1、1农业物联网项目可行性报告二 0 一二年 4 月 23 日2目录1.项目背景和意义-32.国内外研究现状和发展趋势-43.项目主要研究开发内容-94.技术关键和主要创新点-105.项目预期目标-116.项目实施方案.技术路线-127计划进度安排-12八.现有工作基础和条件-1331项目背景和意义背景：物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。他是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。在这背后，则是在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取物理世界的各种信息，再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界的感知
2、。传统农业，浇水、施肥、打药，农民全凭经验、靠感觉。如今，设施农业生产基地，看到的却是另一番景象：瓜果蔬菜该不该浇水？施肥、打药，怎样保持精确的浓度.温度、湿度、光照、二氧化碳浓度，如何实行按需供给一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题，都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关，农民只需按个开关，做个选择，或是完全听“指令”，就能种好菜、养好花。意义：（1）在种植准备的阶段，我们可以在温室里面布置很多的传感器，分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物。（2）在种植和培育阶段，可以用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化。比如说通过采集设备，比如说降温了
3、，我可以给他在温室里加热。（3）在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的4信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的测算。（4）提高效率，节省人工，如果是几千亩的农场，要对各大棚进行浇水施肥，手工加温，手工卷帘，那要用大量的时间和人员来操作。如果应用了物联网技术，手动控制也只需点击鼠标的微小的动作，前后不过几秒，完全替代了人工操作的繁琐。二.国内外研究现状和发展趋势1.国内外物联网应用现状在农业资源监测和利用领域，美国和欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测，并将其结果发送到各级监测站，进入信息融合与决策系统，实现大区域农业的统筹规
4、划。我国主要将 GPS 定位技术与传感技术相结合，实现农业资源信息的定位与采集；利用无线传感器网络和移动通信技术，实现农业资源信息的传输；利用GIS 技术实现农业资源的规划管理等。在农业生态环境监测领域，美国、法国和日本等一些国家主要综合运用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络，通过利用先进的传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术等建立覆盖全国的农业信息化平台，实现对农业生态环境的自动监测，保证农业生态环境的可持续发展。我国研制了地面监测站和遥感技术结合的墒情监测系统，建立了农业部至各省、重点地县的农业环境监测网络系统等一批环境监测系统，实现对农业环境信息的实时监测。融合5智能传感器技
5、术的墒情监测系统已在贵阳、辽宁、黑龙江、河南、南京等地推广应用。在农业生产精细管理领域，美国、澳大利亚、法国、加拿大等一些国家在大田粮食作物种植精准作业、设施农业环境监测和灌溉施肥控制、果园生产不同尺度的信息采集和灌溉控制、畜禽水产精细化养殖监测网络和精细养殖等方面应用广泛。我国在涉及田间环境土壤信息获取、联合收获机自动测产、农田作物产量空间差异分布图自动生产和农业机械作业监控等大田粮食作物生产方面；在设施农业环境数据采集、发布，调控等设施农业生产方面；在果园监测、水肥控制、节水灌溉自动化等果园精准管理方面；在养殖环境监控、健康养殖等畜禽水产养殖等方面研发了一批系统，且应用成效显著。2.农业物
6、联网产业发展现状农业物联网产业链主要包括三方面内容:传感设备、传输网络、应用服务。在传感设备方面，国外发达国家从农作物的育苗、生产、收获一直到储藏缓解，传感器技术得到了较为广泛的应用，包括温度传感器、湿度传感器、光传感器等各种不同应用目标的农用传感器。在农业机械的试验、生产、制造过程中也广泛应用了传感器技术。RFID 广泛应用在农畜产品安全生产监控、动物识别与跟踪、农畜精细生产系统和农产品流通管理等方面，并由此形成了自动识别技术与装备制造产业。据美国市调公司 ABI research 2007年度第一季6报告显示，2006年全球 RFID 市场为38.12以美元，其中亚太地区已跃为全球最大市场
7、，规模为14.07亿元，预计2011年全球市场可达115亿美元。在传输网络方面，国外已在无线传感器网络领域初步推出相关产品并得到示范应用。如美国加州 Grape Networks 公司为加州中央谷地区的农业配置了“全球最大的无线传感器网络”；2002年，英特尔研究中心采用跟踪方法采集了因州海岸的大鸭岛上的生态环境信息。国外互联网与移动通讯网在农业领域得到广泛的应用。2004年，佐治亚州的两个农产已经用上了与无线互联网配套的远距离视频系统和 GPS 定位技术，分别监控蔬菜的包装和灌溉系统。美国已建成世界最大的农业计算机网络系统，该系统覆盖美国国内46个州，用户可通过计算机便可共享网络中的信息资源
8、。在应用服务方面，SOA（service oriented architecture）即服务导向架构，自1996年 Gartner 提出以来受到了 IT 业界的热捧，产业化进程不断加快。2006年以来，IBM、BEA、甲骨文等一批软件厂商开发推出了一系列实施方案并部署了一些成功案例，使得 SOA进入现实的脚步在不断加快。同年，IBM 全球 SOA 解决方案中心在北京和印度成立，定制各个行业的模块化 SOA 解决方案，并结合IBM 服务咨询和软件力量全方位实施，这意味着 IBM 已经在 SOA 产业化方面抢先一步。BEA 也宣布推出“360度平台”以进一步巩固其在中间件领域的优势，而微软和甲骨文
9、也纷纷发力中间件市场，竞争进一步加快 SOA 产业化进程。73.农业物联网应用相关标准进程发展状况物联网的标准化将成为占领物联网制高点关键之一。总的说来，在农业物联网标准化方面，全球几乎处于同一起跑线上。目前，我国虽有很多传感器、传感网、RFID 研究中心及产业基地都在积极参与建立物联网标准，但由于对物联网本身的认识还不统一，有些还停留在战略性粗线条层面，物联网标准制定进程缓慢。在感知设备方面，1994年3月，美国国家技术标准局 NIST 和IEEE 共同组织了一次关于制定智能传感器接口和连接网络通用标准的研讨会，讨论 IEEE1451传感器/执行器智能变送器接口标准。1995年4月，成立了两
10、个专门的技术委员会：P1451.1工作组和和P1451.2工作组。IEEE 会员分别在1997年和1999年投票通过了其中的 IEEE1451.2和 IEEE1451.1两个标准，同时成立了两个新的工作组对1451.2标准进行进一步的扩展，即 IEEE P1451.3和 IEEE P1451.4。关于 RFID 标准的制定方面，其争夺的核心主要在 RFID 标签的数据内容编码标准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表不同团体或者国家的利益。EPC Global 由北美 UCC 产品统一编码组织和欧洲 EAN 产品标准组织联合成立，在全球拥有上百家成员，得到了零售巨头沃尔玛，制造业巨头强生
11、、宝洁等跨国公司的支持。而 AIM、ISO、UID 则代表了欧美国家和日本；IP-X 的成员则以非洲、大洋洲、亚洲等国家为主。在传输网络方面，2006年9月27日，ZigBee 联盟宣布 ZigBee 标准的增强版本完成并可以供成员使用。ZigBee 联盟已经吸引了分部8在六大洲26个国家超过200个成员公司的支持。IEEE 制定的 IEEE802涵盖了互联网和移动通信网络方面的标准，主要包括无线通信领域的802.11系列无线局域网标准、802.15无线个域网标准、802.16宽带无线接入（无线城域网）标准和有线接入领域的802.3以太网标准。在应用服务方面，物联网标准的关键主要在于基于软件和
12、中间件的数据交换和处理标准，即物物相连的数据表达、交换和处理标准。首先需要定义一批 XML 数据表达与接口标准，然后开发出支撑这个标准的配套运行环境和中间件业务框架，使用户能够快速开发出垂直应用业务系统，让标准落到实处，推动产业高速发展。微软、IBM、Apple 等公司均建立了与物联网应用服务的多种标准，有些已经占领了垄断地位。在我国，同方从2004年就开始研发这方面的产品和标准，推出了 M2M 物联网业务基础中间件产品和 oMIX 数据交换标准。中国移动建立了基于 WMMP 标准的 M2M 营运平台。发展趋势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，
13、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.9我国昨晚一个农业大国，在这个以科技作为主要生产力的年代，传统的人力养殖以大大不能满足人们的需求，而物联网的发张，给科技养殖提供了基础，而温家宝的话为我们提供了发展的方向。三.项目主要研究开发内容农业物联网研发内容主要包括以下方面内容:（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。
14、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)、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。（4）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，10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。4.技术关键及主要创新点技术关键把物联网技术和农业生产结合在一起，建立一个自动调控的农业生产模式。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；现代信息服务产业下面的是关键系统
