産量和品質、降低生産成(chéng)本、改善生态環境及農業可持續發(fā)展的前沿性農業科學(xué)研究熱點之一。智慧農業技術的引進(jìn)和應用會給我國(guó)農業發(fā)展帶來新的機遇,爲我國(guó)推廣、應用和發(fā)展現代化農業起(qǐ)著(zhe)示範和推動作用 。

      3、項目建設爲國(guó)家農業科技規劃及相關政策重點支持發(fā)展領域。我國(guó)政府部門高度重視我國(guó)農業的發(fā)展，先後(hòu)出台了一系列政策，全力支持“十二五”期間我國(guó)農業的發(fā)展，并且明确規定，積極調整支出結構，不斷加大投入農業物聯網建設，主要包括環境、動植物信息檢測，溫室農業大棚信息檢測和标準化生産監控，精農業中的節水灌溉等應用模式。

（四）方案的目的

      智慧雲谷發(fā)揮在3G網絡、雲計算技術、物聯網技術、全球眼技術等方面(miàn)的優勢，積極響應國(guó)家号召，參與智慧農業建設。提供了從科學(xué)育種(zhǒng)、農作物精細管理、農作物遠程控制到食品溯源、農機定位等智慧農業的一系列解決方案。發(fā)展智慧農業能(néng)夠加速提升農業科技水平，進(jìn)一步增強農産品競争力,實現高效農業，保護環境、促進(jìn)農業的可持續發(fā)展。

第二章 公司簡介

（一）關于我們

      智慧雲谷 (Wiscloud)成(chéng)立于2007年，擁有一流的研發(fā)設計團隊，始終堅持自主創新，公司擁有自主知識産權的嵌入式操作系統，Wiscloud nebula protocol（星雲自動組網協議），WisOS雲計算操作系統，爲用戶提供全球領先的物聯網、雲計算、遊戲等軟硬件産品及平台服務，主要産品有：

      物聯網&雲計算

      基于雲計算核心的工業自動化控制設備及雲計算控制平台；

      基于雲計算核心的自動化節能(néng)控制設備及雲計算控制平台；

      基于雲計算核心的iWiscloud智慧家居控制中心；

      全球領先的無線環境及空氣質量傳感器；

      具有自動電流及故障檢測功能(néng)的無線自組網觸摸開(kāi)關；

      全球領先的無插件多人實時網頁/手機遊戲平台。

      “雲”是公司産品的“代言人”，所有産品都(dōu)是基于雲計算核心。

      公司網址：/

（二）硬件基礎

      智慧雲谷擁有功能(néng)完備的大型雲計算數據中心，采用先進(jìn)的網絡框架設計，電信、聯通、移動千兆光纖接入，目前存儲能(néng)力已達PB級以上；CDN負載均衡，實現數據更快更穩定的傳輸；異地替換方案，保證了數據不會丢失，當一個數據中心發(fā)生故障時，異地的數據中心會立刻將(jiāng)工作進(jìn)行替換，确保我們穩定的服務；多台在線式大功率智能(néng)UPS可提供48小時以上的後(hòu)備供電設備發(fā)電機；同時數據中心有幾十台小型機、大量高端服務器、大型磁盤陣列等設備。強大的硬件設施使我們擁有強大的運算能(néng)力，災難應對(duì)和恢複力，能(néng)爲用戶提供高速、安全、穩定的數據服務。

第三章 系統總體設計

（一）系統設計原則

      本方案設計遵循技術先進(jìn)、功能(néng)齊全、性能(néng)穩定、節約成(chéng)本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將(jiāng)爲今後(hòu)的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的餘地。本系統設計内容是系統的、完整的、全面(miàn)的；設計方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則：

1、先進(jìn)性與适應性

      系統的技術性能(néng)和質量指标達到國(guó)際領先水平；同時，系統的安裝調試、軟件編程和操作使用簡便易行，容易掌握，适合中國(guó)國(guó)情和本項目的特點。該系統集國(guó)際衆多先進(jìn)技術與一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發(fā)展水平，适應時代發(fā)展的要求。同時系統是面(miàn)向(xiàng)各種(zhǒng)管理層次使用的系統。其功能(néng)和配置以能(néng)給用戶提供舒适。安全、方便、快捷爲準則，其操作應簡便易學(xué)。

2、經(jīng)濟性與實用性

      充分考慮用戶實際需要和信息技術發(fā)展趨勢，根據用戶現場環境，設計選用功能(néng)和适合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案，通過(guò)嚴密、有機的組合，實現最佳的性能(néng)價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能(néng)實施的需求，經(jīng)濟适用。

3、可靠性與安全性

      系統的設計具有較高的可靠性，在系統故障或事(shì)故造成(chéng)中斷後(hòu)，能(néng)确保數據的準确性、完整性和一緻性，并具備迅速恢複的功能(néng)，同時系統具有一整套完成(chéng)的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。

4、開(kāi)放性

      以現有成(chéng)熟的産品爲對(duì)象設計，同時還(hái)考慮到周邊信息通信環境的現狀的發(fā)展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統實現聯動，可實現遠程控制。

5、可擴充性

      系統設計中考慮到今後(hòu)技術的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能(néng)。并根據今後(hòu)該項目工程的實際要求擴展功能(néng)，同時，本方案在設計中留有冗餘，以滿足今後(hòu)的發(fā)展要求。

6、追求最優化的系統設備配置

      在滿足用戶對(duì)功能(néng)、質量、性能(néng)、價格和服務等各方面(miàn)要求的前提下，追求最優化的系統設備配置，以盡量降低系統造價。

7、保留足夠的擴展容量

      該項目設置的控制容量保留一定的餘地，以便在系統中改造新的控制點；系統中還(hái)保留與其他計算機或自動化系統連接的接口；也盡量考慮未來科學(xué)的發(fā)展和新技術的應用。

8、提高監管力度與綜合管理水平

      本項目系統設備控制需要高效率、準确及可靠。本系統通過(guò)中央控制系統對(duì)各子系統運行情況進(jìn)行綜合控制，時時動态掌握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能(néng)，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。

（二）系統結構

智慧農業控制系統

      智慧農業控制系統能(néng)夠將(jiāng)多達幾十萬台的控制終端同時連接到雲計算中心，可以在同一平台下對(duì)多個地區，多個控制點進(jìn)行集中控制，更能(néng)夠進(jìn)行大範圍綜合計算與綜合控制。

（三）系統特點

1、基于雲計算核心

      Wiscloud 智慧農業控制系統基于雲計算核心，分組控制與用戶不需要自建服務器，不需要固定IP，隻要一台能(néng)夠上網的電腦/平闆/手機即可通過(guò)雲計算平台對(duì)多個地區的多個終端進(jìn)行控制，所有數據記錄在雲計算數據中心，數據永不丢失，可以方便的進(jìn)行曆史數據查詢與分析。

2、最強的控制能(néng)力

      Wiscloud 智慧農業控制系統終端主機具有5個485及232通道(dào)以及12個專用擴展通道(dào)，核心系統支持線程模式，可同時采集多個通道(dào)的數據，通過(guò)擴展通道(dào)可以擴展大量的采集模塊，通過(guò)雲計算中心能(néng)夠對(duì)每個擴展模塊的控制通道(dào)進(jìn)行采集控制，單個終端主機可擴展至多達4096個A/D通道(dào)，1792個IO，1024個RS485接口以及512個12位D/A通道(dào)，具有極強的擴展及控制能(néng)力。

3、無需任何編程

      Wiscloud 智慧農業控制系統終端機采用觸摸屏一體化設計，在施工部署時不需要任何的編程，具有完美的模糊控制理念及控制算法，可以將(jiāng)所有輸入輸出接口進(jìn)行任意組合控制，并且可以完全脫離雲計算中心自動運行，也可以通過(guò)雲計算中心進(jìn)行極端複雜的流程控制。

4、開(kāi)放&開(kāi)放 

      Wiscloud 智慧農業控制系統開(kāi)放所有控制終端、控制模塊、雲計算平台接口，軟件企業可以用自己的軟件對(duì)智慧農業控制系統進(jìn)行控制，形成(chéng)自己的軟/硬件自動化控制産品，物聯網及自動化控制企業可以將(jiāng)硬件接入到智慧農業控制系統的雲計算平台中，通過(guò)雲計算平台進(jìn)行實時通訊，實時控制，并可集合大量終端進(jìn)行綜合控制，并能(néng)夠將(jiāng)曆史數據保存到雲計算中心。

（四）系統功能(néng)

      1、基于雲計算平台：擁有自己的雲計算中心，無需自建機房和數據中心，可以在手機、平闆等任意終端連接到雲計算中心，進(jìn)行高效率的數據運行及運算能(néng)力，并可以在雲端對(duì)所有設備進(jìn)行設定，實現了随時調用，随時監管，随時控制。

      2、系統成(chéng)本低：省去了PLC系統自拉光纖、自架服務器、購買UPS和蓄電池等額外的财力消耗，同時也省下了後(hòu)期昂貴的系統維護費用。

      3、控制能(néng)力強大：單機可承載1萬以上的終端連接數量且運行毫無負擔。物聯網控制終端主機具有5個485及232通道(dào)以及12個專用擴展通道(dào)，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)時采用了線程模式，可同時采集多個通道(dào)的數據，通過(guò)擴展通道(dào)可以擴展大，終端主機能(néng)夠將(jiāng)擴展模塊的數據自動打包上傳到雲計算中心，也可以通過(guò)雲計算中心對(duì)每個擴展模塊的控制通道(dào)進(jìn)行控制，單主機通過(guò)擴展可實現多達2048以上通道(dào)的數據采集以及控制。

      4、擴展能(néng)力強大，擴展方便快捷：可達到無縫擴展至10萬以上的終端連接數量，獨自研發(fā)的物聯網終端設備的透傳協議，使後(hòu)期新增擴展模塊時無需重新編程，模塊的通用性強，自帶輸入、輸出、485、Mbus、模拟量采集适應用戶的新增需求。

      5、穩定性強：一體化開(kāi)發(fā)的自有系統，直接集成(chéng)通信模塊，信息實時傳輸、反饋、報警、處理，我們的主機高度集成(chéng)化，把觸摸屏的控制、DTU和主機的處理部分、以及采集部分、下位機通信部分集成(chéng)一體，任何節點的損壞都(dōu)不會影響整個系統的運行，運行更加穩定。

      6、人性化服務：支持地理信息系統，觸摸屏終端可随時提供動态數據，提供系統運行的評價指标，提供對(duì)運行分析和參數預測所需的各種(zhǒng)溫度、濕度和流量分配的圖表，對(duì)同類參數進(jìn)行分析比較，并可進(jìn)行人性化參數重置。

      7、後(hòu)期運維方便：系統不需要專門維護，一旦發(fā)生故障，根本不需像老式系統那樣(yàng)等待專業人員現場編程調試，隻需請電工按照操作要求重新安裝備選模塊即可，傻瓜式操作，方便快捷，時效性高。

      8、兼容性強：能(néng)兼容并學(xué)習市面(miàn)上幾乎所有品牌的熱表、壓力表等設備的協議，進(jìn)行遠程操作，無需配備指定設備，利于廠家控制設備成(chéng)本。

      9、服務持久：智慧農業管控系統將(jiāng)與公司系統同步升級。

第四章 智慧農業解決方案

      智慧雲谷基于雲計算核心的物聯網技術的智慧農業，是指充分利用各類iWiscloud無線傳感器和先進(jìn)設備，實現現代農業生産的實時監控、精準管理、溯源管理、遠程控制和農業信息知識支撐的農業綜合智能(néng)信息化解決方案。

      以開(kāi)發(fā)利用基于雲計算核心的智慧農業控制系統爲主導，對(duì)氣候、土壤、水質等環境數據的分析研判，系統規劃園區分布、合理選配農産品種(zhǒng)，科學(xué)指導生态輪作。智慧農業建設主要包括環境、植物信息檢測，溫室、農業大棚信息檢測和标準化生産監控，精準農業中的節水灌溉等應用模式，例如農作物生長(cháng)情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等環境狀況以及大面(miàn)積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、氮濃縮量等信息的監測。

第五章 智慧雲谷智慧溫室管控系統功能(néng)描述

      在這(zhè)列舉智慧溫室大棚的解決方案，智慧溫室大棚控制可以根據用戶需求，随時進(jìn)行處理，爲農業生态信息自動監測、對(duì)設施進(jìn)行自動控制和智能(néng)化管理提供科學(xué)依據。大棚監控及智能(néng)控制解決方案是通過(guò)光照、溫濕度、二氧化碳等iWiscloud無線傳感器，實時采集農業大棚内溫度、濕度信号以及光照、土壤溫度、土壤水分等環境參數，自動開(kāi)啓或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開(kāi)關卷簾等)。

智慧雲谷基于雲計算核心的溫室控制系統采用無線傳感器網絡技術、基于雲計算平台的數據存儲與分析,嵌入式技術和傳感器技術相結合的方式，精準采集溫室内部環境的各項指标，驅動相應執行器件，如風扇、加濕器、加熱器，平穩控制溫室内部環境的變化。實現了如下12項功能(néng)：

      （一）空氣溫濕度監測功能(néng)  工作人員可根據智能(néng)溫濕度傳感器，實時監測溫室内部空氣的溫度和濕度。測濕精度可達±2％RH，測溫精度可達±0.5℃。并把數據傳送至智慧雲谷農業雲管控平台,中心對(duì)數據進(jìn)行分析處理後(hòu)將(jiāng)數據分發(fā)給雲計算終端。如果溫室内空氣濕度小于設定值，系統會自動啓動加濕器，達到設定值後(hòu)便停止加濕；如果溫度過(guò)高，系統會自動開(kāi)啓卷簾機，然後(hòu)打開(kāi)通風系統，直到達到設定的溫度值，當溫室内溫度低于設定值時，系統便啓動加熱器來升溫，直到溫度達到設定值爲止。自動調節溫室内溫濕度，保證作物生長(cháng)于一個最适宜的環境中，爲安全高效生産提供保障。

        （二）土壤濕度監測功能(néng) 工作人員可根據智能(néng)土壤濕度傳感器，實時監測溫室内部土壤的濕度，并把數據傳送至智慧雲谷農業雲管控平台，當土壤濕度低于設定值時，采用智能(néng)控制與手動控制兩(liǎng)種(zhǒng)噴淋裝置來噴水，可以依照溫度濕度和其他參數，或者根據植物生長(cháng)模型對(duì)灌溉設備進(jìn)行開(kāi)關控制或者進(jìn)行精準的變頻控制、高速計數控制（可以是灌溉精度達到1毫升/每小時精度級别）等高效且精準的灌溉控制方案。也可以通過(guò)本地或者遠程對(duì)棚内整體或者局部進(jìn)行灌溉。監測設備可以將(jiāng)根據水流量等技術參數計算出實際的灌溉用水量，支持實時檢測自動閉環灌溉、定時定量灌溉、系統預警等，可實現多種(zhǒng)模式下的精确灌溉，達到節能(néng)控制與精确控制的完美結合，具有成(chéng)本低廉、适用性強、操作簡單、部署靈活、安全性高、擴展性強等優點。

      （三）光照度監測功能(néng) 采用智能(néng)光照度傳感器來實現對(duì)溫室内部光照情況的檢測，對(duì)弱光和強光有較高的靈敏度，傳輸距離長(cháng)，抗幹擾性強，測量精度高等特性保證了穩定性，并把數據傳送至智慧雲谷農業雲管控平台，植物光合作用需要光照和二氧化碳，當光照度達到系統設定值時，系統會自動開(kāi)啓風扇加強通風，爲植物提供充足的二氧化碳。在弱光的時候工作人員采用智能(néng)定向(xiàng)補光系統，基于植物生長(cháng)環境光照不足和各階段紅藍光需光亮差異問題，采用對(duì)應植物吸收峰值波長(cháng)的紅藍兩(liǎng)色LED微光源，應用分類限值設置、分段光強檢測鉻溫度檢測，精确計算補光量，控制LED驅動電流，從而實現低耗能(néng)按需精确定量補光。

      （四）二氧化碳智能(néng)補充系統  植物通過(guò)吸收二氧化碳完成(chéng)光合作用，進(jìn)行新陳代謝産生養分，而空氣中過(guò)多的二氧化碳含量卻反而會抑制作物的生長(cháng)，通過(guò)控制溫室大棚中的二氧化碳濃度可以有效控制植物的光合作用，采用智能(néng)二氧化碳傳感器實時檢測溫室内二氧化碳濃度，根據不同作物所需濃度計算補充量，從而精确控制二氧化碳産生設備的開(kāi)啓與關斷，將(jiāng)溫室二氧化碳維持在植物生長(cháng)所需的最佳濃度範圍内，達到加快植株生長(cháng)；當濃度超過(guò)系統設定值範圍，通過(guò)iWiscloud二氧化碳傳感器將(jiāng)相關數據傳送到智慧農業雲管控平台，由相關工作人員做出相應控制，也可以設置自動打開(kāi)與之相連的通風設備，也可增加對(duì)作物的光照，使之進(jìn)行更多的光和作用，從而減少二氧化碳的濃度，爲植物生長(cháng)提供良好(hǎo)的空氣含量，提高農産品内外品質、實現增産增收。

      （五）安防監控功能(néng) 采用人體紅外感應模塊，當溫室大棚周邊有非法人員出現時，智慧雲谷監控系統向(xiàng)雲管控平台發(fā)送信号并報警，短信發(fā)送報警信息至用戶手機。它檢測的最遠距離爲7米，角度在100o左右，可對(duì)多個農業大棚進(jìn)行360度全方位監控可24小時不間斷工作，并可以長(cháng)時間保留監控資料。

      （六）遠程視頻監測功能(néng) 基于3G無線網絡，在溫室大棚内每隔50米安裝一個高清攝像頭，實時捕獲溫室内部的畫面(miàn)，將(jiāng)畫面(miàn)數據傳輸給智慧雲管控平台。我們可以通過(guò)遠程訪問的方式來觀看溫室内部的實時畫面(miàn)，當發(fā)現農作物上出現害蟲時，工作人員可以及時開(kāi)啓自動噴灑農藥系統，可以及時的減少農作物損失；也可以在觸屏液晶顯示器上看到溫室内部的實時畫面(miàn)，農業技術人員可以随時看到植物生長(cháng)情況。

      （七）遠程訪問與控制功能(néng) 采用雲計算遠程控制系統，這(zhè)樣(yàng)用戶便可以使用智慧雲谷主機訪問數據，通過(guò)操作智慧雲谷農業雲管控平台界面(miàn)遠程控制溫室内的執行器件，維護系統穩定。

      （八）GPRS雲計算數傳模塊 智慧農業雲管控平台接入GPRS，用戶便可以用手機來訪問數據，了解溫室内部環境的各項數據指标，如溫度、濕度、光照度和安防信息等，實現雲端控制，永不掉線。

      （九）控制參數設定及浏覽 對(duì)所要實現自動控制的參數如溫度、濕度、氧氣濃度等，進(jìn)行設置以滿足自動控制的要求。用戶既可以直接操作網關界面(miàn)上的按鈕來完成(chéng)系統平衡參數的設置，又可以通過(guò)電腦或手機遠程式的方式完成(chéng)參數的設置。

      （十）顯示實時數據曲線 實時趨勢數據曲線可將(jiāng)系統采集到的溫室内的數據以實時變化曲線的形式顯示出來，便于觀察系統某時間段内整體的生長(cháng)狀況。系統可擴充多種(zhǒng)記錄數據分析處理軟件，能(néng)進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲線拟合等處理，可按TEXT格式輸出，也能(néng)進(jìn)入EXCEL電子表格等office的軟件進(jìn)行數據處理。

      （十一）顯示曆史數據曲線 可顯示出溫室内各測量參數的日、月、年參數變化曲線，根據該曲線可合理的設置參數，可分析環境的變化對(duì)植物生長(cháng)的影響。便于對(duì)溫室大棚運轉情況進(jìn)行分析做出改進(jìn)，提高溫室大棚的生産效率。

      （十二）分塊控制  實現同一個棚内劃區域管理，不同區域種(zhǒng)植不同作物的要求，整套系統可以實現每個控制節點實現2-4個區域控制區域劃分。每個區域有自己獨立的控制模型來适應不同的作物。即可以實現每個種(zhǒng)植區不同溫度，不同濕度，不同氣體配置等環境技術指标。可根據用戶需要即可以將(jiāng)整個大棚變成(chéng)一個整體，也可分成(chéng)多個區域來進(jìn)行種(zhǒng)植。這(zhè)樣(yàng)可以實現多環境作物同時培育，也方便一些科研實驗的多環境任務要求。對(duì)于用戶來說可以通過(guò)智慧雲管控平台來監測、查詢各分塊數據，也可以對(duì)個分塊進(jìn)行單獨控制和整體協調控制。現場工人和實施人員還(hái)可以對(duì)各自的控制區域實現手動控制。

第六章 智慧農業的意義

（一） 加速提升農業科技水平

      我國(guó)農業的整體科技水平較低,與世界發(fā)達國(guó)家還(hái)存在較大差距,如傳統的灌溉、施肥技術和農藥、除草劑的大量施用,不但造成(chéng)生産成(chéng)本的提高和資金的浪費,而且直接危害人畜健康,污染農産品、環境和水質。因此需要利用能(néng)夠根據作物生長(cháng)需求、田間雜草及病蟲害分布情況,實現精确噴灌、施肥及定點噴藥,減少成(chéng)本和環境污染的自動控制機械與技術。例如用于除草的噴藥機械要求較高的控制精度,能(néng)夠利用計算機視覺技術進(jìn)行雜草識别,進(jìn)而控制噴藥的地點與用量。智慧農業是以高科技帶動的農業科技創新技術體系,對(duì)于加速提升我國(guó)農業科技水平,促進(jìn)我國(guó)農業現代化進(jìn)程具有十分重要的意義。

（二） 進(jìn)一步增強農産品競争力、實現高效農業

      智慧農業是質量效益型農業,以優質高效爲目标,追求以最少的投入實現優質、高産、高效。我國(guó)化肥利用率相當低,僅爲30 %～40 %,且氮、磷、鉀肥施用比例不合理,中、微量元素缺乏的情況沒(méi)有得到及時糾正,氮肥損失率高達70 %～80 %,浪費十分嚴重,肥料的增産效益未能(néng)充分發(fā)揮,養分管理和施肥技術方面(miàn)的研究基礎更是薄弱。實施智能(néng)農業,可在作物田塊内,依據特定小區的作物生長(cháng)潛力投入不同水平的管理(變量播種(zhǒng)、施肥、噴藥等) ,提高化肥、農藥的有效利用率,降低農用成(chéng)本和作物中有毒物質的殘留量,從而提高作物的産量和品質,增強農産品的競争力,實現高效農業。

（三）有效地保護環境、實現農業可持續發(fā)展

      從我國(guó)近幾十年的農業發(fā)展來看,環境保護與農業發(fā)展間存在著(zhe)一定的矛盾,且日益嚴重。目前中國(guó)農村化肥、農藥、除草劑、農膜的大量使用已經(jīng)造成(chéng)了嚴重的面(miàn)污染,例如過(guò)量的化學(xué)氮不僅形成(chéng)大氣污染源,且同過(guò)量的磷向(xiàng)水體淋溶,形成(chéng)水體富營養化。實施智慧農業可以減少因農業化學(xué)物質濫用造成(chéng)的環境污染,是保持農業可持續發(fā)展的有效途徑。

（四）有利于促進(jìn)農民生産觀念轉變、生産技術和素質的提高

      智慧農業使農業勞動力的就業結構發(fā)生變化,從事(shì)密集型農業生産的勞動力逐漸減少,農民的知識結構也將(jiāng)從根本上得到改變,這(zhè)是突破千百年來形成(chéng)的傳統耕作觀念的關鍵之一。我國(guó)農民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過(guò)密集型勞動生産的投入和豐富生産管理經(jīng)驗的積累而形成(chéng)的“傳統精耕細作”技術,也可以在小塊農田内達到很好(hǎo)的經(jīng)濟産量,隻是沒(méi)有現代科學(xué)方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成(chéng)大規模的生産力。現代農業技術與電子信息技術的發(fā)展,使定量獲取這(zhè)些影響作物生長(cháng)因素及最終收成(chéng)的空間差異信息、實施基于知識和現代科技的分布式調控、達到田區内資源潛力的均衡利用和獲取盡可能(néng)高的經(jīng)濟産量成(chéng)爲可能(néng)。智能(néng)農業技術可顯著提高耕地的生産潛力,節約良種(zhǒng)、化肥農藥、能(néng)源和勞力的投入,并獲得良好(hǎo)的經(jīng)濟效益。

（五）有利于促進(jìn)研究開(kāi)發(fā)高新技術在農業領域的應用

      智慧農業的關鍵技術是實現采集地塊作物收獲量分布狀況,生成(chéng)小區産量分布圖；根據田間作物生長(cháng)條件的差别,以及田間土壤類型、水分、肥力、實測的産量分布圖、作物栽培模型等,并綜合專家知識決定如何操作處理地塊内小區間的條件差别,對(duì)地塊小區産量分布圖進(jìn)行分析,定義需要進(jìn)行特殊處理的區域,分析形成(chéng)決策方案,生成(chéng)決策圖；根據地塊決策圖生成(chéng)控制指令,對(duì)變量作業機械進(jìn)行調節與控制。農業機械的精确定位與變量作業,需要空間信息技術的支持,由于GPS、GIS、RS 與其他傳感控制技術的發(fā)展,使變量機械的設計成(chéng)爲可能(néng)。如帶有谷物産量傳感器的聯合收割機能(néng)繪制産量分布圖,帶有GPS 與測量谷物産量傳感器的聯合收割機能(néng)繪制小區産量分布圖,這(zhè)些産量分布圖反映了地塊小區的差異；用于除草的自動監控噴藥機械,能(néng)夠利用計算機視覺技術進(jìn)行雜草識别、進(jìn)而控制噴藥的地點與用量；用于滅蟲的噴藥機械,需要相對(duì)定位,可以利用帶GPS 數據采集器繪制地塊的病蟲害分布圖,作爲噴藥的依據;變量施肥播種(zhǒng)機具,能(néng)根據土壤肥力的不同,自動調節施肥量,同時也能(néng)根據土壤水分、土壤溫度的不同,自動調節播種(zhǒng)深度。

第七章 總結

      智慧農業目前已經(jīng)形成(chéng)一種(zhǒng)高新技術與農業生産相結合的産業，是農業可持續發(fā)展的重要途徑。在農業等大規模生産方面(miàn)，如何把農業小環境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機質含量、溫濕度、重金屬含量、PH值等，以及植物生長(cháng)特征等信息進(jìn)行實時獲取傳輸并利用，對(duì)于科學(xué)施肥、灌溉作業來說具有非常重要的意義。它將(jiāng)農業大棚内視頻監控、安全防範、環境采集、異常報警、生産管理等功能(néng)集于一身，是傳統視頻監控系統在農業應用上的延伸和擴展，通訊手段上的升級和進(jìn)步，將(jiāng)會是未來農業數字化管理的主要發(fā)展方向(xiàng)。