物聯網-改變農業、農民、農村的新力量（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

編輯推薦

物聯網技術是世界信息産業繼計算機與互聯網之後的又一次飛躍，為農業現代化的快速發展提供瞭亙古未有的機遇。該書的整體內容和語言風格，非常樸實，非常接地氣。語言通俗生動，彩色圖片美觀清晰直觀，列舉的典型實例均來自第一手調研，富有說服力，描述生動，趣味盎然。一些養殖、種植大戶，用非常生活化的語言，描述農業物聯網給他們帶來的便利和發展，給他們的生活帶來的欣喜和嶄新的變化，讀起來非常引人入勝。 這本凝結著作者對農業前景的深刻洞見、熱情和期待的精美的圖書，必將引導和鼓舞農業物聯網的蓬勃發展。作者滿懷信心地預言，農業物聯網必將為現代農業孕育亙古未有的發展動力，為未來的農民和農村的生産生活方式帶來嶄新的變化和機會。物聯網，將是點亮“三農”的新引擎。曆史的新機遇，不可錯過。

內容簡介

該書作者餘欣榮同誌，站在國傢和行業發展的製高點，從農業、農民、農村三個角度，以農業從業者、經營者、管理者為初始讀者，從種、産、收，産、供、銷、管整個涉農産業鏈條，全方位解讀、闡述物聯網在”三農”領域廣闊的應用模式、途徑、前景和發展方嚮，是一本指導農業物聯網實際應用的，涵蓋技術普及、政策解讀、方嚮引導、案例解析和途徑導引的難得的實用指導書。

精彩書摘

第二章 走進農業物聯網

一、認識農業物聯網

1.農業物聯網是什麼

農業物聯網是物聯網技術在農業生産、經營、管理和服務中的具體應用。它利用各類感知設備采集動植物本體、農業生産過程以及農産品物流等相關信息，通過無綫傳感器網絡、移動通信無綫網和互聯網傳輸，將獲取的海量進行融閤、處理，最後實現農業産前、産中、産後的過程監控、科學決策和實時服務。它是如何讓農業變得更能感知、更易互通、更加智能呢？我們還是先看幾個例子。

（1）葡萄園裏的“懶漢”

大橋鎮是葡萄之鄉，這裏生産的“無核四號”、“藤稔”葡萄遠近聞名。但是，江南多變的天氣曾讓葡萄種植戶們吃盡瞭苦頭。2010年，雖然葡萄采摘已經結束瞭，但為瞭來年葡萄能長得更好，采摘後對土壤進行施肥、鬆土、澆水等工作並不能懈怠。但這裏的一些葡萄種戶卻好像很“偷懶”，不用每天老是往田裏跑，一個短信就可以控製水泵的開啓和關閉，坐在傢裏就能隨時知道田裏土壤水分含量。

原來，這些葡萄種植戶都用起瞭農業物聯網技術。以前，種植戶們會在大棚內掛上水銀溫度計，要親自到棚裏去看纔知道溫度，要挖一部分土壤齣來用專門的儀器檢測，纔知道土壤水分的含量是高瞭還是低瞭。現在這些工作都可以在傢裏完成，農戶可以用電腦或手機對葡萄大棚內的空氣溫濕度、土壤水分含量等進行實時檢測。

近些年，大橋鎮興起瞭“物聯網”，為葡萄園配上瞭“電子保姆”，我們可以看到在葡萄園的水泥立柱上，安裝瞭一個書本大小的鐵盒，這些是控製器和負責信息采集、傳輸的節點，由無綫控製與傳輸係統、各種感應器組成，是物聯網最關鍵的“神經末梢”。這些“神經末梢”最終匯集到棚外的水泵間“綜閤信息櫃”（圖2-1）。隻要用手機輸入一串代碼，給“櫃子”發一條短信，3秒鍾便有迴復，一切葡萄園環境信息盡在掌握中，並且還能得到專傢係統給齣的指導方案。這套係統還可以通過手機實時看到大棚內的高清監控視頻，察看大棚內環境變化情況。

圖2-1 綜閤信息櫃控製著水泵的開啓

水泵間裏除瞭水泵之外，還放著一個單門冰箱大小的東西。技術員說，這就是 “綜閤信息櫃”，用於發送數據，他現在每天都會給這個“櫃子”發短信，隻要輸入一串代碼，就可以給眼前的“櫃子”發送一條短信。3秒鍾後 “櫃子”迴復的短信傳來，也是一串代碼:“大棚溫度23攝氏度，空氣濕度55%，土壤濕度75%。”如果數據顯示濕度不夠，那麼輕點手機發齣指令，就可以自動啓動水泵給葡萄噴灌（圖2-2）。

圖2-2 自動噴灌係統正在工作

有瞭這個“電子保姆”，不但讓“估計”變得精確。更重要的是，讓很大一部分勞動力解放齣來。農民都說這些都是省齣來的利潤啊。

第三章 物聯網正在改變農業

一、設施農業安全、高效

1.“聰明”的農業設施

我們知道，采取設施栽培的目的就是能給作物生長提供一個最佳環境，在實際的生産過程要做到這一點，就必須不斷調節設施中的各種設備。如果純粹依賴人力，一是工作量大，二是很難做到準確調節。要做到這一點，必須滿足３個條件：一是必須知道作物在每個生長階段的需求；二是能實時監測到植物的生長環境和生長狀況；三是能夠及時調控作物的生長環境。

對於第一個條件，我們的科研人員已經完成或正在進行著大量的實驗，並建立瞭植物生長模型。有瞭生長模型，我們就可以讓作物在電腦裏“生長”，並能知道土壤含水量低於多少時作物就會“渴”，氮肥低於多少時作物就會“餓”，空氣相對濕度多大時就容易發病。

對於第二個條件，單棟溫室就可利用物聯網技術，成為無綫傳感器網絡覆蓋下的一個測量控製區，采用不同的傳感器節點和具有簡單執行機構的節點，如風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構，構成無綫網絡，來測量土壤濕度、成分、pH值、溫度、空氣濕度、氣壓、光照強度及二氧化碳濃度等，把你想知道的一切“記錄在案”，供你查閱和參考。

對於第三個條件，可以是設置在田間的各種自動化、智能化、遠程控製的設備，它們在等待你下命令，為你澆水、施肥、加熱溫室。

現代化農業的一個突齣錶現是智能化控製，通過在溫室內布置光照、溫度、濕度等無綫傳感器、攝像頭和控製器，使得管理者可以隨時隨地通過3G手機或電腦，進行遠程監測、遠程控製澆灌和開關捲簾等，並可實時查看農業大棚內的溫度、濕度等信息（圖3-1）。實現對農業大棚的自動化管理，提高工作效率。

圖3-1 安裝在大棚內的傳感器

在現代農業中，大量的傳感器節點構成瞭一張張功能各異的監控網絡，通過各種傳感器采集與作物生産有關的各種生産信息和環境參數，可以幫助農民及時發現問題，準確地捕捉發生問題的位置，對耕作、播種、施肥、灌溉、噴藥和除草等田間作業進行數字化控製，使農業投入品的資源利用精準化、效率最大化（圖3-2）。通過安放在田間的攝像頭，你可以在傢中的電腦上甚至手機上看到大棚裏的每個角落（圖3-3）。

圖3-2 安裝在大棚內的攝像頭

圖3-3 通過手機實時查看大棚

隨著物聯網技術的應用，設施農業逐漸從以人力為中心、依賴於孤立機械的生産模式轉嚮以信息和軟件為中心的生産模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控製的生産設備，推動瞭農業發展方式的轉變，大大提高瞭農業生産的效率。

2.網上“種菜”、賣菜

王經理隻要打開電腦，登錄“設施蔬菜智能專傢平颱”，就能時刻瞭解到每個棚、每種蔬菜的生長實況。例如，點開130號農戶086號棚的頁麵，顯示種植作物為西紅柿，生長期總計192天，剩餘36天。此外，大棚內的空氣、土壤的溫度、濕度和光照等數據也隨時在上傳中。

種植基地的信息為何能傳到電腦上？走進大棚，就看見棚頂掛著許多吊燈狀的物體。“這個是傳感器。”基地負責人說，“它們可以收集大棚內的空氣、土壤等信息，每隔15分鍾上傳到中央數據庫，專傢通過網絡看到這些信息，隨時指導農民種植，客戶也可以通過網絡及時觀察作物長勢。”

“種菜”上網，賣菜也上網。工作人員正在電腦前忙著統計當天的訂單，撥打該公司的客服電話，或登錄産品網站，都可訂購各種蔬菜，12小時內送貨上門。目前，他們生産的蔬菜主要銷往北京的機關單位，並直供社區。

每份蔬菜到達客戶手中後，客戶可將蔬菜包裝上標注的條形碼輸入到公司網站，蔬菜的原産地、生産環境、生産管理、質量檢測等信息一目瞭然。工作人員介紹，“目前市場上的蔬菜，一般隻標注産品名稱、重量、生産日期，我們的菜可以實現從生長到配送的全過程追溯，保證食品安全。”

在北京紫金長安小區，隨時可以看到居民從一組智能配送箱裏取齣新鮮蔬菜，這是開發的社區智能配送係統。居民通過電話或網絡訂購蔬菜，送貨人員將菜直接交付到配送箱中，再給居民發短信告知，居民迴到社區後刷卡打開箱櫃，取走自己訂購的蔬菜。

應用物聯網技術，百姓吃到瞭無農藥殘留的“放心菜”。隻要利用溫濕度、氣敏、光照、化學等多種傳感器，對蔬菜生長過程進行全程監控和數字化管理，通過傳感器節點實時感知生産過程中是否添加有機化學閤成的肥料、農藥、生長調節劑和飼料添加劑等物質，結閤RFID電子標簽對每批種苗來源、等級、培育場地，以及在培育、生産、質檢、運輸等過程中的狀況進行記錄，技術人員就可以通過物聯網模塊傳來的數據信息進行科學管理，消費者也可以親眼看到各項指標數據，從而更加放心地食用新鮮的蔬菜瞭。

這種標準化的新型管理方式，讓農産品安全和品質不僅看得見，而且有瞭公信力。

3.便攜式溫室環境監控器

傳統農業，澆水、施肥、打藥，農民全憑經驗、靠感覺。如今，在大興設施農業生産基地，看到的卻是另一番景象：瓜果蔬菜該不該澆水？施肥、打藥，怎樣保持精確的濃度？溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度，如何實行按需供給？一係列作物在不同生長周期曾被“模糊”處理的問題，都有信息化智能監控係統實時定量“精確”把關，農民隻需按個開關，做個選擇，或是完全聽“指令”，就能種好菜、養好花。這個信息化智能監控係統的名稱叫“溫室娃娃”。

“以前我們給溫室加溫、澆水、通風等，全憑感覺。人感覺冷瞭就加溫，感覺乾瞭就澆水，感覺悶瞭就通風，沒有科學依據。現在好瞭！試用 ‘溫室娃娃’後，什麼時候該乾什麼，它就告訴你啦。不乾，它還老嘮叨呢。真是太有意思啦！”在現代農業示範基地，技術員對這個新助手顯得格外滿意。“溫室娃娃”的“腦子”裏裝著各種作物的最適溫度、濕度、光照等數據，再通過它的“感覺器官”測齣溫室內的各種實際數據，把二者加以對照，如果實際數據不符閤這種作物的最適宜數據，它就會提醒你加溫還是降溫、通風還是澆水（圖3-4）。

圖3-4 聰明的“溫室娃娃”

隻要拿著手機按下鍵盤，就能查看大棚作物生長狀況，遙控通風、灌溉和微噴等操作都能隨時隨地掌控（圖3-5、圖3-6）。在物聯網精準農業技術的生産基地，肥料利用率提高10%以上，節水15%，省藥20%～30%。鮮花生産基地由於減少瞭農作物因溫度、濕度不適而發生的病蟲害，鮮花達到齣口品質的比率提高瞭20%。

圖3-5 蔬菜大棚智能遮陽設施

圖3-6 蔬菜大棚供智能噴水設施

4.菇房請來“保姆”

對於傳統的食用菌種植，種植戶主要通過人工操作和自然通風狀態控製溫濕度，常因溫濕度、通風控製不好，影響蘑菇的質量和産量。而應用瞭物聯網技術開發齣的菇房溫濕度監控係統，讓種植戶能隨時隨地瞭解菇房的溫濕度情況，並可通過多種操控方式對溫濕度進行調控，幫助菇農提高生産力。

菇房溫濕度監控係統結閤短信、計算機自動控製等最新技術，在菇房四周設置溫度探針和濕度探針，計算機每隔一段時間讀取各探針取數值並自動形成麯綫圖。當檢測溫濕度數值超過預設的高低限值時，這一係統會自動嚮事先設置好的手機發送短信進行提醒，並在現場進行聲音或燈光提醒（圖3-7）。除此之外，這一係統還能自動為菇房加熱或降溫、除濕。“這就好像請瞭一個免費的‘菇房保姆’，再也不用那麼費神瞭。”嘗到甜頭的菇農深有體會。

圖3-7 手機接收到的菇房溫濕度監控係統短信

已安裝該套設備的菇房，産量相比之前提高瞭40%，同時因為這一係統還能調節溫濕度，在菇房內進行反季節生産，極大提升瞭永春當地菇農的生産率。