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1、会计学1物联网技术在现代农业中的应用物联网技术在现代农业中的应用(yngyng)旗硕科技旗硕科技第一页，共41页。1010月月8 8日，无锡向国务院申建日，无锡向国务院申建”国家传感网创新示范区国家传感网创新示范区“，总面积达，总面积达2020平方公里平方公里1111月月1717日，福建省黄小晶省长要求即刻成立福建省物联网协调小组及办公室。日，福建省黄小晶省长要求即刻成立福建省物联网协调小组及办公室。1 1月月2 2日，上海市商务委连发两项通知，表示将从日，上海市商务委连发两项通知，表示将从20102010年起实施物联网建设体系，政府出资带年起实施物联网建设体系，政府出资带动，提升上海现代物流
2、业的服务升级。动，提升上海现代物流业的服务升级。1 1月月7 7日，广东省常务副省长黄龙云表示，建立传感网打造日，广东省常务副省长黄龙云表示，建立传感网打造”智慧广东智慧广东“。1 1月月1212日，北京市市长郭金龙指出，发展物联网技术，提高首都信息化应用水平。日，北京市市长郭金龙指出，发展物联网技术，提高首都信息化应用水平。1 1月月2828日，山东省政府工作日，山东省政府工作(gngzu)(gngzu)报告首次提及加快物联网和云计算的研究。报告首次提及加快物联网和云计算的研究。4 4月月1 1日，江苏省物联网产业发展规划纲要（日，江苏省物联网产业发展规划纲要（200920122009201
3、2年）出台。年）出台。6 6月月1010日，全国首家实体运作物联网工程学院在江南大学挂牌成立。江苏省委常委、市委书记日，全国首家实体运作物联网工程学院在江南大学挂牌成立。江苏省委常委、市委书记杨卫泽为学院揭牌。杨卫泽为学院揭牌。7 7月月2828日，日，20102010年安徽省农村物联网高峰论坛暨安徽省新农村物联网工程技术研究中心成立年安徽省农村物联网高峰论坛暨安徽省新农村物联网工程技术研究中心成立政府(zhngf)大事记第2页第2页/共41页第二页，共41页。n n利用信息化利用信息化 和工业化技术感知中国和工业化技术感知中国n n战略性新兴产业战略性新兴产业n n物联网时代物联网时代(sh
4、di)(shdi)的国家安全的国家安全物联网(lin wn)关键词 第3页第3页/共41页第三页，共41页。PAN个人个人WANLAN全球全球市区市区/近郊近郊园区园区/楼宇楼宇/办公室办公室从私域网到广域网第4页第4页/共41页第四页，共41页。n n物联网的产业及政策背景n n物联网技术及应用现状n n农业物联网及成功案例(n l)n n物联网平台提纲提纲提纲提纲(tgng)(tgng)第5页第5页/共41页第五页，共41页。摘自易观国际摘自易观国际(guj)(guj)WSN技术(jsh)原理第6页第6页/共41页第六页，共41页。30-100美元(miyun)（模块）成本(chngbn)
5、相对较高覆盖(fgi)广、质量好大范围语音和数据传输应用无线通信无线通信约20美元高功耗、协议开销大、需要接入点使用现有网络、高速率、组网灵活（前向、后向兼容）Web/Email/Video等相关应用WiFi（802.11b)50美分左右美分左右缺少安全性规范和完善的标准可靠、电源和成本优势、组网方便家庭、楼宇自动化以及监控类应用ZigBee5-50美分无处理能力，单向成本低、无功耗物流、军事、防伪等多种行业无源无源RFID低于5美元以移动电话为中心，每网最多8个节点应用较多、成本较低且方便使用替代有线：替代有线：遥感勘测、移动电子商务、数字电子设备、工业控制、智能化建筑、家庭和办公自动化、电
6、子商务、无线公文包、军事蓝牙蓝牙节点成本节点成本缺点缺点优点优点主要应用主要应用主要技术主要技术无线传输技术摘自某研究报告*zigbee实际的售价在100元以上第7页第7页/共41页第七页，共41页。传感器的技术(jsh)评估功耗:准确性 0点漂移标定(bio dn)可靠性结构和环境影响成本个性化第8页第8页/共41页第八页，共41页。网关应用业务平台传感器网IP网络远距离传输网ITU-TNGNCENSmart MeteringISO/IEC JTC1UWSNCENELECSmart meteringOASISW3CIPSOIPV6 hareware and protocol;sZCLZigB
7、ee AllianceZB Applicattion ProfilesIETF 6LowPANPhy-Mac Over IPV6IETF ROLLRouting over Low PowerLossy NetworksOMAGSMASCAG,ETSIM2M TC3GPPSA1,SA3,ESMIGMeteringEPCGLobalGS1HGIHome GatewayInitiativeUtilitiesMeteringWOSAKNXW-MbusIEEE802.15.4信息(xnx)来源：ETSI M2M TC整体(zhngt)框架ITU-T SG13USN网络的需求(xqi)和架构设计ETSI
8、M2M TCM2M需求(xqi)和功能架构ISO/IEC JTC1 SC6 SGSNSN研究报告WSN/RFIDIEEE802.15低速近距离无线通信技术标准IETF 6LoWPAN ROLL基于的IPv6，低功耗有损网络路由EPCGlobal GS1RFID标识和解析EPC Global召开了有关ONS(Object Name Service)的路由和命名问题的讨论 智能电网/计量电信网FCC：美国智能电网标准IEEE：P2030：智能电网Guide：智能电网近距离无线标准CEN/CENELEC/ETSI欧洲智能计量标准3GPP SA1/SA2/RAN2M2M优化需求网络和无线接入的M2M优
9、化技术GSMA SCAG：智能SIM卡OMA DMWSN标准：第9页/共41页第九页，共41页。n nIEEE 802.15 IEEE 802.15 该组织致力于无线个人网该组织致力于无线个人网(WPAN)(WPAN)网络底层协议标准制定，其分表的网络底层协议标准制定，其分表的 详细定详细定义了义了 PHY PHY 和和 MAC MAC 层实现的各种机制，在最近的层实现的各种机制，在最近的 中添加了对中国中添加了对中国 WPAN WPAN 频段支持频段支持(314(314316 MHz,430434 MHz,and 779787 MHz bands)316 MHz,430434 MHz,and
10、 779787 MHz bands)以及以及 O-QPSK O-QPSK 调制的支持。调制的支持。n nZigBee Alliance Zigbee ZigBee Alliance Zigbee 是基于是基于 标准建立的针对标准建立的针对 WPAN WPAN 的整套协议栈。标准与的整套协议栈。标准与 ZigBee ZigBee Alliance Alliance 的关系相当于的关系相当于 IEEE 802.11 IEEE 802.11 标准与标准与 WIFI Alliance WIFI Alliance的关系。基于的关系。基于 ZigBee ZigBee 的的 RF RF 芯片芯片在数千个微小
11、的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要(xyo)(xyo)很少的能量，很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以的通信效率非以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以的通信效率非常高，广泛应用于工业场景。常高，广泛应用于工业场景。WSN标准(biozhn)：第10页第10页/共41页第十页，共41页。n nIETF 6LoWPAN IETF 6LoWPAN 该工作组的任务是定义在如何利用该工作组的任务是定义在如何利用(lyng)(lyng)链路支持基于链路支持基于 IPv6
12、 IPv6的通信的同的通信的同时，遵守开放标准以及保证与其他时，遵守开放标准以及保证与其他 IP IP 设备的互操作性。该协议中使用了设备的互操作性。该协议中使用了 IP IP 报头压缩技报头压缩技术，将庞大的术，将庞大的 128 128 位位 IPv6 IPv6 源或目的地址压缩或删除，同时在源或目的地址压缩或删除，同时在 MAC MAC 与与 IP IP 层之间使用适配层之间使用适配层，使得层，使得 1280 1280 比特的比特的 IPv6 IPv6 的的 MTU MTU 能够在能够在 127 127 字节的字节的 MAC frame MAC frame 上传输。上传输。n nIPSO
13、Alliance IPSO Alliance 该联盟为各大该联盟为各大 IT IT 厂商结合产物，致力于推动厂商结合产物，致力于推动 IP IP 协议在智能物体上的普及。协议在智能物体上的普及。n nZigBee ZigBee 标准标准 n nZigBee ZigBee 协议栈底层是基于协议栈底层是基于 的的 PHY PHY 层和层和 MAC MAC 层机制构成，而上层包括应用层，网络层和层机制构成，而上层包括应用层，网络层和安全服务层。安全服务层。WSN标准(biozhn)：第11页第11页/共41页第十一页，共41页。EPCEPC(EPC C1G2被接受为ISO18000-6C)ISOIS
14、O（ISO18000-6B）UIDUID读写速度读写速度信息位数信息位数应用领域应用领域频段频段技技术术差差异异采用的组织和企业采用的组织和企业研发机构研发机构标准化组织标准化组织组组织织结结构构地区地区美国美国 欧洲欧洲欧洲为主欧洲为主日本日本EPC GlobalISOUbiquitous ID Center芯片：美国国防部，德州仪器，Intel；识别器：Symbol；软件：IBM，微软。目前欧洲也开始参与研发。芯片：STMicroelectronics，Philips；识别器：Nokia，Checkpoint；软件：SAP日立ULSI牵头，NEC、东芝、富士通等国内企业。也有少数外国厂商，
15、如微软，三星等参与。美国军方，FDA和SSA等政府机构，沃尔玛，保洁，吉列，强生，100多家欧美流通企业均为EPC成员。大型零售商，如德国METRO，英国Tesco。NEC(RFID手机)，Sankei，Shogakukan(产品跟踪)。T-Engine Forum的475家企业将会采用(大部分为日本企业)902MHz-928MHz(UHF频段)13.56MHz(智能卡)860MHz-950MHz2.45GHz(ISO标准)13.56MHz(智能卡)40kbps640kbps最多同时读写1000个标签40kbps同时读写数十个标签250kbpsEPC C1G1:6496位EPC C1G2:96
16、256位64位128位，可扩展至512位车辆管理、生产线自动化控制、物资跟踪、出入境人员管理。关卡、码头作业和RFID标签数量不大的区域。电子支付、物流、服装、印刷等，在物流等非制造领域使用较为广泛。RFID标准(biozhn)对比：第12页第12页/共41页第十二页，共41页。ConnectwareConnectPort Gateway DatabaseRemote ApplicationRouter/BridgeWirelessAdapterEmbeddedWireless需要需要(xyo)无线射频和嵌入式设计无线射频和嵌入式设计Python可编程需求可编程需求(xqi)系统系统(xtng
17、)基本需求基本需求远程集中化管理需求远程集中化管理需求WSN商用系统摘自DigiIntranet管理管理计费计费安全性安全性第13页第13页/共41页第十三页，共41页。公共事业公共事业/服务服务交通运输交通运输个人用户个人用户批发零售批发零售工业工业/制造制造业业商业商业/服务服务业业农业农业开采开采/建筑建筑金融金融定位/跟踪/导航安全/监控移动支付及管理自动化和远程管理计量/检测远程医疗重点重点(zhngdin)应用应用WSN应用(yngyng)情况摘自某研究(ynji)报告第14页第14页/共41页第十四页，共41页。单位(dnwi)：百万元同方软件综合平台亚太安讯GPS及网络视频安全
18、监控系统新大陆二维码行业应用、电子回执、烟草物流信息化管理远望谷ATIS铁道部车号自动识别系统、烟草、军事行业、RFID产品航天信息防伪税控系统、IC卡、系统集成业务厦门信达光电业务和电子标签国内的WSN应用(yngyng)情况摘自某研究(ynji)报告第15页第15页/共41页第十五页，共41页。n n物联网的产业(chny)及政策背景n n物联网技术及应用现状n n农业物联网及成功案例n n物联网平台提纲提纲提纲提纲(tgng)(tgng)第16页第16页/共41页第十六页，共41页。n n农业的精细化要求：农业的精细化要求：n n喜温植物不能长期忍受喜温植物不能长期忍受5 5度以下度以下
19、(y(y xi)xi)的低温，的低温，1010度以下度以下(y(y xi)xi)停止生长，如停止生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等n n耐热蔬菜生长温度要求在耐热蔬菜生长温度要求在2020至至3030度，要求昼夜温差不低于度，要求昼夜温差不低于1010度度第17页农业背景和发展(fzhn)现状（一）第17页/共41页第十七页，共41页。n n国内现有温室的种植方式：粗放型种植，根据农民祖辈相传的经验国内现有温室的种植方式：粗放型种植，根据农民祖辈相传的经验n n国外倡导的精细化农业种植：不仅国外倡导的精细化农业种植：不仅(bj(bj n)n)节约成本，还能保证果蔬
20、可以在最适宜的环境下生长，实节约成本，还能保证果蔬可以在最适宜的环境下生长，实现增产增收现增产增收n n以西红柿种植为例：根据我们和以色列同行的交流，以色列采用精细化种植的西红柿可以实现亩产以西红柿种植为例：根据我们和以色列同行的交流，以色列采用精细化种植的西红柿可以实现亩产5050吨，而北京平谷东高村的农户，亩产仅在吨，而北京平谷东高村的农户，亩产仅在7 7吨左右。吨左右。n n以种猪养殖为例：公猪交配期的温度高于以种猪养殖为例：公猪交配期的温度高于2929度，交配时间将延长一个月度，交配时间将延长一个月n n实现精细化农业的前提是环境数据的精细化控制，这必然要求农户购买环境监测设备实现精细
21、化农业的前提是环境数据的精细化控制，这必然要求农户购买环境监测设备第18页农业(nngy)背景和发展现状（二）第18页/共41页第十八页，共41页。n n以温室为例：全国共有温室以温室为例：全国共有温室250250万公顷，大型连栋温室万公顷，大型连栋温室20002000公顷（根据公顷（根据(gnj)(gnj)北京农技北京农技推广中心主任的数据）推广中心主任的数据）n n以示范园为例：全国共有以示范园为例：全国共有50005000个大型示范基地个大型示范基地n n以养殖场为例：仅北京周边有以养殖场为例：仅北京周边有2 2万个养猪基地（根据万个养猪基地（根据(gnj)(gnj)北京客户首农集团经理
22、数据）北京客户首农集团经理数据）第19页农业市场容量(rngling)分析第19页/共41页第十九页，共41页。n n农作物的生长环境主要依靠感官经验，而不是精确、可靠的量化数据，成功的农作物的生长环境主要依靠感官经验，而不是精确、可靠的量化数据，成功的种植经验不容易被总结和复制种植经验不容易被总结和复制n n完全依赖人工控制种植过程，无法对过程进行监督和控制，尤其以科研机构和完全依赖人工控制种植过程，无法对过程进行监督和控制，尤其以科研机构和大型种植基地为例，温室的种植往往是聘请农民工，由于缺乏有效的信息化手大型种植基地为例，温室的种植往往是聘请农民工，由于缺乏有效的信息化手段，使得难于对他
23、们工作的质量进行控制。段，使得难于对他们工作的质量进行控制。n n在科研基地、示范基地、观光农业，存在在科研基地、示范基地、观光农业，存在(cnzi)(cnzi)用户需要远程了解温室环境用户需要远程了解温室环境的需求，对于此类需求，必须通过信息化的手段来满足。的需求，对于此类需求，必须通过信息化的手段来满足。第20页农业(nngy)信息化存在的问题第20页/共41页第二十页，共41页。WSN在农业(nngy)的应用前景农业是WSN技术成熟的试金石：低成本：15003000低功耗：长期使用远程：农场地处偏僻可靠性：室外(sh wi)暴晒、高湿大棚、酸碱环境易用性：“会用手机就能操作”第21页第2
24、1页/共41页第二十一页，共41页。Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration,Ministry of Education 农业物联网农业物联网(lin wn)(lin wn)关键技术发展趋关键技术发展趋势预测势预测 第22页/共41页第二十二页，共41页。n n多通道采集器和控制器通过多通道采集器和控制器通过GPRSGPRS直接和远端服务器相连，实现和远端数据的双直接和远端服务器相连，实现和远端数据的双向通讯。采集器和控制器之间也可功过移动网关直接通讯，控制器直接根据采向通讯。采集器和控制器之间也可功过移
25、动网关直接通讯，控制器直接根据采集节点发送的环境参数控制现场设备集节点发送的环境参数控制现场设备(shbi)(shbi)的开启和关闭。的开启和关闭。第23页农业科研领域(ln y)解决方案第23页/共41页第二十三页，共41页。n n产品产品(ch(ch npnp n)n)实施前，大棚采用的是有线监测方案，布线成本高，安装调试成实施前，大棚采用的是有线监测方案，布线成本高，安装调试成本高；且维护困难，在生产中很容易把线碰断，不便于移动；重新设置监测点本高；且维护困难，在生产中很容易把线碰断，不便于移动；重新设置监测点后，需要重新布线。后，需要重新布线。n n“农用通农用通”的采集设备采用无线方
26、式采集，采用太阳能板供电，无需布线，可的采集设备采用无线方式采集，采用太阳能板供电，无需布线，可在任何条件的大棚、温室内安装。采集设备收纳方便、轻巧便携。在任何条件的大棚、温室内安装。采集设备收纳方便、轻巧便携。第24页实施(shsh)前后对比农业科研领域(ln y)成功案例第24页/共41页第二十四页，共41页。2023/2/2725现场(xinchng)图片:第25页/共41页第二十五页，共41页。第26页/共41页第二十六页，共41页。n n通过通过(tnggu)Zigbee(tnggu)Zigbee的方式组建局部私域网，连接本地的采集节点和控制节点；的方式组建局部私域网，连接本地的采集
27、节点和控制节点；然后通过然后通过(tnggu)(tnggu)智能网桥的智能网桥的GPRSGPRS连接功能，实现和广域网的互联互通。连接功能，实现和广域网的互联互通。第27页种植(zhngzh)型客户解决方案第27页/共41页第二十七页，共41页。种植型客户成功(chnggng)案例蘑菇养殖第28页第28页/共41页第二十八页，共41页。种植(zhngzh)型客户成功案例蘑菇养殖第29页第29页/共41页第二十九页，共41页。n n通过通过3G3G摄像头远程监测大棚内部农作物长势及设备摄像头远程监测大棚内部农作物长势及设备n n使用使用(sh(sh yng)yng)无线传感器网络实时采集大棚内部
28、温湿度和光照数据、土壤水分无线传感器网络实时采集大棚内部温湿度和光照数据、土壤水分n n通过通过3G3G无线网络远程控制大棚内部设备无线网络远程控制大棚内部设备n n使用使用(sh(sh yng)yng)无线通讯，实时显示播报生态区动态的实时播报无线通讯，实时显示播报生态区动态的实时播报第30页观光农业(un un nn y)解决方案第30页/共41页第三十页，共41页。种植型客户(k h)成功案例观光农场第31页第31页/共41页第三十一页，共41页。种植(zhngzh)型客户成功案例观光农场第32页第32页/共41页第三十二页，共41页。n n农业资源管理：农用土地资源、水资源、生产资料农
29、业资源管理：农用土地资源、水资源、生产资料n n农业生态环境管理：土壤、大气、水质、气象、灾害农业生态环境管理：土壤、大气、水质、气象、灾害n n生产过程管理：农田精耕细作、设施农业、健康养殖生产过程管理：农田精耕细作、设施农业、健康养殖n n农产品与食品安全：产地环境，产后、贮藏加工农产品与食品安全：产地环境，产后、贮藏加工(ji gng)(ji gng)、物流运输、供应链、物流运输、供应链可追溯系统可追溯系统n n农业装备与设施：工况监测、远程诊断、服务调度。农业装备与设施：工况监测、远程诊断、服务调度。物联网(lin wn)在农业的其他应用第33页第33页/共41页第三十三页，共41页。
30、n n物联网的产业(chny)及政策背景n n物联网技术及应用现状n n农业物联网及成功案例n n农业物联网平台提纲提纲提纲提纲(tgng)(tgng)第34页第34页/共41页第三十四页，共41页。旗硕设备旗硕设备旗硕设备旗硕设备(shbi)(shbi)（一）（一）（一）（一）:支持Zigbee/GPRS/GSM Zigbee传输距离1600 米设备功率:13W无线传输速率,40kbps使用(shyng)温度:(-40-85oC)930v的宽压输入第35页第35页/共41页第三十五页，共41页。设备(shbi)（二）:4-20mA，0-5V信号，数字信号采集太阳能供电、电池供电可视传输距离(
31、jl)100m、1.6Km、10Km、22Km可选防水、防晒、防雷击设计第36页第36页/共41页第三十六页，共41页。旗硕可提供(tgng)的物联网设备：智能(zh nn)网关多通道采集器无线控制器无线路由器无线网桥智能(zh nn)显示设备第37页第37页/共41页第三十七页，共41页。旗硕物联网(lin wn)平台第38页第38页/共41页第三十八页，共41页。旗硕物联网(lin wn)平台第39页第39页/共41页第三十九页，共41页。谢谢(xi xie)！欢迎(hunyng)交流第40页/共41页第四十页，共41页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第41页/共41页第四十一页，共41页。