物联网基础大作业
题目： 一个关于物联网的创想
学院(系部)： 管理工程学院 专业：工业工程（）班级：级工业工程 学生姓名：学号：
成绩：□优秀 □良好 □中等 □及格 □不及格（注：方框打√）
2017年4月14日
创想的基础
一，物联网的基本介绍
通俗的说物联网就是一个“物物相连”的网络。物联网的核心还是互联网，它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。不同的是物联网的用户端能延伸到任何物品与物品之间，并能在任何物品之间进行信息交换和通信。
二，物联网的原理
物联网是计算机互联网的基础之上的扩展。利用全球定位、传感器、射频识别、无线数据通信技术，创造一个覆盖世界上万事万物的巨型网络，就像蜘蛛网一样，可以连接到任意角落。
三，物联网的基本框架
类似于仿生学，物联网模仿的是人类的思维能力和执行能力。而这些功能的实现都需要通过感知、网络和应用方面的多项技术，才能实现物联网的拟人化。因此物联网可分为感知层、网络层和应用层。
四，我对物联网的理解
物联网是一个让空间的界限减小的新型网络。它取消了物体与物体之间的独立性让一切变得简单快捷。我认为物联网最重要的是物与人之间联系的建立和让一切变得具有可控性。物联网让将来变得更加可预知。
五，我的中心思想
将万事万物掌握于手中，建立一个未来的农业体验性种植基地和与其一条链的种植成果传递链等。
我的想法简略和设计目标、意义
想法简略：
这是一个来自于开心农场灵感。建立一个让人们自己管理却不用像一般的农业工作那样需要事必亲躬的进行现场管理。我称之为“乐活农业”。
大致内容为：城市居民可以在网上认领一片自己看中的农业用地，通过手机端选择自己想种植的东西（你选择后会有相关人员在该土地种植你选择的产品）什么时候施肥、打药、浇水都会有各种传感器提供的精确数据进行智能计算提供给手机端用户。用户可以在手机上输入相关数据，只能农业的各种机器会提供相应量的植物所需物质。然后不断进行管理和照看最终形成的产品会通过物流等形式传送给你。
这是一个与物联网结合的新型农业项目。通过物联网各项技术监控和管理，形成一个以农业为基础的新型娱乐项目且与生活机密结合起来。减少人们对农业产品的农药残留的怀疑和对食物的不放心。
设计目标、意义：
建立一个全自动化的农业种植模块，并形成一个拥有智能的农业设施。减少农业种植者对经验的依赖，让所有人都可以轻松种植任何东西。其意义使土地拥有着不再会因土地的限制而不能从事其它行业。让农业不再是拖累人们的行业从而解放大量劳动力。为其他行业以及物联网的发展提供巨大的劳动资源。
该想法的现状分析
“乐活农业”是娱乐与智能农业的结合体，目前没有相似模式进行。但其基础还是智能农业。也因此智能农业的现状决定着“乐活农业”的发展。 目前，发达国家设施农业已具备了技术成套、设施设备完善、生产比较规范，产量稳定、质量保证性强等特点，形成了设施制造、环控调节、生产资材为一体的产业体系，能根据动植物生长的最适宜生态条件在现代化设施农业内进行四季恒定的环境自动控制，使得不受气候条件的影响，实现了周年生产、均衡上市。 以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统，并不断开发模拟控制软件。从基质搅拌、装钵、定植、栽培、施肥、灌溉、钵体移动基本实现机械运作，室内温度、光照、湿度、作物生长情况、环境等全部由计算机监控，在计算机智能化、温室环境调控方面都已成型。 但我国政策利好，但目前的智慧农业还是刚刚起步，处于信息采集设备制造阶段，并没有真正进入应用阶段。而且我国农业环境信息复杂，不仅多维度、多模态、分散、不均匀，而且动态变化相互影响。
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、维护成本高。现在有些地方有钱，但是没有技术，而且即使有了技术也不会最高效的使用。目前，我国是农业大国，还不是农业强国，随着技术的不断更新，智慧农业将具有广阔的发展前景，以物联网、移动互联等信息技术及智能农业装备为核心的智慧农业在农业生产领域应用日渐深入。不过想要实现“乐活农业”还有很长的路要走。
总体设计方案
将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，和大数据的计算，准确的感知问题的发生并确定问题发生的位置，这样农业将逐渐的从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。托普云农智能农业系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。如图1所示。
智能农业系统组成
智能农业物联网系统由数据采集系统、视频采集系统、无线传输系统、控制系统和数据处理系统组成。
（1）数据采集系统。主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。温度包括空气温度、浅层土壤温度、深层土壤温度三种；湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量、深层土壤含水量三种。数据传感器的上穿采用Zigbee和RS485两种模式。根据传输方式的不同，温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线版采用Zigbee发送模块将传感器的数值传送到Zigbee节点上；有线版采用电缆方式将数据传送到RS485节点上。无线版具有部署灵活，扩展方便等优点；有线版具有高速部署，数据稳定等优点。
智能农业系统网络拓扑
智能农业系统在网络方面采取了多种制式，远程通讯采用3G无线网络，近距离传输采取无线ZigBee模式和有线RS485模式相结合，保证网络系统的稳定运行。
智能农业系统主要功能 数据采集
温室内温度、湿度、光照度、土壤含水量等数据通过有线或无线网络传递给数据处理系统，如果传感器上报的参数超标，系统出现或值告警，并可以自动控制相关设备进行智能调节。
视频监控
用户随时随地通过3G手机或电脑可以观看到温室内的实际影像，对农作物生长进程进行远程监控。
数据存储
系统可对历史数据进行存储，形成知识库，以备随时进行处理和查询。 数据分析
智能农业物联网系统将采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况（折线图）和空间分布状况（场图），提供日报、月报等历史报表。
远程控制
用户在任何时间、任何地点通过任意能上网终端，均可实现对温室内各种设备进行远程控制。
错误报警
系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的错误情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。
统一认证
智能农业物联网系统实现统一认证、集中管理控制，包括用户管理、设备管理、认证管理、权限管理等功能。
手机监控
3G手机可以实现与电脑终端同样的功能，实时查看各种由传感器传来的数据，并能调节温室内喷淋、卷帘、风机等各种设备。
“乐活农业”的运行模式
与已形成的智能农业为根本，开发用户所使用的APP，建立一个完善的虚拟操作系统，使用户产生如同真实的农业管理感受体验到种植和收获农产品的快乐。给处于快节奏生活人们田园生活般的感受。当产品成熟以后由专业人员收集处理，无线扫描每块承包地的电子标签，通过RFID技术进行用户信息了解，然后把产品通过“乐活农业”专属运输通道运往各地的用户手中。
优势和应用前景
优势：
涉及技术门类多。系统融合了3G、HTTP、宽带、物联网、传感器等国内前沿技术，具备开展商业运营的能力。目前无此类产业，虽具有风险性但可执行性高。属于新类商业运行模式，具有没有竞争的良好开创性。
应用前景：
该模式在将来的农业用途将起着极其重大的意义，并具有很好的应用前景是农业发展的一个方向。农业与娱乐结合这一模式将改变世界的农业生产方式。
总结
我国农业智能化发展依旧比较缓慢，但总体态势是好的国家的大力支持和各种试验性的点建立，都为该创想提供着良好的发展条件和方向，在将来的某一天“乐活农业”类型的运行模式一定会产生并将快速的发展成为一种常态式的农业运行模式。
推动农业信息化进程的建议和展望
目前，物联网技术仅在农业生产的育秧阶段进行了实际应用，不久的将来，将拓展到农业生产的各个环节。育秧阶段可实时查看到温室大棚内的温度、湿度、土壤含水量等信息，并可通过3G手机或电脑，对温室内各种设备进行远程监控、远程控制；灌溉阶段，利用物联网技术，结合全球眼实现水库闸坝、水位的视频监控，可全方位掌握雨情、水情、工情信息，实时动态为山洪灾害的及时预警，及时撤离提供技术支持，为合理灌溉提供技术手段；收割阶段，对收割机等农机设施进行车辆定位和设备监控，实时掌握各项设施的运行状况和位置信息，达到农机设备运行效率最大化；农作物运输阶段，可对运输车辆进行位置信息查询和视频监控，及时了解车厢内外的情况和调整车厢内温湿度，同时还可对车辆进行防盗处理，一旦发现车锁被撬或车辆出现异常，自动进行报警；存储阶段，通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证粮库内的温湿度平衡，结合全球眼设备，用户可通过3G手机和电脑实时查看粮库内外情况并进行远程控制，为粮食的安全运送和存储保驾护航。物联网在农业发展中的应用还远远不止这些，未来的农业在物联网技术的支持下，将变得更加智能化、自动化、现代化。
