智慧农业的整体系统架构

浏览: 作者:他山科技 来源: 时间:2022-08-16 分类:行业资讯

    根据智慧农业的内涵,智慧农业整体架构包括信息采集、数据传输、终端交 互和后台系统四大部分,其中,后台系统中包括数据存储,数据处理。专家系统、系统管理和运营模块。


    其中各个部分的功能介绍如下。


智慧农业


1.农业现场信息采集和控制


    这个部分主要涉及农业生产现场中各种信息的采集,以及控制信息的接收和执行。


    可以通过各种设备(主要是各种类型的传感器设备)采集的农业现场的信息包括很多种,举例如下:


    农业生产环境信息。包括农作物生长环境的空气温/湿度信息、土壤温湿度信息等,水应养殖中的水环境状况信息等,牛羊等性布养殖场所的环境信息等,以及在农产品潮源应用中,各个环节所涉及的环境信息,例如,冷库及冷错运输中环境温度的监测等。


    农产品状况信息。包括农作物、 牲畜、家禽、水产作物等各神农产品的有苗、生长、繁殖等阶段的信息,例如,植物作物的株高信息,病虫害信息等。


    其他辅助信息。些通用的信息化技术与农业生产的结合,也会为农业生产带来便利,例如,GPS信息在农业定位中的应用。


    可以通过多种控制设备(主要是各种类型的电磁开关)对农业现场的设备进行控制,例如,通风控制器、喷淋控制器,以及多幅卷帘控制器(控制卷帘位于多种状态)等标识信息可以和智慧农业中的多个应用相结合,对物体进行统一标识,通常应用在追踪和溯源应用,以及工作人员的身份识别中。例如,RFID标签及二维码标签在牛、羊等溯源系统中的应用,包括养殖环节中的RFID耳标、屠宰环节的循环RFID标签、零售环节(超市)中的二维码标签等。


    随着技术的发展及智慧农业的推广,未来会有更多的现场采集设备和控制设备出现,使得更多的农业信息可以通过互联网送至数据处理中心进行存储和分析,并使操作者可以远程查看农业生产的实时状况,以及进行远程控制。在这个部分中,传感器技术、控制器技术、标识技术是其中重要的关键技术。


数字农业


2.短距离信息传输


    这个部分主要涉及农业生产现场的短距离范围的有线和无线通信技术。在农业生产现场中,通常要部署多个设备,例如,在“温室大棚”中部署多个传感器和控制器,需要将这此现场的设备连接至互联网上。通常的做法是,使用短距离通信技术,将现场的设备与网关相连,网关再与互联网连接,从而实现终端设备通过互联网与系统后台,以及用户终端的交互。


    目前的智慧农业的各种应用场景中,短距离通信技术主要包括有线和无线两种方式。


(1)有线方式


    目前的有线方式包括模拟和数字两种,模拟方式是指模拟传感器通过模拟信号线与网关连接,通常传输的是电压或者电流信号,由于模拟传感器成本较低,因此,目前占有一些份额。数字方式是指数字传感器通过通用的协议与网关连接,目前较常用的协议有RS32455现场总线等,数字方式虽然目前的成本较高,但是组网灵活,可以实现更多的功能、将会逐渐扩大应用规模。


(2)无线方式


    由于农业现场的环境复杂,需要应用在生产现场的短距离无线通信技术具备灵活组网、低功耗等特性。目前通信业界比较流行的短距离无线通信技术是ZigBee, 其具有灵活的组网方式、优良的节电性能.以及较低的成本。目前,ZigBee 也成为智慧农业现场主要采用的短距离无线通信技术。6LoWPAN是一种结合了IPv6技术的短距离无线通信技术,具有和IPv6无缝融合的优势,是可以在下一代互联网中应用的短距离无线通信技术之一。


智能农业


3.广域信息传输


    当智慧农业系统需要进行广域互连或者服务器部署在后台公共服务环境时,需要引人广域的有线或无线通信网的支持,这个部分主要涉及智慧农业系统中各个模块、子系统与互联网的连接。将各个部分连接至互联网,可以利用互联网“无所不达"的通达性,实现在任何地方、任意时间都能通过互联网与智慧农业应用进行交互,获取实时信息,或者进行远程操作和控制。


    目前比较通用的广域通信技术包括有线和无线两种,下面分别介绍在智慧农业中使用较多的广域通信技术。


(1)有线技术


    有线方式具有传输质量稳定、带宽高、成本较低的优势,主要包括以太网、ADSL,光纤等方式。在智慧农业中,后台系统与互联网的连接,以及一些关键设备和子系统与互联网的连接需要保证,通常采用有线进行连接,必要时,采用专线技术保证数据的传输质量。


(2)无线技术


    无线方式在无线信号覆盖的任意地方都可以连接网络,具有组网灵活、不受位置限制的优势。但是,无线链路不稳定,易受到环境的干扰,而且带宽与有线链路相比,带宽较低、价格较高。目前广域无线技术包括2SG/3G0移动通信、WMX等。在智慧农业中,一些农业生产 场所远离城市,有可能位于有线网络基础设施仍没有到达的地方,这些地方的信息化系统和设备可以通过广域无线技术与互联网相连。此外,用户的终端设备,例如,智能手机、平板电脑、无线上网本都可以通过无线技术与互联网相连,实现随时随地访问智慧农业业务,进行远程信息查看和控制。