物联网技术在现代农业中的应用旗硕科技课件.ppt

1、 物联网的产业及政策背景 物联网技术应用现状 农业物联网及成功案例 物联网平台物联网技术在现代农业中的推广提纲第1页8月7日，温家宝总理在无锡就“感知中国感知中国”的谈话，掀起了传感网的巨大浪潮。10月27日，工信部部长李毅中在科技日报撰文提出，启动”传感网络“的研发应用，并将其上升到”战略性新兴产业战略性新兴产业“的高度。11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表“让科技引领中国可持续发展”的文章，指出：要着力突破传感网、物联网关键技术。12月27日，温家宝总理在接受新华社记者采访时，再次把物联网提到”占领新型产业的制高点，决定国家未来决定国家未来“的高度。3月5日，温家宝工作报告首

2、次提及物联网：特别指出要大力培育战略性新兴产业。要加快物联网的研发应用。4月9日，工业和信息化部部长李毅中出席2010年经贸形势报告会时表示，要大力发展3G、物联网等新兴产业，同时，也要提高警惕，不能受制于人不能受制于人。政策大事记第2页10月8日，无锡无锡向国务院申建”国家传感网创新示范区“，总面积达20平方公里11月17日，福建省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月2日，上海市上海市商务委连发两项通知，表示将从2010年起实施物联网建设体系，政府出资带动，提升上海现代物流业的服务升级。1月7日，广东省广东省常务副省长黄龙云表示，建立传感网打造”智慧广东“。1月12

3、日，北京市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月28日，山东省山东省政府工作报告首次提及加快物联网和云计算的研究。4月1日，江苏省江苏省物联网产业发展规划纲要（20092012年）出台。6月10日，全国首家实体运作物联网工程学院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。7月28日，2010年安徽省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大事记第3页利用信息化 和工业化技术感知中国战略性新兴产业物联网时代的国家安全物联网关键词 第4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

4、室办公室从私域网到广域网第5页 物联网的产业及政策背景 物联网技术及应用现状 农业物联网及成功案例 物联网平台提纲第6页摘自易观国际WSN技术原理第7页30-100美元（模块）成本相对较高覆盖广、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

5、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8页传感器的技术评估功耗:准确性 0点漂移 标定可靠性 结构和环境影响成本个性化第9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 meteringOASISW3

6、CIPSOIPV6 hareware and protocol;sZCLZigBee AllianceZB Applicattion ProfilesIETF 6LowPANPhy-Mac Over IPV6IETF ROLLRouting over Low PowerLossy NetworksOMAGSMASCAG,ETSIM2M TC3GPPSA1,SA3,ESMIGMeteringEPCGLobalGS1HGIHome GatewayInitiativeUtilitiesMeteringWOSAKNXW-MbusIEEE802.15.4信息来源：ETSI M2M TC整体框架ITU-T

7、 SG13USN网络的需求和架构设计ETSI M2M TCM2M需求和功能架构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IEEE802.15.4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 802.15.4g：智能电网近距离无线标准CEN/CENELEC/ETSI欧洲智能

8、计量标准3GPP SA1/SA2/RAN2M2M优化需求网络和无线接入的M2M优化技术GSMA SCAG：智能SIM卡OMA DMWSN标准：IEEE 802.15 该组织致力于无线个人网(WPAN)网络底层协议标准制定，其分表的 IEEE Std 802.15.4-2006 详细定义了 PHY 和 MAC 层实现的各种机制，在最近的 IEEE Std 802.15.4-2009c 中添加了对中国 WPAN 频段支持(314316 MHz,430434 MHz,and 779787 MHz bands)以及 O-QPSK 调制的支持。ZigBee Alliance Zigbee 是基于 IEE

9、E 802.15.4 标准建立的针对 WPAN 的整套协议栈。IEEE 802.15.4 标准与 ZigBee Alliance 的关系相当于 IEEE 802.11 标准与 WIFI Alliance的关系。基于 ZigBee 的 RF 芯片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，所以的通信效率非常高，广泛应用于工业场景。WSN标准：第11页IETF 6LoWPAN 该工作组的任务是定义在如何利用 IEEE 802.15.4 链路支持基于 IPv6的通信的同时，遵守开放标准以及保证与其他 IP 设备的互

10、操作性。该协议中使用了 IP 报头压缩技术，将庞大的 128 位 IPv6 源或目的地址压缩或删除，同时在 MAC 与 IP 层之间使用适配层，使得 1280 比特的 IPv6 的 MTU 能够在 127 字节的 MAC frame 上传输。IPSO Alliance 该联盟为各大 IT 厂商结合产物，致力于推动 IP 协议在智能物体上的普及。ZigBee 标准 ZigBee 协议栈底层是基于 IEEE 802.15.4 2003 的 PHY 层和 MAC 层机制构成，而上层包括应用层，网络层和安全服务层。WSN标准：第12页(EPC C1G2被接受为ISO18000-6C)（ISO18000

11、-6B）读写速读写速度度信息位信息位数数应用领域应用领域频段频段技术差异技术差异采用的采用的组织和组织和企业企业研发机研发机构构标准化标准化组织组织组织结构组织结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，如微软，三星等参与。美国军方，F

12、DA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 C1G2:96256位64位128位，可扩展至

13、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标准对比：第13页ConnectwareConnectPort Gateway DatabaseRemote ApplicationRouter/BridgeWirelessAdapterEmbeddedWireless需要无线射频和需要无线射频和嵌入式设计嵌入式设计Python可编程需求可编程需求系统基本需求系统基本需求远程集中化远程集中化管理需求管理需求WSN商用系统摘自DigiIntranet管理管理计费计费安全性

14、安全性第14页公共事业公共事业/服服务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/制造业制造业商业商业/服务业服务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/检测远程医疗重点应用重点应用WSN应用情况摘自某研究报告第15页单位：百万元同方软件综合平台亚太安讯GPS及网络视频安全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应用情况摘自某研究报告第16页 物联网的产业及政

15、策背景 物联网技术及应用现状 农业物联网及成功案例 物联网平台提纲第17页农业的精细化要求：喜温植物不能长期忍受5度以下的低温，10度以下停止生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等耐热蔬菜生长温度要求在20至30度，要求昼夜温差不低于10度第18页农业背景和发展现状（一）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外倡导的精细化农业种植：不仅节约成本，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50吨，而北京平谷东高村的农户，亩产仅在7吨左右。以种猪养殖为例：公猪交配期的温度高于29度，交

16、配时间将延长一个月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第19页农业背景和发展现状（二）以温室为例：全国共有温室250万公顷，大型连栋温室2000公顷（根据北京农技推广中心主任的数据）以示范园为例：全国共有5000个大型示范基地以养殖场为例：仅北京周边有2万个养猪基地（根据北京客户首农集团经理数据）第20页农业市场容量分析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段，使得难

17、于对他们工作的质量进行控制。在科研基地、示范基地、观光农业，存在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。第21页农业信息化存在的问题WSN在农业的应用前景农业是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：室外暴晒、高湿大棚、酸碱环境易用性：“会用手机就能操作”第22页Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration,Ministry of Education 农业物联网关键技术发展趋势预测农业物联网关键技术发展趋势预测 多通道采集器和

18、控制器通过GPRS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，控制器直接根据采集节点发送的环境参数控制现场设备的开启和关闭。第24页农业科研领域解决方案产品实施前，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；重新设置监测点后，需要重新布线。“农用通”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。第25页实施前后对比农业科研领域成功案例2022-8-1426现场图片:通过Zigbee的方式组建局部私域网，连接本地的采集节点

19、和控制节点；然后通过智能网桥的GPRS连接功能，实现和广域网的互联互通。第28页种植型客户解决方案种植型客户成功案例蘑菇养殖第29页种植型客户成功案例蘑菇养殖第30页通过3G摄像头远程监测大棚内部农作物长势及设备使用无线传感器网络实时采集大棚内部温湿度和光照数据、土壤水分通过3G无线网络远程控制大棚内部设备使用无线通讯，实时显示播报生态区动态的实时播报第31页观光农业解决方案种植型客户成功案例观光农场第32页种植型客户成功案例观光农场第33页农业资源管理：农用土地资源、水资源、生产资料农业生态环境管理：土壤、大气、水质、气象、灾害生产过程管理：农田精耕细作、设施农业、健康养殖农产品与食品安全：

20、产地环境，产后、贮藏加工、物流运输、供应链可追溯系统农业装备与设施：工况监测、远程诊断、服务调度。物联网在农业的其他应用第34页 物联网的产业及政策背景 物联网技术及应用现状 农业物联网及成功案例 农业物联网平台提纲第35页旗硕设备（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使用温度:(-40-85oC)930v的宽压输入第36页设备（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100m、1.6Km、10Km、22Km可选防水、防晒、防雷击设计第37页旗硕可提供的物联网设备：智能网关多通道采集器无线控制器无线路由器无线网桥智能显示设备第38页旗硕物联网平台第39页旗硕物联网平台第40页谢谢！欢迎交流