智慧农业工程精选(九篇)

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第1篇：智慧农业工程范文

韩长赋指出，国家农业科技创新联盟建立两年来，在科技和机制创新上取得了积极成效。在科技创新方面，聚焦科技资源共享、区域重大问题、产业瓶颈问题，初步形成了“一盘棋”“一体化”“一条龙”的创新格局。在机制创新方面，聚焦创新资源整合、创新主体融合、创新环节结合，搭建了多学科协同、科企合作、上中下游衔接的平台。实践证明，联盟建设成为推动农业科技创新和体制机制创新的有效方式和途径。

韩长赋强调，联盟的建设运行要坚持三个原则：坚持科技创新和制度创新“双轮驱动”。联盟的“联”主要是解决科技创新的机制问题，把分散的资源联接到共同的使命上来，做到联心、联利；联盟的“盟”主要是解决产业的重大问题，形成共同的任务，开展联合攻关，推动资源共享。坚持发挥行政领导和科技主导两个积极性。促进两股力量在解决农业重大问题中拧成一股绳，形成创新驱动农业发展的强大合力。坚持科技创新“顶天”和“立地”两个导向。既要在基础和前沿领域取得理论突破，抢占制高点，又要在新技术、新工艺、新产品上取得突破，为现代农业发展提供有效的科技供给。

韩长赋指出，当前和今后一段时期，要坚持问题导向、创新驱动，不断加强联盟建设。一要明确主攻方向，着力发挥联盟解决行业性和区域性重大问题的重要作用。围绕节本增效、质量安全、绿色环保、区域发展等问题，加强技术熟化配套和系统集成，形成综合解决方案和可复制、可推广的应用模式。二要加强组织协调，着力发挥联盟在开展农业基础性长期性科技工作中的协同优势。在土壤质量、农业环境等10个学科领域选好点、布好局，建立观测规范和数据标准，做好数据的深入分析和深度挖掘。三要创新管理机制，着力提高联盟整体运行效率。在国家层面，加快推进任务牵引、资源共享、行业协同、市场驱动等机制建设落到实处。在联盟内部，建立目标一致、优势互补、平台一体、利益共赢等机制，激发联盟的发展活力和内生动力。四要推进科企合作，着力提升联盟企业的核心竞争力。要打通创新要素双向流动的通道，让优势科研单位与企业相互融合、深度介入，推动科研院校与企业共建研发中心、集成示范基地等，建立联合开发和转化技术成果机制。五要强化齐抓共建，着力激发联盟各主w的创新活力。各级农业行政主管部门要主动作为，落实科研人员权益分享、持股兼职等激励政策。科研单位、高校和企业，要按照既定的时间表、路线图抓紧项目对接和任务落实。六要加大支持力度，着力促进联盟可持续发展。农业部有关司局要统筹资源，大力支持联盟建设。各地农业行政主管部门要争取地方政府的支持，推动实现产业对接、政策对接和项目对接，引导社会资本参与支持联盟建设。

第2篇：智慧农业工程范文

关键词：物联网；智慧农业；应用模式

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A

1 引言

随着当今互联网技术、物联网技术的蓬勃发展，农业领域的科技网络应用也越来越多了，我国农业也开始从粗放型农业逐步向智慧型农业迈进。“智慧农业”是信息化和农业现代化融合在农业发展领域中的具体实践和应用，是以物联网技术为支撑和手段的一种现代农业形态；物联网是发展“智慧农业”的核心。探讨物联网技术在智慧农业中的应用，将极大促进农业的转型和发展，对于传统农业大省的湖南来说，更是一个大的发展机遇。

2 物联网与智慧农业的内涵

物联网技术是实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。它是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次革命。物联网分为感知层、传输层和应用层三层。感知层的主要功能是识别物体和采取信息，它主要应用了传感器、RFID、GPS以及RS 技术等，完成信息的收集、信息简单处理以及信息向传输层的发送。传输层负责处理感知层传来的信息及信息的远距离传输，它位于整个体系结构的中间层，是物联网的神经中枢；其中运用最广泛的是无线传感网络（WSN）、互联网、ZigBee 技术等。应用层主要负责服务及应用，它是物联网和用户的接口，主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术，通过它们将海量数据分类、整理、计算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧农业等领域得到应用。

“智慧农业”是“感知中国”、“美丽中国”理念在农业发展中的具体应用，指利用物联网技术、云计算技术等信息化技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农业基础设施、通信设备和信息化设施，使农业和谐发展，实现“高效、聪明、智慧、精细”[1]。物联网是“智慧农业”智能化和精细化生产、管理、决策的技术支撑。物联网在农业的应用——建设智慧农业已成为各地实现农业转型、步入农业现代化、实现农业可持续发展的重要组成部分。

3 湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析

作为传统农业大省的湖南，正面临农业产业的转型和升级。现阶段加快推进基于物联网技术智慧农业建设，是切实可行的，具体来说它具有以下一些优势。

3.1 国内外基于物联网智慧农业发展趋势及可借鉴经验

近年来，国内外已经形成了基于物联网技术的智慧农业发展趋势。在欧美发达国家，物联网已渗透到农业领域的各个方面，现已演化成农业工业，步入了科学的新农业发展道路。随着我国对农业投入的不断增加，以及国内物联网技术的成熟，包括北京，上海，无锡，苏州等地，政府和企业对农业物联网的投资数量加大，相应的农业物联网产品和服务也得到了市场的肯定，如：墒情监测、大棚温室监控、节水、食品安全溯源等，且涌现了杨凌智慧农业和大唐移动智慧农业等典型示范案例，产生了比传统农业更高的价值。

这些国内外农业物联网技术的发展、以及在智慧农业中的成功应用为我省推进基于物联网技术的智慧农业建设提供了宝贵的学习借鉴经验。

3.2 不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链

湖南农业信息化建设，经过多年的发展，已不断完善。2011年湖南省被立项开展国家农村农业信息化示范省建设试点。省、市、县各级各类农业网站、农业信息平台逐步建立；农业电子商务交易规模增长迅速，如 “特色湖南”网络平台，刚上线就实现了4个月网上销售400多万元的良好业绩；农业信息网络服务体系基本形成，90%以上县设置了专门的农业信息管理和技术支持服务机构。同时，湖南省物联网产业链已初具规模。据统计，截止2013年6月，湖南省有从事物联网研发、制造、运营和服务的企业共240多家；分布在传感器、芯片设计、电子标签、智能终端、应用软件、系统集成、运营服务等产业环节，基本形成了初级产业链，在部分领域还有一定优势。

不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链为基于物联网技术的湖南智慧农业发展提供了设施保障。

3.3 湖南坚实的农业经济基础有利于农业物联网应用推广

湖南土地资源丰富，全省拥有耕地4870万亩，山地2.56亿亩，水面2043万亩。农产品基地建设初具规模；目前，全省已建立棉花生产基地、水稻生产基地等优质农产品基地共计100多个。涌现大批具有一定的规模和品牌影响力的农产品，如宁乡花猪、临武鸭、洞庭湖大闸蟹、隆回药材、祁东黄花菜等。农业产业化快速发展，湖南是我国农民专业合作经济组织建设的试点省之一，在调整农业产业化经营的过程中，涌现出了大量农村专业合作经济组织、营销大户和农民经纪人。农业产值快速增长，十一·五期间年平均增长4.7。

农业物联网应用需要大量投入，农业产值快速增长，农民收入水平高，为智慧农业建设提供了必要的经济基础；丰富的土地资源、规模化农产品基地、农业的产业化发展，以及蓬勃兴起的高效特色农业，为湖南提速智慧农业建设提供了强有力的支撑平台。

4 物联网技术在湖南智慧农业中的应用

根据物联网的技术内涵，结合湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析，现阶段物联网技术在湖南智慧农业中的应用可以采用以下应用模式。

4.1 利用农业物联网技术进行智慧生产

农业物联网的在生产环节的应用主要包括现代化温室和工厂化栽培调节和控制环境。它是利用农业物联网技术中的信息感知技术，主要包括农业传感器技术、RFID 技术、GPS 技术以及RS 技术等；利用它们采集各个农业要素信息，包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数，在不同的作物生长期，实施全面监测[2]。这种生产环节的物联网应用见效快，能够为高附加值产品锦上添花；方便的快速复制，可以快速应用到不同的作物；而且这种技术各地都有类似的项目，有很成熟的应用。对于农产品基地建设初具规模的湖南，非常适合此类应用，如，我们可以建设棉花生产基地、水稻生产基地等科技示范基地项目，利用农业物联网实现智慧生产。

4.2 利用农业物联网技术实现农产品智慧流通

农产品的智慧流通主要包括智慧仓储、智慧配货、智慧运输和流通安全溯源。利用物联网中的RFID 技术建立自动识别技术的仓库物流管理系统，实现库房高效管理，收发货高速自动记录，收货、入库、盘点、出库等多个流程能平滑连接，实现流通环节的智慧仓储。通过RFID结合条码技术、二维码技术，为农产品及加工产品加贴RFID电子标签、对农产品的流通进行编码，实现农产品的安全溯源。利用物联网技术“网络化”发展战略，建立批发市场信息数据库和集团协同管理信息平台，用来收集、储存、传输与整合：客户信息、业务信息、交易信息、市场管理信息等，最终实现客户数据、业务数据的有效性、可靠性、整体性，通过信息流带动物流、商流，协同管控，同时采用RFID、传感器、GPS等高新技术实现智慧配货、智慧运输[3]。

农产品的智慧流通，它涉及到农产品质量和食品安全以及农产品市场价格的稳定，社会意义重大，同时也具有很大的市场潜力。湖南可以从一些有一定的规模和品牌影响力的农产品流通着手，如唐人神肉食品、宁乡花猪、临武鸭等，建立基于物联网技术的农产品智慧流通示范，再择机在其他农产品流通环节推广。

4.3 利用农业物联网技术实现农产品的智慧销售

农产品的智慧销售是指产品从预订、生产到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中，能实现全程跟踪。它应该包括以下三个环节：①产品预订；产品的预订首先需要建立商务平台，目前农产品的商务平台主要采用农产品电商预售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生产地，通过物联网技术中的条码技术、二维码技术进行农产品的产地和出货状况的管理，并将农产品信息上网。平台用户通过注册会员的形式，实现农产品自由集约订购。②有机生产；邀请行业专家，依据国家标准，结合各产区的实际，制订各农产品有机种植的具体标准，在安全生产监控下，遵规执行。③安全监控；为实现消费者的产品认证环节，采用物联网相关技术，通过监控系统，全程进行跟踪；为用户提供详细的数字及视频信息保障，使产品从生产，到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中。在田间设立高杆多视角摄像头，通过无线方式连接至种植户或养殖户和驻点收购站，监控全程的无公害生产，监控视频图在平台网站上实时，订购者可随时监督。在物流配送中采用GPS等技术实现跟踪定位监控，确保配送过程安全[4]。

目前，湖南农产品电子商务平台主要有“网上供销社”、“特色湖南”等网络平台，这些平台已有一定影响力，且平台业务功能也已成熟；只需在此基础上，利用农业物联网技术实现消费者的产品认证环节，应能很好地实现农产品的智慧销售。

4.4 利用农业物联网技术实现农业的智慧管理

智慧管理包括智慧预警、智慧调度、智慧指挥、智慧控制等。湖南土地资源复杂、山地、河湖水面较多，利用物联网技术中的GIS，可以建立土地及水资源管理、土壤数据、自然条件、生产条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理，实现智慧预警。利用专家系统（简称ES），依靠农业专家多年积累的知识和经验，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，提出决策建议，实现智慧指挥。利用农业决策支持系统（简称DSS）可以实现我省在水稻栽培、饲料配方优化设计、大型养殖厂的管理、农业节水灌溉优化等方面的智慧调度。智能控制技术（称ICT） ，包括模糊控制、神经网络控制以及综合智能控制技术，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。通过这些技术可以实现我省在规模化的基地种植、设施园艺、畜禽养殖以及水产养殖中的智慧控制。

5 结束语

物联网在智慧农业中的应用很多，面对新时代农业的发展、转型，湖南应不失时机地大力发展智慧农业，加快物联网技术在湖南智慧农业中的应用力度，使之成为我省农业普及现代信息技术、实现农业现代化的突破口。长期以来的实践证实，现代农业离不开现代信息技术，在农业发展中引入新兴的物联网技术，可以极大地提升生产效率，创造新的生产模式。

参考文献

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第3篇：智慧农业工程范文

关键词：动物养殖；物联网；环境监测；B / S

中图分类号：TP274.+ 4；S817.3 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）06-00-04

0 引 言

一切生命体赖以生存的环境中必不可少的元素除了合适的光照、水分、空气、养料，还有环境的温湿度。环境温湿度对农业、医药业、气象业、食品行业、工控行业等都有极其重要的影响[1]。

畜禽养殖是经济体中的一个重要组成部分，规模化畜禽养殖已成为畜禽养殖的趋势[2，3]。

我国畜禽业正处在由规模化养殖向更加智能化养殖转型的关键时期。在动物养殖过程中，尤其针对刚出生的动物，恒定的温湿度指标是保证成活率的关键因素。因此，设计出一种能方便地为饲养员使用的温湿度实时监测系统就显得尤其重要。故环境调控水平是决定动物养殖行业生产水平高低的重要因素之一[4]。一些大型养殖场配置了传统的环境监控系统，采用PLC（ 可编程逻辑控制器） 作为现场监控中心，采用有线方式分布设备[5，6]。其系统布线复杂，容易造成接触不良等问题，导致维护困难且成本较高。

目前，物联网技术的不断发展与成熟，为精细农业发展中存在的问题提供了新的解决方案，并在精细管理农业环境领域取得了很大的进展。精准管理农业环境的技术在动物养殖领域的应用中也有了突破性进展。Soldatos A G、刁智华[7-11]等对设施环境的无线监控系统信息采集做了研究；吴秋明[12]等基于物联网的干旱区智能化微灌系统，设计并实现了棉花智能化微灌系统；W.S. Lee 等提出了传感技术在农作物精确种植中的应用，利用无线传感技术精确采集农业现场数据信息，实现农作物的精确管理[13]；韩华锋等基于ZigBee技术设计了一套温室环境远程监控系统，可以精确采集温室环境的数据信息[14]。

本文在参考和借鉴相关研究的基础上，提出了一种结合ZigBee无线自组网技术和温湿度传感器技术的动物养殖环境远程监测系统。系统采用CC2530模块作为ZigBee无线网的通信硬件，并在模块上增加CC2591功率放大芯片，保证了有效通信距离和信号质量；采用DHT11温湿度传感器监测环境的温湿度参数。系统采用B/S结构体系，以HTML5为标准，开发网络管理信息系统；遵循“胖服务器端、瘦客户端”的原则，既最大化利用网络服务器的运算和处理能力，又减少使用客户端主机的存储空间和运算资源。同时设计了智能化远程监测模型，为动物养殖环境监测的智慧化提供了理论基础，为下一步实现动物养殖环境监控的智能控制和科学决策打下基础。

1 系统总体方案设计

1.1 系统的总体目标和设计指导思想

本系统定名为“动物养殖环境远程监测系统”，系统功能的总体目标是利用物联网技术，通过各种传感器实时采集、监测养殖环境参数，并实时存储入数据库文件中；利用互联网技术实现远程访问系统的网络信息系统，监测环境数据及其分析结果；指导饲养员工作，使养殖环境达到最佳状态，保障动物生长、发育的环境，实现科学养殖、提高效益的目标。

系统设计的指导思想是“技术先进，系统实用，结构合理，产品主流，成本低易维护”。具体设计原则如下：

（1）可行性和适应性相统一。保证技术和经济上的可行性，保证使用上的适应性。做到有比较高的性能价格比。

（2）先进性和成熟性相统一。结合最新开发技术，采用先进的设计理念、技术、方法；采用技术成熟的设备，保证系统的稳定可靠，不能做成试验性系统。考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，采用成熟的产品，确保系统运行的可靠性和稳定性。

（3）标准性和开放性相统一。既要遵循已有的各级各类标准，又要兼顾系统功能日后不断扩展的潜在需求，努力实现系统的标准性和开放性相统一。

1.2 系统体系结构介绍

按照由下至上的顺序将整个系统分为感知层、传输层和应用层。感知层主要包括温湿度传感器以及相应的设备，用于采集现场的环境温湿度信息参数，以字符串的形式输出温湿度值；传输层主要包括ZigBee网络自组网设备，加电后自动组成ZigBee无线网，主要功能是将感知层的信息数据以空中电波为载体，传输到应用层设备（比如网络数据库服务器）；应用层主要包括连接互联网的网络信息系统服务器，通过服务器端运行的脚本程序，读取和分析数据库服务器中存储的环境温湿度数据信息，以网页访问的形式提供给远程登录的用户，供用户对养殖环境决策分析使用。动物养殖环境温湿度远程监测系统体系结构如图1所示。

1.3 系统数据流图

数据流图也称为数据流程图（Date Flow Diagram ， DFD），是一种便于用户理解和分析系统数据流程的图形工具， 重点表示信息和数据从输入到输出的过程中所经历的一系列变换。本系统的顶层数据流图如图2所示。

1.4 无线传感器节点设计

传感器节点是组成无线传感器网络的基本元素，本系统中传感器节点由温湿度传感器DH11和美国国家仪器公司（TI）的ZigBee芯片CC2530构成。实物和结构示意图如图3所示。

DHT11数字温湿度传感器是一款较为通用的空气环境温湿度传感器，同时也是一种已校准的数字信号输出形式温湿度复合传感器。它采用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个负温度系数（Negative Temperature Coefficient，NTC）热敏电阻测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

CC2530芯片是用于2.4 GHz IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8 KB RAM和许多其它强大的功能。CC2530有四种不同的闪存版本CC2530F32/64/128/256分别具有32/64/128/256 KB的闪存。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短，进一步确保了低能源消耗[15]。

为了简化开发，使用CC2530支持的Z-Stack网络协议栈。该协议栈是由TI开发的遵循IEEE802.15.4、ZigBee协议规范的网络协议栈[16]。

1.5 无线自组织网络设计

为了保证网络通信的稳定性，同时基于每个协调器可以支持255个终端节点加入本网络的特点，本系统采用单簇型无线传感器网络设计。将养殖场区域设置成单簇型无线传感器网络，ZigBee网络结构如图4所示。

自组织网络由两类网络节点组成，分别是发起网络的ZigBee协调器和自动加入网络的ZigBee终端传感器节点。Zigbee终端节点工作流程如图5所示。ZigBee协调器工作流程如图6所示。

2 固件程序

固件（firmware）一般存储于设备中的电可擦除只读存储器E2PROM（Electrically Erasable Programmable ROM）或Flash芯片中，可由用户通过特定的刷新程序进行升级。在这里，固件程序即指存储于终端节点和协调器节点中的程序。

2.1 固件程序开发环境简介

IAR Embedded Workbench 是瑞典 IAR Systems 公司为微处理器开发的一个集成开发环境（下面简称IAR EW），支持ARM，AVR，MSP430等芯片内核平台[17]。

该集成开发环境中包含了C/C++编译器、汇编工具、链接器、库管理器、文本编辑器、工程管理器和C-SPY调试器。通过其内置的针对不同芯片的代码优化器，IAR Embedded Workbench可以为8051系列芯片生成非常高效和可靠的Flash/PROMable代码。

2.2 终端节点固件程序中的关键代码简介

终端节点的主要功能是读取DHT11温湿度传感器的数据，并以温湿度数值的形式通过ZigBee网络的某个信道发送出去，供协调器接收。

关键代码文件如下：

（1）驱动DHT11温湿度传感器

代码文件名DHT11.C。此部分代码由传感器供应商提供，其中包含参数定义、微秒级和毫秒级延时、传感器启动、数值读取等内容。

（2）网络频段选择和网络ID设置

代码文件名F8wConfig.cfg。此文件属于Z-Stack网络协议栈中的配置文件。网络频段选择语句如下：

-DDEFAULT_CHANLIST=0x00000800 // 11 - 0x0B

网络ID设置语句如下：

-DZDAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFF1

其中，0xFFF1为网络ID。

（3）终端节点的消息传送

代码文件名SamPleApp.c。此文件是终端节点固件程序的主文件。其中SampleApp_SendPeriodicMessage（）函数负责启动DHT11传感器，读取传感器的数据，并发送数据给协调器。

2.3 协调器固件程序

协调器固件程序的主要功能是发起ZigBee网络、接收终端节点加入网络申请、接收终端节点发送的数据，并将数据发送到计算机串口。

代码文件名SamPleApp.c。此文件是终端节点固件程序的主文件。其中SampleApp_MessageMSGCB（ afIncomingMSGPacket_t *pkt ）函数实现数据接收和发送到计算机串口的功能。

3 上位机通信软件

上位机通信软件是指和计算机串口进行通信、将串口接收的数据保存成数据库或文本文件的软件。

这里使用MicroSoft公司的经典开发工具Visual C++6.0开发了“Serial To MySQL”上位机软件。其主要功能包括串口设置、连接MySQL服务器、接收串口数据、将串口数据写入MySQL数据库等功能。

该软件已申请软件著作权，并已经被受理。细节此处不再赘述。

4 服务器端远程监测系统

4.1 系统总体结构

该系统使用Dreamweaver CS6开发，是基于PHP脚本语言和MySQL数据库系统的网络信息管理系统，属于浏览器/服务器模式的信息管理系统。采用浏览器+网络远程访问的方式。远程监测系统的总体结构如图7所示。

4.2 温度监测页面

系统总体页面风格设计为白色、绿色和蓝色。白色代表天空，绿色代表节能环保，蓝色代表大地。浏览器中的环境温度监测界面如图8所示。

5 结 语

本文简要介绍了基于无线传感网技术的动物养殖环境远程监测系统的设计目标、基本原则和方法。从基于Z-Stack网络协议栈的ZigBee自组网方式到传感器节点和协调器节点设计，从串口通信到MySQL数据库存储，从服务器端的信息管理系统设计到主要页面布局都做了详细阐述。

通过在终端节点上更换不同的传感器，该系统还可以方便地进行扩展，以完成其他多种环境参数的监测。

如何有效部署多类型、多数量的传感器，如何保证网络传输数据的准确性和稳定性，以便更加全面地监测动物养殖环境信息，均有待于进一步的研究。

参考文献

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[15] cc2530.http：///link？url=sRIzecbeuC-ONfo55813cI7bsxBHYDBuO6zVzWi4sn4GMBBjnkJp4HjWSISiER9lNBpe_ia5ljBfxUAPFwck7K.

第4篇：智慧农业工程范文

关键词：粒子群算法；粒子群算法优化； PSO

一、粒子群算法的背景

粒子群算法（ Particle Swarm Optimization， PSO）最早是由Eberhart和Kennedy于1995年提出。该算法从鸟群的觅食活动中得到启发并用于求解优化问题。

二、算法简介

该算法主要模拟鸟群的觅食行为，假设一个有n只鸟（粒子）组成的鸟群（群体）对D维的空间进行觅食，每只鸟在飞行的时候，既要考虑到自己的当前最优位置，也要也考虑鸟群的最优位置，在算法实现时加入了c1和c2两个量。c1是粒子个体认知系数，称为“认知学习因子”。c2是社会认知系数，所以又叫做“社会学习因子”。两者统称为“学习因子”。下面给出粒子群算法的速度以及位置更新公式：

除了以上4种，还有其他针对的学习因子进行优化的方法，例如带有权重函数学习因子[12]；三角函数变化学习因子[13]；非对称学习因子[14]等等。

四、粒子群算法的应用

例如将其应用到各类连续问题和离散问题的优化，包括模糊控制器设计，机器人路径规划，信号处理和模式识别，将其应用到神经网络的训练中，将其应用到各种实际问题中，包括车间调度，TSP，VRP，配电网络，农业工程等各种实际问题中。

五、粒子群算法展望

随着各种优化过后的粒子群算法的提出，例如MOPSO（多目标粒子群算法），DMPSO（动态多目标粒子群优化算法），SMOPSO（随机多目标粒子群算法），CMPSO（混沌变异粒子群算法），粒子群算法将会应用到更多的实际当中去。因为粒子群算法本身存在易陷入局部最优，因此如何将其与其他智能算法结合，取长补短，也将会成为一大趋势。

[参考文献]

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[13] 徐生兵， 夏文杰， 代安定. 一种改进学习因子的粒子群算法[J]. 信息安全与技术， 2012， 3（7）：17-19.

第5篇：智慧农业工程范文

虚拟现实（VR）技术是指创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善的交互作用能力的虚拟现实系统。它为人类观察自然、欣赏景观、了解实体提供了身临其境的感觉，可以利用虚拟现实技术演示农作物受病虫害侵袭的情况、农作物生长的虚拟、农业自然灾害的虚拟现实、土地中残留农药迁移的模拟等。

当前随着虚拟现实技术在农业领域的应用日益广泛，“虚拟农业”成为农学专家们最为关注的课题之一。

虚拟农业，即以农业领域研究对象（农作物、畜、禽、鱼、农产品市场、资源高效利用等）为核心，采用先进信息技术手段，实现以计算机为平台的研究对象与环境因子交互作用，以品种改良、环境改造、环境适应、增产等为目的的技术系统。

虚拟农业主要由以下几部分构成：

1、农业现实信息采集（科学数据库提供相应的农业环境等方面的数据）；

2、3D作物模型（虚拟对象模型）和3D环境模型；

3、作物（虚拟对象）传感器（根、茎、叶）；

4、作物（虚拟对象）与虚拟环境间相互作用――专家系统、模型等；

人作为外部因子用对作物（虚拟对象）的期望、环境的改变，自然变化的预测等来参与虚拟农业。

总的来看，虚拟农业是农业科学和信息技术相结合的产物，它对农业生产中的现象、过程进行模拟和虚拟，达到合理利用农业资源，缩短农业领域重大项目研究的时间，节约经费，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品质量和产量的目的。它是一项非常实用的技术，有着极高的推广价值。

虚拟农业如何应用

从广义来说虚拟农业与虚拟现实一样，只要你能在农业领域想象到的都可以用虚拟农业来实现，但在实践上我们通常都先着眼于对国计民生有重要意义的项目中来，如：

1、以水稻、玉米、小麦、大豆、棉花等主要农作物的高产、稳产、品质、品种为目的的虚拟；

2、以提高猪、牛、羊、鸡、鱼等主要肉类产品的品质、产量为目的的虚拟，以及新品种的虚拟；

3、以提高设施农业利用效率为目的的虚拟；

4、以提高资源综合利用效率为目的的虚拟；

5、以农产品市场为对象的虚拟；

6、对农机虚拟制造环境的模拟；

7、农业虚拟实验室；

8、农业技能的远程教育与虚拟培训等等。

海外对虚拟农业的开拓

英国麦当劳最近奔赴英国各地举行的农业展览和收获庆祝活动――“跟随我们食物的脚步”，并且利用VR技术，为到场参加者提供一个体验农民生活的机会，这对不少从未接触过农村及农业养殖工作的都市人来说是个很好的教育机会。

在活动中，参与者能够佩戴Gear VR观看一段VR动画，了解无农药农场以及放养养鸡场的生产过程，大家可以了解到麦当劳食品所使用的小麦和鸡肉是如何种植和养殖的。除此之外，参与者还能够佩戴Oculus Rift观看一段360度视频，视频名为《作物顶端（Top of the Crop）》。在这段VR视频中，我们仿佛乘坐着大型收割拖拉机，根据广播中的指示，慢慢地将在地下生长的土豆挖出来。

这并不是农业行业第一次采用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术。

据澳洲电视台ABC Rural报道，由于前阵时间《口袋小怪GO》的热卖，AR技术也逐渐被人们所熟知，连农民们也跟上了这一势头。南昆士兰大学农业工程研究中心的研究工程师Mecheal Scobie对此评论道：“由于大家都听说过《口袋妖怪GO》，所以向他们解释AR的机制变得更加容易了。当然，AR并不是VR，你不必完全沉浸在虚拟世界中。”利用AR技术，在不久的将来， 农业专家可以不用下地考察了。

他继续解释了AR技术是如何帮助农民工作的，其中的方式包括为农民提供灌溉水量的计划值，这样农民可以根据降水量选择合适的灌溉水量。“在以往，农民面对的是粗略繁杂的表格和单子，现在AR技术让这一切都直接在你眼前呈现”，他说。“使用AR的方式就和你平时使用手机一样简单，你只需要把你的手机当做信息收集器，它就会在地平线尽头不断收集碎片化信息，随后，主机将会把这些信息综合分析之后呈现给你。”

Scobie举例解释了AR技术是如何持续帮助农业生产的：如果你有一台装载有AR设备的拖拉机，我们甚至可以实时告诉你它运行的位置、效率等具体情况。“或者你在水泵上装载了追踪器，你就可以在手机上查看水泵的排水量、燃油和电力使用量。”

国内对虚拟农业的尝试

VR+乡村旅游

在刚刚召开的第十六届全国“村长”论坛上，大家领略了中国农业的领先科技：无人机施肥、喷洒农药，VR设备展示农村的优美风光，运用北斗导航对乡村旅游实现智慧管理，地合云图实现对农村土地规划使用的大数据管理……看起来有些“高大上”的技术，如今都开始在中国的新农村发展中得以应用。

在全国论坛主会场一楼，VR体验区吸引了众多代表的眼球。戴上VR设备后，大家不仅可以看到彭州的宝山温泉度假区、白鹿中法风情小镇等风光，通过调节按钮，还可以前后、左右、上下全方位看到这些风光，具有身临其境的感觉。

绿水青山、蓝天白云、鸟语花香，这是许多农村所拥有的优美环境，也是当下乡村游发展的优势。如何更好地推广自己的旅游景点？显然，用普通的文字、图片、视频作展示似乎已经不那么有吸睛效果了。这时候就需要VR的现身。VR设备让体验者观看山谷景色时，仿佛有乘坐飞机游山谷的感觉，既有在现场的“立体感”，又能360度观看周围景色，十分过瘾。而当画面切换到餐厅里的九尺板鸭等美食“近在咫尺”时，更有垂涎欲滴的感觉。这样的旅游推广让观众体验式地感受当地风景，极大地增加了吸引力。

VR+农业直播

在广东省湛江市遂溪县一场“沙虫”众筹签约仪式上，“VR+直播”与农产品通过“互联网+信用三农”完美地结合在一起。短短三分钟时间，近两百人在线体验并认筹了二十万元的“沙虫”。与会人员现场用VR眼镜体验了“沙虫”的生长过程，用手机体验沙虫生产的直播视频。

此外，最近在湖南娄底新化县举行的“紫鹊春天会”春潮涌动，在波光粼粼的世界遗产紫鹊界梯田里，有一群时尚“蛙人”戴着暴风魔镜，体验着远古农耕文明与超现代互联网科技VR的热情相拥。显然，紫鹊界没有辜负这个春天。VR出现在农耕梯田，就标志着这片有着数千年历史的始祖梯田已经或正在步入农业4.0时代。

第6篇：智慧农业工程范文

农业是光伏应用的重要领域

说到光伏产业的具体应用，多数人的脑海里都会出现在西部戈壁滩或者沙漠建设的光伏电站，或者在工业厂房屋顶建设的分布式电站。由于太阳辐射能量密度低，建设光伏电站一般需要大面积的廉价土地，比如戈壁滩、半固定的沙漠和盐碱地等。长期以来，我国主要在新疆、青海、甘肃、内蒙古等地发展光伏产业。但由于这些地区适合建设的地方十分有限，且把这些电从沙漠地区运输到工业比较发达的沿海和南部地区成本比较高，所以中国目前的光伏电站已经遭遇了发展的瓶颈，西部地区的电站建设速度也逐渐放缓。

那么光伏产品能不能应用到农业一线生产中呢？答案是肯定的，比如利用太阳能的浇灌方式，太阳能照明、杀虫等等已经有了很多应用，而进一步将光伏发电电池板或者薄膜作为农业工程的一部分进行建设，就形成了目前的分布式光伏应用的一种新的模式——光伏农业。

据介绍，目前光伏农业主要有两种应用模式，一是通过在农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板或者光伏薄膜来实现。其优势在于：首先，由于其具备一定的透光性，不仅能满足不同作物的采光需求，可种植有机农产品、名贵苗木等各类高附加值作物，还能够养殖牲畜、发展渔业，或者实现作物的反季种植。其次，光伏农业大棚利用的是农业大棚的棚顶，因此能够节约土地资源。最后，作为一种新型的农业生产经营模式，在带动区域农业科学技术推广和应用的同时，通过实现农业科技化、农业产业化，将成为区域农业增效和农民增收的支柱型产业。比如光伏农业大棚把农业、生态和旅游业结合起来，利用田园景观、农业生产活动、农业生态环境和生态农业经营模式，以贴近自然的特色旅游项目吸引周边城市游客在周末及节假日作短期停留，以最大限度利用资源，增加旅游收益。

光伏农业的另外一种应用模式是将光伏发电系统独立出来，作为电站来提供电力。采用光伏发电，不仅能解决荒漠土地、林地或者大棚周边的取水灌溉、鱼塘供氧、荒漠治理、草原畜牧、海水淡化等领域的供电问题，并且无需架设电网、无需储能装置，既经济又环保。

比如光伏提水灌溉系统的应用就可以很大程度上解决我国农业浇灌和人民生产生活水资源短缺问题。国家气象局太阳能资源调查数据显示，我国荒漠太阳能资源总面积约为130万平方公里，按照每平方公里安装40MW的估计，装机潜力容量可达到500GW。在这些无电地区，通过建立光伏电站发电，实现荒漠作物的提水灌溉。治沙女英雄牛玉琴治理的毛乌素沙漠就是很好的例子，治沙基地使用Solartech光伏扬水系统，在防沙治沙的同时还种植了玉米、大豆等各类经济作物。

而从目前的发展趋势来看，我国光伏农业市场的产品供应和需求都在逐步放大之中。其中的主要产品门类也已经从单纯的太阳能电池和太阳能电力系统拓展到光伏水泵（光伏滴灌、喷灌、微灌产品）、太阳能污水净化系统、农业用太阳能转光膜、农业用光伏玻璃、太阳能马灯、太阳能充电器、太阳能照明灭蚊灯、太阳能杀虫灯等。

因此，光伏农业科技不仅能够有效利用太阳能资源，产出清洁绿色能源，还能实现高效种植，为绿色农业生产提供一条新的路径。光伏农业的本质是一场实现农场变工厂，田间变车间的过程。现代农业是需要科技和新能源的推理和动力，而光伏技术的应用对现代农业的支撑是恰逢其时，也是历史必然。

光伏农业市场需求空间巨大

应该说，我国从一开始对光伏农业的市场前景认识程度并不高。记者跟踪了多年光伏产业的变化，我国光伏产业最开始主要针对的是欧美市场，其产品主要为光伏电池板，虽然控制器、蓄电池组、逆变器等设备的技术水平在不断上升，但是一直以来，农业都不是光伏产业的目标。一直到2012年欧美与我国光伏电池的双反事件的爆发，才让众多的企业重视起分布式光伏乃至农业光伏领域的存在。

NPDSolarbuzz分析师韩启明表示：“中国的农业光伏市场曾经被下游光伏供应商及安装商忽视。在中国光伏出口面临欧美双反限制的不利情况下，在本土发掘更多的需求将成为光伏产业界的重要课题，农业光伏则是众多应用中最具前景的一种。在农业光伏项目中，最普遍的类型就是光伏大棚，因为除了供应电力它们还具有其他优势。位于温室顶部的光伏电池板可以遮阳吸热，替代建筑材料，并增加整体美观。”

目前，与农业高度结合的商业光伏设施正在我国得到一线光伏开发商的支持，这一新的光伏应用类别预计在未来几年内会迅速增长。比如应用到生态农业大棚中的仿生态转光膜技术，这种技术能根据不同植物生长对不同波长光吸收的需求，对透过转光膜的太阳光进行波长转换，以便农作物更容易吸收，提高了光合作用的效率。这种新型农业大棚能完全实现能源自给，既节能环保，又极易维护，相比于传统大棚，有成本低廉、农产品量质皆高的优点。

2014年初，总面积3024平方米的国内首个拥有自主知识产权集成创新的智慧温室在北京通州投产。该温室的特点就是将光伏能源、现代农业装备以及物联网技术进行了有机融合，集成应用了物联网技术、无土栽培技术与自动化装备，通过可视化管理和智能化决策，实现作物精准化高效生产。这里通过装备利用太阳能集热系统、太阳能薄膜光伏发电系统、草莓高产栽培装置、苗木移植机器人、基于植物生长检测的物联网系统、智能型自动转移喷灌机等，可以满足温室生产的灌溉、施肥、补光、补温等不同用电的需求。同时，还具有融雪功能，提高了温室透光率和抗风雪性能。

在国家相关政策抑制大型集中式地面电站建设、分布式发展又遭遇“好屋顶难求”的背景下，光伏蔬菜大棚、“渔光互补”水产养殖、太阳能杀虫等一系列农业领域的应用，为国内光伏农业的发展带来了新的机会。

光伏技术和产品在现代农业中有着广泛的运用前景和重大的现实意义。有专家计算，如果在全国大面积、大范围地推广光伏农业产品，其市场可达千亿元规模，在5年内可达到万亿元规模。

光伏农业项目建设遍地开花

由于建设农业与光伏一体化电站，将传统农业种植与光伏发电相结合，提高光伏发电项目土地的综合利用率，实现阳光、土地资源的立体高效利用。因此得到了众多地区的青睐。

2013年4月，河南省西峡县中菇香菇专业合作社的光伏香菇产业项目全面实施。该项目利用西峡香菇种植基地的优势，引入太阳能光伏发电，全面提升该县香菇产业发展水平。作为河南省惟一一家获得鲜菇出口资质的企业，中菇合作社年产标准化香菇3000万袋。光伏香菇产业项目计划在3年内，把合作社现有的1200亩种植基地建设成集40兆瓦装机容量的光伏电站和1000万袋香菇高效种植基地为一体的光伏农业示范基地。

2013年9月，江西省兴国县与恒天电力光伏有限公司签订恒天电力兴国20MW光伏农业科技大棚（电站）项目，项目总投资约3亿元。该项目一期建设10MW光伏农业科技大棚，占地面积600亩，投资1.8亿元；二期建设10MW光伏农业科技大棚，投资1.2亿元。

据了解，该项目的一期工程位于兴国县埠头乡龙沙村龙沙湾，以大棚棚顶安装高效晶体硅电池组件采集电量为特色。采取双向运营，利用棚顶光伏发电，打造“自发自用、余量上网、电网调节”的运营模式；在棚内种植苗木、茶叶、花卉、蔬菜等农产品，打造以现代农业为主的科技大棚旅游区。该项目建成后将成为该县首家以光伏发电与现代农业、旅游观光有机结合起来的新型农业产业化项目。

2013年10月，五原晟宇100MW光伏一期项目具备发电条件。晟宇100兆瓦光伏设施农业项目总投资4.12亿元，是由内蒙古山路能源集团有限责任公司投资建设、集光伏发电与设施农业为一体的示范工程。项目分三部分组成：建设占地200亩的光伏温室，在温室顶部安装光伏太阳板，实现空中发电、棚内种植；利用原有旧排干改造，建设占地80亩的鱼塘电站；采取节水设施农业喷灌技术，建设占地1200亩的地面电站，并间隙种植优质牧草及中草药，实现农业与工业的有机结合。

2013年10月，江苏连云港市目前正兴建首座蔬菜大棚光伏电站——二龙山光伏农业生态科技园，项目总投资1.5亿元，设计装机规模15兆瓦。建成后，年发电量可达2000万千瓦时，园区蔬菜大棚年产各类水果400余吨。这里温室里的照明、通风、供暖等用电问题通过光伏发电解决，在同等面积的土地上形成立体的生产，实现了大棚和电站的双向受益。”

2013年11月，国家金太阳示范工程—“中国蔬菜之乡”寿光首个蔬菜大棚光伏发电项目正式并入国家电网。该项目年均发电量近160万千瓦时，除满足蔬菜大棚用电外，大部分将输送给周边居民使用，实现了发电、种菜双丰收。

据笔者不完全统计，到2014年3月，我国光伏蔬菜大棚、“渔光互补”水产养殖、光伏畜禽养殖大棚项目等已经达到400多个。对于我国光伏产业来说，在农业领域应用的市场价值和市场空间正在快速发展。

光伏企业紧盯光伏农业发展

目前，国家正在大力倡导并推进分布式光伏发电项目的实施，光伏发电与新型农业、科技农业、旅游观光相结合的绿色能源与现代农业相结合的经济发展模式正在吸引光伏企业的眼球。从2013年以来的市场发展来看，目前在中国许多省市，尤其是新疆、湖南和河北，越来越多的光伏项目开发商开始优先考虑包括光伏农业在内的光伏应用新机遇。

以中国节能环保集团公司为例，该公司在去年就谋划运作总量超过100兆瓦的农业光伏项目。2013年2月，中节能太阳能公司应城光伏农业科技有限公司注册成立，成为太阳能第22家下属子公司。据悉，中节能已顺利取得由应城市工商管理局颁发的中节能（应城）光伏农业科技有限公司企业法人营业执照，应城项目公司正式成立，该子公司的成立将加快推动应城10MW光伏农业科技项目的建设。2013年8月6日，中节能（汉川）农业光伏科技大棚项目并网成功，向大棚输送电能。这标志着湖北首个农业光伏科技大棚正式投运。

此外，中海阳能源集团、追日电气、东方日升、保定天威保变、英利、汉能控股等企业都在抓紧实施与光伏农业相关的项目。比如中海阳能源集团公司已于近日成功中标中节能乐平20兆瓦光伏农业科技大棚电站项目，项目是江西省引入的首家将光伏新能源应用于农业领域的项目，同时也是目前全国规模最大的光伏农业大棚项目。而作为该项目的EPC总承包商，中海阳将为其提供全方位解决方案。据了解，中节能乐平20兆瓦光伏农业大棚项目通过在农业大棚上架设太阳能电池板，在不改变农用地性质的同时，将大棚屋顶光伏发电系统产生的电流接入就近变电站并网发电。安装在大棚上的太阳能电池板还将起到隔绝红外线作用，处理好传统农业大棚保温、升温问题。此外，太阳能电池板所发电力还能为农业大棚的LED植物灯系统、生物杀虫灯、地源热泵、加温和散热设备、拍水泵和营养液循环系统、植保设施等使用，从而达到棚上清洁发电、棚下高效种植的效果。

而我国两家著名的薄膜光伏产品公司，保定天威保变和汉能公司也纷纷与光伏农业结缘。保定天威保变电气股份有限公司透露，天威薄膜公司一期技术升级新产品——薄膜光伏叠层组件，成功签订山东光伏农业项目供货合同。天威集团总经理丁强介绍，该光伏农业项目位于山东省，包括16个蔬菜大棚，采用叠层120W型组件，总装机容量0.69兆瓦。这是继2010年天威薄膜公司17千瓦透光组件在山东寿光薄膜光伏农业透光大棚成功应用后，再次承建该工程的二期项目。

第7篇：智慧农业工程范文

1. 农业文化遗产的概念

关于农业文化遗产（或更为宽泛的“农业遗产”的概念），我国著名农业历史学家石声汉先生从广义和狭义两个方面进行了阐述。广义的农业文化遗产包括来自于现代农业的农药、化肥、机械等以外的有关农业的所有要素；狭义的农业文化遗产指已经逐渐淡出农业生产过程的农业要素。

我们的理解是：广义的农业文化遗产指人类在历史时期农业生产活动中所创造的以物质或非物质形态存在的各种技术与知识集成，主要包括农业遗址、农业工具、农业文献、农业民俗、农业技术、农业物种、农业工程、农业景观、农业品牌、农业村落等10种类型。狭义的农业文化遗产指历史时期创造并延续至今、人与自然协调、包括技术与知识体系在内的农业生产系统，特指联合国粮农组织（FAO）推进的全球重要农业文化遗产（GIAHS）与农业部推进的中国重要农业文化遗产（China-NIAHS）。

全球重要农业文化遗产是联合国粮农组织在全球环境基金的支持下，于2002年发起的一个大型项目，旨在建立全球重要农业文化遗产及其有关的景观、生物多样性、知识和文化保护体系，并在世界范围内得到认可与保护，使之成为可持续管理的基础。该项目将努力促进地区和全球范围内对当地农民和少数民族关于自然和环境的传统知识和管理经验更好地认识，并运用这些知识和经验来应对当展所面临的挑战，特别是促进可持续农业的振兴和农村发展目标的实现。

按照FAO的定义，全球重要农业文化遗产是农村与其所处环境长期协同进化和动态适应下所形成的独特的土地利用系统和农业景观，这些系统与景观具有丰富的生物多样性，而且可以满足当地社会经济与文化发展的需要，有利于促进区域可持续发展。进一步表述，这些农业生产系统是农、林、牧、渔复合系统，是植物、动物、人类与景观在特殊环境下共同适应与共同进化的系统，是通过高度适应的社会与文化实践和机制进行管理的系统，是能够为当地提供食物与生计安全和社会、文化、生态系统服务功能的系统，是在地区、国家和国际水平具有重要意义的系统，同时也是面临着威胁的系统。

我国是最早响应和积极参与全球重要农业文化遗产保护的国家之一。2004年以来，我国农业部、中国科学院积极支持，有关地方政府积极配合，不同学科的专家和遗产地人民积极参与，在示范点选择与推荐、保护利用探索与经验推广、科学研究与科学普及等方面开展了卓有成效的工作，获得了良好的社会效益、生态效益与经济效益，成为其他国家学习的榜样。

2012年3月，农业部正式启动中国重要农业文化遗产挖掘与保护工作。中国重要农业文化遗产是指人类与其所处环境长期协同发展中，创造并传承至今的独特的农业生产系统，这些系统具有丰富的农业生物多样性、传统知识与技术体系、独特的生态与文化景观等，对我国农业文化传承、农业可持续发展和农业功能拓展具有重要的科学价值和实践意义。根据这一定义，主要包括小规模庭院经济型、特殊遗传资源保护型、多个物种互利共生型、景观生态结构优化型、水土资源持续利用型等不同类型。

2. 农业文化遗产的特点

（1）活态性：这类农业文化遗产是有人参与、至今仍在使用、具有较强的生产与生态功能的农业生产系统，系统地直接生产产品和间接生态与文化服务依然是农民生计保障和乡村和谐发展的重要基础。

（2）动态性：指随着社会经济发展与技术进步，以及满足人类不断增长的生存与发展需要，所表现出的系统稳定基础上的结构与功能的调整。

（3）适应性：指随着自然条件的变化所表现出的系统稳定基础上的协同进化，充分体现出人与自然和谐的生存智慧。

（4）复合性：这类遗产不仅包括一般意义上的传统农业知识和技术，还包括那些历史悠久、结构合理的传统农业景观，以及独特的农业生物资源与丰富的生物多样性，体现了自然遗产、文化遗产、文化景观遗产、非物质文化遗产的复合特点。

（5）战略性：这类农业文化遗产对于应对全球化和全球变化带来的影响，保护生物多样性，保障生态安全与粮食安全，有效缓解贫困，促进农业可持续发展和农村生态文明建设具有重要的战略意义。

（6）多功能性：这类遗产具有多样化的农产品和巨大的生态与文化价值，充分体现出食品保障、原料供给、就业增收、生态保护、观光休闲、文化传承、科学研究等多种功能。

（7）可持续性：主要体现在这些农业文化遗产对于极端自然条件的适应、居民生计安全的维持和社区和谐发展的促进作用。

（8）濒危性：指由于政策与技术原因和社会经济发展阶段性特征所造成的系统不可逆变化，表现为农业生物多样性的减少和丧失、传统农业技术和知识体系的消失、农业生态系统的破坏。

二、农业文化遗产的价值

农业文化遗产具有突出的生态价值、社会价值、文化价值、科研价值和示范价值等， 这些价值从不同方面体现了农业文化遗产价值的多样性。充分挖掘农业文化遗产的多种价值， 可为农业文化遗产保护和合理开发利用提供依据。

第8篇：智慧农业工程范文

关键词：农业；物联网；智能农业

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2016)07-0250-02

1物联网的概念

“物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见，“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流，物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上，在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息，这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术，能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展，对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集，在经济飞速发展的今天，信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展，人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点，经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说，物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上，人们往往只能感受到一个非常平面的形象，但是运用了物联网之后，人与人之间将可以全方面的感知对方，这种感知不再是单一平面的，而是立体以及三维的。由此可见，物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之，物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中，将物品的任何细节都与互联网连接起来，进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台，让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国，在农业高速发展的今天，对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整，为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。

2物联网在农业中的应用现状

在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展，欧洲的物联网被分为很多个层次，且在物联网的发展过程中，农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中，农作物的发展情况被第一时间获知，作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害，这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中，传感器获取各类数据的功能被放大，信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来，为了适应社会经济结构的变化，欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革，实现了物联网在农业领域的大范围使用，形成了一批良好的产业化应用模式，推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展，为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国，在农业物联网的发展方面具有较大的需求，为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈，物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节，实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通，在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。

2.1农业资源利用

在农业资源探测以及监控方面，我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统，实现信息的整合以及分析，经过层层监控和分析之后，将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时，为了方便农作物的采集，实现农业资源信息的及时反馈，GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前，在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术，GPS技术也就是定位技术利用卫星，对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握，而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策，对突况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态，对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器，用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数，及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。

2.2农业生态环境监控

农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础，为了对农业生态的环境进行全方位的监控，还需要做到以下几点。一方面，要加强立法，完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面，在建立农业物联网的同时，对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控，为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题，因此对环境监控方面仍然不可松懈，对大气环境，对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现，地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量，在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原，在星星点点的检测站的建设下，我国的环境检测形成了一个巨大的网络，这些系统依靠传感器以及无线通信技术，是我国农业发展的强大后备军。

2.3农业生产精细管理

建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起，才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后，农作物的生产环节变得无限透明，对农业生产信息的获取，对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。

3农业物联网的技术创新

农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面：1）数据收集：在农作物的生长过程中，对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时，监控者可以第一时间发现，并且在物联网络上找到解决方案，并且对作物生长环境中的设备进行调控。2）视频监控：在物联网迅猛发展的今天，用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备，就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况，也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3）数据存储：在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材，在农业物联网中实现一个档案的存放。4）数据研究：系统将会在收集到数据之后，第一时间实现报表的制作，让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5）远程控制：由于物联网的便利性以及可操作性，用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6）错误报警：系统将会给用户权限设定一些警戒线，超出警戒线，物联网将会第一时间通知用户，让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。

4推动农业物联网进程的建议和展望

我国幅员辽阔，并且由于农作物生长范围较大，因此建议物联网建立专业的工程专项，在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求，在已有试点区域的基础上，扩大物联网试点的范围。与此同时，物联网作为一个新兴产业，政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善，而物联网又具备高投入、高风险的特点，为了支持物联网的发展，政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟，但是在大环境下，我们在政策的支持下或许能够奋起直追，与欧美国家站在同一起跑线上。目前，在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透，可以预见的是，在不久的将来，互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及，用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术，结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告，为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段，用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握，不仅如此，强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费，为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时，用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此，物联网在农业发展中的前途不可限量，几乎方方面面都可以运用到物联网，而未来的农业在物联网技术的支持下，也会更加的智能，这对我国农业的发展拥有者巨大的作用，对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。

参考文献：

[1]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报,2014(7).

[2]秦怀斌,李道亮,郭理.农业物联网的发展及关键技术应用进展[J].农机化研究,2014(4).

[3]李瑾,郭美荣,高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报,2015(S2).

[4]彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报,2012(2).

第9篇：智慧农业工程范文

关键词：无线传感器网络；物联网；传感器节点

中图分类号：TP391.44文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）08-0025-02

2009年在无锡成立“感知中国”中心，并且，目前针对物联网的《国家物联网“十二五”发展规划》也正在制定过程中，进一步确定了物联网技术在新兴科技领域中的重要位置。而无线传感器网络作为物联网中的核心产业，也需要更多的关注与研究，以促进物联网的发展，使得物联网成为新的全球经济增长点。

1无线传感器网络和物联网的简介

1.1无线传感器网络

无线传感器网络（WSN, wireless sensor networks）是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成，是采用无线通信的方式形成的一个多跳自组织网络系统，能够通过集成化的微型传感器，协同地实时监测、感知、采集和处理网络覆盖区域中各种感知对象的信息，并对信息资料进行处理，再通过无线通信方式发送，并以自组多跳网络方式传送给信息用户，以此实现数据收集、目标跟踪以及报警监控等各种功能。

目前，传感器信息获取技术逐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，其智能化的发展将会带来一场信息革命。无线传感器网络技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，该技术具备的感知能力、计算能力、通信能力，给更多WSN的应用空间和应用价值提供了可能性，是物联网当前研究开发的热点之一。

1.2物联网

物联网（IOT, internet of things）顾名思义就是物物相连。目前较为认可的物联网定义为：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

另外，物联网可以理解为通过“泛在网络”实现“泛在服务”，基于个人和社会的各种需求，通过融合前沿智能技术，实现人与人、人与物、物与物之间所需要的信息采集、传递、存储、加工处理、决策使用等综合服务，是一种更加广泛深远的未来网络应用形态。

物联网最为明显的特征是物物相连，信息可以自动化处理，无需人为操作，所以效率极高，降低了人为因素引发的不稳定性。因此，物联网在各个行业中的应用潜力非常巨大，应用领域也非常广泛，发挥了极大的价值作用，而且物联网将与互联网有效地整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。

2无线传感器网络在物联网领域中的应用

物联网是由感知层、网络层和应用层构成的层次体系。感知层主要涉及到RFID、传感器、二维码等机器设备，然后通过电信网和互联网的融合网络层，及时准确地传递物体基本信息，在应用平台上，利用各种先进智能技术对信息资料进行分析处理，以便对物体进行智能控制。如图1所示，传感器在基础感知层，负责对物体信息的采集和抓取，这一功能对于物联网技术的发展和应用，起着至关重要的支撑作用。

2.1无线传感器网络在军事领域中的应用

无线传感器网络的可快速随机部署、可自组织、隐蔽性强、高容错性等特点，使得传感器节点在恶劣的战场环境中发挥极大的作用。

在军事领域应用方面，结合无线传感器技术思想，将大量廉价传感器节点，通过飞机或火炮等发射装置，按照一定的密度投放到待监测区域内，对节点周边环境的各种参数，如温度、湿度、声音、磁场等信息进行采集，然后由传感器自组织网络，通过网关、互联网、卫星等通讯方式，传回信息中心，实时监控敌军兵力与装备，实时监视冲突区，进行目标定位，战场评估，并实现各种攻击的监测和搜索等功能，有效地提高军队的作战决策能力。

2.2无线传感器网络在工业领域中的应用

无线传感器网络在工业领域中的应用比较广泛，比如工业安全、先进制造、交通控制管理、安防系统、仓储物流管理等领域，其中工业安全领域的应用研究已日趋壮大。在计算机技术、无线通信技术、微电子技术和网络技术发展的推动下，工业通信技术正朝着智能化和网络化的方向不断发展。目前，随着测控系统规模的不断扩大，煤矿、石化、核电等行业对工作人员安全及易燃、易爆、有毒物质的监测成本非常昂贵。其中，煤炭行业对先进的井下安全生产保障系统的需求日渐巨大。因此，降低投资和使用成本成为工业通信技术发展新阶段的迫切要求。而无线传感器网络的成本低廉、方便简捷、泛在感知等特点可以满足工业通信领域的多个要求。对传感器节点经防爆处理和技术优化后，用于危险的工作环境，实时全面地监控员工安全及工业全流程，及时获取险恶工作环境下工作现场的员工基本情况、工作环境状况以及其它无法在线监测的重要工业过程参数，并在此基础上，优化控制工业流程，提高产品质量，降低工业生产过程中的各种安全事故，达到国家指定的安全生产目标。目前，作者所在的山东省科学院省计算中心部门无线传感器网络团队开展了煤矿井下定位系统的研究，取得了重要的研究成果。

2.3无线传感器网络在农业领域中的应用

农业作为中国发展经济的一大基础，促进其优质高产将产生重大的意义。无线传感器网络的通信简便、部署简捷、可密集分布等优势，可以充分地发挥在农业生产领域中，用以监测土壤环境状况、农作物灌溉及生长情况、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表特征检测。再结合目前成熟的互联网技术、GPS技术，可以构建能动态实时管理的系统平台。例如英特尔公司在俄勒冈建立的世界上第一个无线葡萄园，通过无线传感器监测葡萄生长环境中得各种因素，并分析葡萄质量与各种影响因素之间的关系，是典型的精准农业、智能耕种的实例。在国内，在“九五”计划中，“工厂高效农业工程”把智能传感器和传感器网络化的研制列为国家重点项目，可以看出无线传感器网络在农业领域中的重要作用和意义。

2.4无线传感器网络在医疗护理领域中的应用

目前，随着国家人口老龄化日趋明显，在医疗护理方面的问题也愈加增多起来，对于病患者的病情实时关注成为亟待解决的问题。无线传感器网络在此方面发挥了重要作用，在患者身上可以安放各种传感器，用以检测采集各种生理信息，比如体温、呼吸、血压等生理数据，一方面可以随时关注患者的病情发展情况，另一方面，可以将收集的生理数据作为研制新药品的参考资料。另外，也可以在患者居住的环境里安放多个传感器节点，有效监测病人的活动状况，进行远程的人体行为监测。现在，美国已经开展了一个无线传感器网络系统项目，可以实现家庭护理，方便老年人独居时给予及时的帮助。

2.5无线传感器网络在智能家居领域中的应用

目前，智能家居是物联网发展的一个重要方向。从一定意义上讲智能家居就是高科技的家庭自动化系统，融合了计算机网络系统、自动化控制系统、综合布线技术及网络通讯技术，自动化控制、远程控制家庭中的各种产品设备，实现拟人化的要求，提升家居安全性、便捷性、舒适性，并实现环保节能。而自动化、远程控制所需的各种信息，均是由无线传感器节点进行传达的，比如环境检测信息、安放系统的有效实施，都需要无线传感器节点提供家庭煤气含量、温度、湿度等环境信息。所以，在智能家居系统中，每一个家居设备或终端，都会设置对应的传感器节点，通过无线传感器网络节点间的自组织互连，实现家庭设备互连与信息控制，从而实现家居生活的智能化。

3传感器技术在物联网中的必要性

据分析机构预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前广泛应用于物流、零售和制药领域，2010～2015年物体互联，2015～2020年物体进入半智能化，2020年之后物件全智能化。经初步估计，中国物联网产业链的发展和应用将有可能创造1000亿元左右的产值。而且，已有部分省市的关于十二五期间物联网发展规划，已加快形成物联网产业基本框架等一系列的“智慧”行动，表明了大力发展物联网的决心。而传感器作为物联网关键物件之一，在物联网的发展与应用过程中，传感器网络技术的提高与发展势必会产生巨大的推动作用。

物联网包含感知层、网络层和应用层三个层面，叶云认为，目前中国最缺乏的是感知层的产品和技术，是信息的抓取和聚合。在感知层中，由于传感器技术的技术成熟度和成本问题，阻碍了无线传感器网络及物联网的大规模发展及应用。余建美指出，四个方面的因素将最终将决定物联网的普及程度，一是无线传感器的进一步低功耗化，二是发展无线供电或采电技术，三是能源的超微型化，四就是无线传感器自身的微型化。除此之外，传感器的集成制造技术、信号检测的智能化发展，也是无线传感器需要考虑改善的重要方面。

因此，目前的传感器技术的主要研究工作就要注重以上四个方面的因素，突破这些研究热点，物联网的发展水平势必会突飞猛进，应用也将会广泛普及，市场规模进一步扩大，物联网就可以真正实现物物相联，成为会“说话”、会“思考”、会“行动”的物物信息交流网络。

4结语

物联网时代的到来带来了千载难逢的机遇，而无线传感器技术作为物联网或不可缺的应用技术，它的突破性研究，必将促进物联网的发展，推动各行业的广泛应用，促进世界信息化的发展与建设。

参考文献：

[1] N.Gross.21 ideas for the 21st century[J].Business Week,

1999,(8).