物聯(lián)網(wǎng)工程導論論文
近幾年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱(chēng)為繼計算、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。目前較為公認的物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過(guò)射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了在任何時(shí)間、地點(diǎn)以及任何物質(zhì)都能夠進(jìn)行順暢通訊的泛在網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現物與物之間的感知和通信，更是和人們的生活密不可分。
(一) 溫室系統
理想的溫室系統是一個(gè)小型恒定的密封環(huán)境。在以往的溫室中，都是由人工憑借個(gè)人經(jīng)驗，固定的時(shí)間和固定的季節進(jìn)行相對固定的操作，所形成的溫室環(huán)境也是極其不穩定，不恒定的。人為因素產(chǎn)生了很大的影響，結果也是因人而異。
而有一種自動(dòng)控制系統，能夠很好的解決這些問(wèn)題。提高溫室系統的穩定性。其主要的結構和原理是：在溫室環(huán)境中部署多種植物、環(huán)境、土壤傳感器，如葉面溫度、葉面濕度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤水分、土壤PH值等傳感器。加之與設施農業(yè)、精準農業(yè)相結合，產(chǎn)生了，新的現代化智能農業(yè)系統。在現場(chǎng)的終端傳感器節點(diǎn)不斷的將現場(chǎng)的傳感器采集到的環(huán)境以數值化的方式通過(guò)（GPRS、WIFI、Zigbee等）上傳到云端服務(wù)器。
云端對數據進(jìn)行存儲、分析、決定。產(chǎn)生相應的反應機制，下發(fā)給下位控制端�？刂片F場(chǎng)的環(huán)境調節節點(diǎn)。當下位調節節點(diǎn)接收到相應的命令之后做出相應的反應。比如，當現場(chǎng)環(huán)境溫度傳感器采集到的溫度環(huán)境過(guò)低時(shí)，當把數據上傳到云端，云端就會(huì )將這一溫度做一比較處理，發(fā)現該溫度低于警戒溫度，那就會(huì )觸發(fā)相應的機制，對下位控制加溫措施，并將溫度過(guò)低的警訊上
報給相應的工作人員。工作人員可以選擇使用系統自動(dòng)控制或者手動(dòng)人工干預。時(shí)該溫室系統時(shí)時(shí)保持在一個(gè)相對穩定的環(huán)境中。使植物更加穩定、健康的生長(cháng)提高產(chǎn)量。
（二）漁業(yè)水質(zhì)系統
長(cháng)期以來(lái)，我國水產(chǎn)養殖生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟效益為目標，養殖密度過(guò)高，加上保護養殖環(huán)境意識淡薄，養殖病害呈逐年加重之勢，隨之而來(lái)的是藥物濫用現象較為普遍，以至于水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到有效保障，水產(chǎn)養殖業(yè)可持續發(fā)展受到嚴重影響。影響水產(chǎn)養殖環(huán)境的關(guān)鍵參數就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、PH等，但這些關(guān)鍵因素即看不見(jiàn)又摸不著(zhù)很難準確把握�，F有的水產(chǎn)管理是以養殖經(jīng)驗為指導，穩定性極差。沒(méi)有對魚(yú)兒的生長(cháng)環(huán)境有一個(gè)直觀(guān)的認識。往往一些災難性的突變之前水質(zhì)中的相應的微量元素發(fā)生了極大的變化但是只是靠人的肉眼是無(wú)法加以識別的。因此給漁業(yè)養殖戶(hù)門(mén)帶來(lái)的極大的損失。
但同樣可以為魚(yú)場(chǎng)提供一個(gè)專(zhuān)業(yè)的個(gè)性化的養殖解決方案。比如，以水中溫度、PH、溶解氧，電導率為采集終端，為客戶(hù)提供了一個(gè)觀(guān)察魚(yú)的眼睛和窗口。當水中溶解氧過(guò)低時(shí)，云端就會(huì )開(kāi)啟增氧機，為魚(yú)兒提供充足的氧氣。用戶(hù)還可以通過(guò)手機端、現場(chǎng)按鍵開(kāi)關(guān)等等開(kāi)啟。當魚(yú)兒需要進(jìn)食時(shí)，會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟投食機，甚至可以開(kāi)啟遠程診斷系統，由農業(yè)專(zhuān)家在遠端通過(guò)看相應現場(chǎng)環(huán)境畫(huà)面、傳感器數據做出診斷，指導農戶(hù)。
(三) 小型氣象站系統
氣象自古以來(lái)就是與人們生活息息相關(guān)，在幾千年的人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中，人類(lèi)從早期的聽(tīng)天由命到后期的利用天氣。尤其是在農業(yè)生活中，看天吃飯的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，人們可以提前預知天氣，提前預防，將天氣帶來(lái)的災害降到最小。 自動(dòng)氣象站在農業(yè)領(lǐng)域上有什么應用?農作物的生態(tài)環(huán)境不但給農產(chǎn)品的質(zhì)量有著(zhù)很大的影響，同時(shí)也給農民在種植農作物中最關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。氣象條件與農業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān) 。因此農業(yè)小型氣象站應運而生。他可以為農戶(hù)了解當時(shí)天氣情況。通過(guò)數據分析來(lái)采取下一步的
狀況。不再盲目的看天、等天吃飯。農業(yè)小氣象站主要有風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量，光照度，溫濕度等等。根據不同的需求來(lái)添加不同的傳感器。
目前國內比較主流和先進(jìn)的自動(dòng)氣象站主要采用的是GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸模式，氣象采集站通過(guò)信息平臺可以看到這些數據。我們可以采用GPRS甚至是wifi ，zigbee 。傳感器數量可以根據客戶(hù)不斷定制。采用太陽(yáng)能供電，或者小型風(fēng)力發(fā)電，做到無(wú)需人工參與，全自動(dòng)。使您對天氣有了一個(gè)更加直觀(guān)的認知。
（四）花卉養殖系統
在溫室系統種植經(jīng)濟作物中，花卉養植可以說(shuō)具有很大的比重。每年中國甚至是世界種植作物中，觀(guān)賞性植物占到了很大的'市場(chǎng)份額。如何提高花卉的養殖質(zhì)量，讓花開(kāi)的更加漂亮，更加持久，這里除了科學(xué)的種植方法，如何做到科學(xué)有效的種植環(huán)境也起到重要的作用，在智能溫室基礎上為花卉的種植做研究和開(kāi)發(fā)，可以做到準確實(shí)時(shí)的觀(guān)測花卉的生長(cháng)和環(huán)境控制。
如今便可以智能養花，用數據來(lái)看花，通過(guò)植物桿徑生長(cháng)傳感器就可以知道植物每天生長(cháng)，葉面濕度，葉面溫度，土壤肥料，土壤PH，土壤溫度等等，這些眼睛在實(shí)時(shí)觀(guān)察著(zhù)植物生長(cháng)的狀況，讓你無(wú)時(shí)無(wú)刻，只要想看一下現場(chǎng)溫室的生長(cháng)狀況只需要拿出手機或者打開(kāi)電腦，登錄云端系統，進(jìn)入自己的賬戶(hù)，就可以看到這些數據。
（五）智能養殖系統
家畜的養殖在人類(lèi)生活中密不可分，人類(lèi)馴化動(dòng)物用以食用或者幫助人類(lèi)生產(chǎn)，如今智慧農業(yè)已經(jīng)到來(lái)，智慧養殖也就應運而生。
第一部分：數據采集部分
在養殖環(huán)境中，其生長(cháng)需要一個(gè)相對比較穩定的環(huán)境。一些環(huán)境因素是主要參考，比如溫度、濕度、二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、一氧化碳（CO）、光照度等對動(dòng)物生長(cháng)起到了主要影
響，對其健康生長(cháng)密切相關(guān)。沈陽(yáng)智耕電子專(zhuān)門(mén)為養殖環(huán)境設計了適合于養殖環(huán)境的數據采集系統，采用無(wú)線(xiàn)Zigbee組網(wǎng)，傳輸距離遠，穿透性強。該系統適合于圈舍的潮濕環(huán)境，具有高安全性、可靠性、穩定性。數據采集系統可以24小時(shí)不間斷的工作，替您按上一雙眼睛，無(wú)時(shí)無(wú)刻注意著(zhù)圈舍環(huán)境。您只需要在云端觀(guān)測現場(chǎng)環(huán)境數據即可。
第二部分：環(huán)境干預部分
由于圈舍內動(dòng)物活動(dòng)或者舍外大氣環(huán)境的變化都會(huì )直接或者間接的影響圈舍內的環(huán)境變化，從而舍內環(huán)境不利于動(dòng)物的生長(cháng)，所以就需要環(huán)境干預部分的工作了。該部分與數據采集部分密切合作。數據采集部分采集到相應的環(huán)境因素，某一部分環(huán)境因素超過(guò)設定的閾值，就會(huì )告知環(huán)境干預部分進(jìn)行相應的環(huán)境干預操作。比如當數據采集部分檢測到舍內濕度過(guò)高超過(guò)了之前設定的閾值，那么接下就會(huì )啟動(dòng)環(huán)境干預部分進(jìn)行開(kāi)啟通風(fēng)窗進(jìn)行放風(fēng)，是濕度達到理想值之后又會(huì )關(guān)閉該通風(fēng)窗使舍內濕度環(huán)境始終維持在一定的范圍內。
第三部分：自動(dòng)養殖部分
僅僅是環(huán)境適宜動(dòng)物生長(cháng)了那還是不夠的，動(dòng)物們的飲食、飲水。甚至是除便相應的飼養工作的進(jìn)行才能使家畜動(dòng)物的生長(cháng)。該部分可以自動(dòng)投水或者定時(shí)投水，集中喂食干凈衛生。
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