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基于物联网的智慧农业系统研究.pdf
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2022-06-12
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摘要
:
本文介绍了传统农业到近代农业的发展以及中国农业的现状和存在的不足,从
国外的农业发展中吸取经验。物联网作为世界信息产业的第三次浪潮,与国民经济各
方面结合,而我国作为农业大国,物联网必将在农业信息化、现代化的过程中大显身
手,在农业领域将有广阔的应用前景。本文运用物联网技术,把基于zigbee 的无线传
感网络和智慧型农业紧密集合,运用 zigbee 无线传输的优良特性,在监测作物生长环
境方面发挥巨大的优势,从而使我国的传统农业向高产、优质、高效、安全、生态、
集约方向转型,也能引领农民致富,农业发展,从而真正向小康社会迈进。
关键词:物联网;智慧农田;zigbee 技术;传感器;无线通信技术

Wisdom of agricultural system based on Internet of Things
Abstract
:
This paper introduces the development of traditional agriculture to modern
agriculture and the status China agriculture and the existing problems, draw lessons from the
experience of foreign agricultural development in. The Internet of things as the third wave of
global information industry, combined with the various aspects of national economy, and our
country is a large agricultural country, the Internet of things will be in the process of
modernization of agricultural information, display one's skill to the full, will have broad
application prospects in the field of agriculture. In this paper, using the net work technology,
the wireless sensor network and intelligent agriculture ZigBee Based close set, excellent
characteristics using ZigBee wireless transmission, play a huge advantage in monitoring
crop growth environment,so that China's traditional agriculture transformation to high yield,
high quality,high efficiency, safety, ecology, intensive direction, can lead the
farmers,agricultural development, thus truly to the well-off society
Key words:Internet of things;Wisdom agriculture;Zigbee technology;The sensor;Wireless
communication technology

目 录
1 绪论................................................................... 1
1.1 农业在我国的重要性 ............................................... 1
1.2 国外农业的发展.................................................... 1
1.3 我国农业现状...................................................... 2
2 物联网概述 ............................................................. 4
2.1 物联网概念 ....................................................... 4
2.2 物联网的关键技术 ................................................. 4
2.3 物联网的应用领域.................................................. 5
2.4 物联网在农业上的应用 ............................................. 7
3 基于物联网的智慧农业系统............................................... 8
3.1 智慧农业概述 ..................................................... 8
3.2 基于 zigbee 的智慧农业系统设计 .................................... 9
3.2.1 系统总框架 ................................................. 10
3.3.2 系统硬件设计 ............................................... 10
3.3.3 无线温度传感器的基本原理 ................................... 12
3.3.4 系统软件设计 ............................................... 14
3.3.5 收发程序 ................................................... 15
4 总结与展望............................................................ 18
4.1 总结............................................................. 18
4.2 展望............................................................. 18
[参考文献].............................................................. 19
致 谢.................................................................. 20

1 绪论
1.1 农业在我国的重要性
中国是一个拥有 13 亿人口的发展中农业大国。农业在中国历来被认为是安天下、
稳民心的战略产业。1978 年开始的以市场化为取向的农村改革,是中国农业发展的历
史性转折点,不仅突破传统体制的束缚,推动农村经济的快速发展,创造了以不足世
界 9%的耕地养活世界近 21%人口的奇迹,而且带动和促进了中国经济体制改革的全面
展开,有力地支持了中国经济的高速增长
[1]
。
2001 年底中国加入 WTO,中国农业对外开放程度大幅提高,中国农业与世界农
业的关联程度发生重大变化。在世界贸易体系中,中国作为农产品生产大国和消费大
国,既可能受到国际市场的不利冲击,同时也对国际市场有着巨大影响。
1.2 国外农业的发展
20 世纪初以来,为了克服常规农业发展带来的环境问题,许多国家发展了多种农
业方式以期替代常规农业,如“生态农业、生物农业、有机农业”等,其生产的食品
称为自然食品、有机食品和生态食品等。尽管叫法不同,但宗旨和目的均是指在环境
与经济协调发展思想的指导下,按照农业生态系统内物种共生,物质循环,能量多层
次利用的生态学原理,因地制宜利用现代科学技术与传统农业技术相结合,充分发挥
地区资源优势,依据经济发展水平及“整体、协调、循环、再生”原则,运用系统工
程方法,全面规划,合理组织农业生产,实现农业高产优质高效持续发展,达到生态
和经济两个系统的良性循环和“三个效益” 的统一
[2]
。
简单地说,生态农业吸收了传统农业的精华,借鉴现代农业的生产经营方式,以
可持续发展为基本指导思想,实现农业经济系统、农村社会系统、自然生态系统的同
步优化,促进生态保护和农业资源的可持续利用。现代农业是继传统农业之后的一个
农业发展新阶段,是以现代工业和科学技术为基础,重视加强农业基础设施建设,根
据国内外市场需要,建立起采用现代科学技术、运用现代工业装备、推行现代管理理
念和方法的农业综合体系。
现代农业在发达国家率先兴起,并在发达国家得到长足发展。
总体而言,发达国家对现代农业的重视体现在如下几个方面:
第
1
页

一是农业多功能性受到关注,可持续发展成为重要政策目标。农业是一个独特的
产业部门,面对生态和环境的严重破坏,大多数国家已经确立了农业可持续发展战略,
并体现在具体的政策措施和实际行动中。
二是农业资源和生产要素配置市场化。在现代农业中,决定农业效益和农民收入
的主导因素是市场需求,而不是生产和供给,因而农产品的供给结构必须根据市场需
求的变化而不断调整,以适应于社会的需求。
三是农业的发展超越了初级生产范围,拓展了纵向和横向上与其他经济活动的联
系,改变了以往农业产前、产中、产后分割现象,形成了“从田间到餐桌”的完整产
业链条。在美国,农产品的 80%销售给食品工业,荷兰、丹麦 2/3 的农产品是经过深
加工和精加工后再进入市场的。
四是农产品品质、营养和安全受到高度重视,标准化生产越来越普及,食物质量
安全受到高度关注,成为更为优先的政策目标。目前,发达国家一般都有规范有序的
管理体系和行之有效的监督机制,确保加工农产品和食品的质量安全。
五是政府的制度安排、组织管理和支持政策体系直接影响着农业的竞争力。为了
提高农业的竞争力,农业经济发达的国家一般都有一套合理的制度安排,如确定适宜
的生产和经营方式,制定合理的价格政策,提供便利的金融信贷服务以及信息和技术
服务等等。同时,发达国家一般都建立了结构合理、分工明确、运转高效的农业管理
体系。
六是民间组织发挥重要作用。许多国家都鼓励农民组织起来,提高自我服务的水
平,以期能够节约交易费用,降低成本和市场竞争的风险,增加获利的机会。
1.3 我国农业现状
当前我国农业发展阶段按照世界农业发展的“传统农业、常规现代农业、现代持
续农业”三个阶段分析定位,我国农业目前处于常规现代农业阶段,即将进入全面推
进农业现代化的阶段。
21 世纪以来,中国农业份额下降到现代化转折点,第一产业占三次产业的产值比
重到 2011 年降至 10%,2012 年则基本保持稳定,达到 10.1%
[3]
。随着人口生育模式发
生转型,人口和农村劳动力供给从剩余转向短缺,农业和工业、农村与城市之间争夺
劳动力加剧,农业投入出现重大阶段性变化,农作物用工成本增加、单位用工量减少、
机械投入大幅增加。农业要素投入的变化,使农业土地生产率增长趋于平缓,农业劳
动生产率显著提高。中国农业正在经历以劳动密集投入为主,提高土地生产率的传统
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2
页
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