一、行业现状

Ø 传统农业生产要素——稀缺资源（土地、水、肥、药、能源、人工）

Ø 新的农业生产要素——农业大数据 （统计数据、地图数据、遥感数据、实时传感数据）

Ø 每个农场都会像使用肥料和水一样使用实时传感数据来提高农场的经济效益，保证农业产业的可持续发展。

传统的农业环境信息采集、传输、处理和应用方式

Ø 农业环境信息复杂，多维度、多模态、分散、不均匀、动态变化、相互影响；

Ø 传统信息采集仪器和仪表需要专业技术人员操作，设备购置、安装、使用、维护和管理成本高；

Ø 信息处理数理统计方法复杂，效率低；

Ø 自动控制措施技术匮乏或应用成本太高。

农业应用

物联网云平台、采集系统、控制系统、现代农业装备将组成一个统一的巨大的网络。

核心是大平台和云计算+海量的端： 数据采集端（传感器、节点、基站）、浏览终端（手机、PC）、控制终端（控制节点、设备）。

每一种环境因素都有一个适宜作物生长的最佳范围

二、解决方案

1、建设思路

智慧农田解决方案集成了传感器、自动化控制、物联网、移动互联等技术，对与农作物生长及其物候期观测密切相关的土壤、水气、光照、热量等环境因子进行连续监测，对田间灌溉电磁阀进行远程智能自动化控制、实现远程定时定量灌溉为农业生产，提高产量，风险防控，灾害预测等提供新的科学技术手段。配备高清视频监控系统，用户可以在远程直接查看作物生长情况，有效地降低了维护成本和人力成本。

2、农业物联网

农业物联网是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体， 依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿 度、土壤水分、二氧化碳、水质传感器、视频等）和 无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

3、环境要素

温湿度：农作物的生长跟空 气中的温湿度有直接的关系，最佳生长温度为20—25℃。

光照度：光照时间的长短、 光质、光强强度的 高低都会影响到光 合作用速率，光照 时间越长，产生的 光合产物就越多。

降雨量：通过监测降雨量， 来判断是否浇灌彻底或者造成过分水涝，都对农 作物生长有着直接影响。

风速风向：农作物授粉的主 要途径就是通过风力进行，通过 测量风向风速来 判断是否还需人 工授粉。

土壤肥力、养分：土壤的肥沃程度直接可以营养农作物 的生长速度和质量,而水分则是植物赖以生存的主要因素。

4、设计架构

生命感知：农业动植物生命体本质的认知能力

环境监测：农业生产环境（空气、土壤、水质等）在线监测

自动控制：农业复杂系统的调控能力和农业突发事件的处理能力

自动追溯：农资、农产品流通过程的监管与控制能力

调度指挥：基于农业生产环境信息的农业装备的调度、派遣能力

统计决策：基于对联网信息的数据挖掘和统计分析，提供决策支持和统计报表的能力

5、关键技术

信息处理技术：对感知数据采集信息的处理、分析和决策，实现对物理实体的有效监控与管理。

自动控制技术：接收执行命令到控制执行器进执 行动作，最终影响物理实体状态， 形成从物理世界到信息空间再物理世界的循环过程。

网络通讯技术：物联网物理系统的状态数据和应用服务的反馈信号传输的基础。

传感器技术：通过声、光、电、热、力、位移、湿度等信号来感知现 实世界，是物体感知物质世界的“感觉器官”。

6、应用场景

所有大田作物（小麦﹑水稻﹑高粱﹑玉米﹑棉花﹑牧草等）的智慧管理场景（环境数据收集、图像采集、自动灌溉、远程控制等），均可应用该解决方案方案。

三、平台介绍

系统功能

l 农田环境数据监测系统

l 自动灌溉系统

l 视频图像采集监测

l 远程数据展示与控制管理平台

1、环境数据监测

由一系列工业级别传感器和智能网关组成，利用各类传感器采集农田土壤pH值、土壤电传导、风速、风向、光照、降雨量、光合有效辐射、气压、空气温湿度等环境指标，通过LoRa/NB-IoT网关上传数据至云端数据库，供远程数据展示与控制管理平台调用。传感器低功耗，自备电池可续航3-5年；网关信号覆盖可达5－10公里，支持多个传感器数据上传。

2、自动灌溉系统

由物联网无线灌溉自动控制器、物联网无线控制节点、物联网无线控制节点以及相应控制软件等，通过以上控制器和控制节点控制水泵和电磁阀实现户外农田灌溉的远程自动化控制。结合农田环境数据监测系统对土壤湿度的监测数据，通过灌溉控制器不仅可对农田进行远程灌溉作业，还可以通过用户设置实现按需定区、定时、定量灌溉，极大节省水肥药的投入，降低劳动力成本，提高水肥药的利用率 , 降低生产投入成本。

3、视频图像采集监测

在大田作物种植区部署高清摄像头，将实时视频信息或定时拍摄照片通过4G/GPRS/WiFi等网络远程传输至远程管理中心，生产管理者可通过视频、图片信息及时了解农业生产现场情况，及时发布生产指导、病虫害预警信息等，确保安全高效生产，提高农业生产信息化管理水平。

4、远程数据展示与控制管理平台

远程数据展示与控制管理平台可将农田环境数据监测系统收集并上传的数据处理并进行图形化显示，用户可通过手机、iPad、PC等终端设备随时随地查看和管控户外大田种植环境数据。结合在线监测数据与用户所设计得灌溉阈值，远程管理中心可智能控制灌溉电磁阀或水泵，使土壤保持最佳含水量。用户可设定各指标参数的报警阈值，当作物种植环境以及灌溉用水发生异常时，管理中心通过短信报警方式及时通知用户采取措施，及时掌握相关气象信息，减少因环境异常所带来的经济损失。