物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第四次革命浪潮。農業物聯網有助于農業發展，提升現代農業市場競爭力。寧波熵聯信息技術有限公司一直致力于物聯網產業研發，專注于智慧農業建設。

智慧農業物聯網平臺的應用架構可以分為信息感知層、信息傳輸層和信息應用層這3個層次；通過對由物聯網感知層采集的數據信息進行分析和處理，以及對農業生產現場的智能化控制與管理，實現了農業的自動化和智能化，為合理化農業生產提供決策支持。該平臺根據實施對象不同，分為多個子系統，包括大田種植管理系統、溫室大棚管理系統、水產養殖管理系統、家禽家畜管理系統、牧場養殖管理系統、食品加工管理系統、農產品溯源系統、農產品在線交易系統、農業生產資料交易系統、農牧漁疾病診斷專家系統、農業知識教育系統和農業政策信息發布系統。平臺系統可廣泛應用于專業大戶、農業示范園區、家庭農場、大中型農業企業、科研機構等場景。

下面分別從水產養殖管理、農作物智能灌溉、溫室大棚種植、農牧漁疾病診斷、農產品與農業生產資料在線交易、農業信息發布6個方面對系統平臺的主要功能與實現方式作相關介紹。

實時監測水產養殖的水質和魚群狀態

在水產養殖管理方面，系統利用各類傳感器和物聯網技術，實時監測水產養殖的水質。養殖技術人員可以實時掌握養殖水質環境信息，及時獲取異常報警信息及水質預警信息，并可以根據水質監測結果實時調整控制設備，實現水產養殖的科學養殖與管理，最終實現節能降耗、綠色環保、增產增收的目標。

而且，該系統還能提供魚群活動區域監測。在一些可以釣魚的區域，采用超聲波圖像發現魚群，采用投食、光照吸引等方式進行趣味娛樂內容。利用聲納技術（用聲音的傳播和反射來確定物體的距離和形狀），聲納傳感器可直接探測和識別水中的物體和水底的輪廓。聲納傳感器發出一個聲波信號，當遇到物體后會反射回來，依據反射時間及波型計算它的距離及位置，然后通過內部處理器的處理，最后顯示在超聲波魚群探測器的屏幕上，并可同屏顯示到手機、平板、電腦等移動終端。屏幕可以顯示釣魚地點的水深，魚在水中的哪個深度，哪幾處魚多。對于魚的大小，可以通過調節靈敏度來間接看到，當靈敏度設置為高時，大魚小魚都能顯示，當設置為低時，只能顯示大魚，讓人體驗到釣魚的樂趣。

采用傳感技術和模糊控制技術進行智能灌溉

在農作物、果樹的智能灌溉方面，系統通過多種傳感器采集作物的蒸發蒸騰量、土壤濕度、外部環境及植物的生長周期等，采用模糊智能決策技術來得到最佳的灌水量，對農作物進行適量的灌溉，使灌溉管理更加靈活、準確和快捷。模糊推理將采用模糊控制系統中的Mamdani極小運算法，提高水資源利用率，進而提高作物產量與經濟效益。內部設置報警模塊，如果土壤的濕度高于或者低于設定的閾值，系統會自動將報警信息發送到用戶的手機上，用戶可以進行遠程登錄，人為控制系統進行灌溉。

實時監測溫室大棚環境信息

在溫室大棚種植方面，系統實現了實時監測溫室大棚環境信息。系統利用安置的多種傳感器，對溫室內土壤溫濕度、空氣溫濕度、二氧化碳濃度以及光照強度等環境數據進行采集；通過ZigBee的無線通信技術，將采集到的數據無線傳輸到Zigbee網關數據采集節點，經路由器與以太網數據進行轉換，上傳至網絡服務器。這樣，用戶就可通過瀏覽器登錄相應地址，實時監測溫室大棚內的環境參數及作物生長情況；根據系統設置的環境閾值對相應的電機設備進行控制，啟動增溫降溫、加濕除濕、遮陽補光等調控設備，從而使溫室環境符合作物的生長規律。為了實現對多個大棚的分布式控制，一個基地可以建多個節點，每個節點可以根據需要連接多個傳感器，各個節點可以互聯，也可單獨傳到主控室，進而通過網絡傳到用戶的電腦或手機里；實現了溫室大棚的遠程監控，使得管理人員不深入現場就可獲得溫室大棚內的環境參數信息與視頻監控畫面，并進行遠程控制。

 建立一套農牧漁疾病診斷專家系統

系統利用人工智能技術，將農業專家的知識、經驗和解決問題的方法形象化、系統化，并將專家系統技術和數據庫技術結合起來，有針對性地為農技工作者和農民兄弟提供方便、全面、實用的農業生產技術咨詢與農牧漁疾病診斷，涵蓋牧草種植、果樹管理、作物栽培、畜禽飼養、水產養殖等不同類型的疾病診斷。

遠程農牧漁疾病診斷系統可以理解為一種推理系統。例如，拿魚病來說，魚的頭部、體表、內臟和腮等部位的照片都存放在一個數據庫里，顯微鏡下的照片也有庫，然后利用現場拍攝的照片和庫里的進行匹配，從而診斷出患了哪一種疾病。病名、病癥、漁藥和病因之間存在著一個關系模型，遠程診斷的核心技術就是這個關系模型。不管是用傳過來的照片還是信息，都可以在庫里進行匹配，形成“對癥下藥”的診斷結果，再反饋結果。

建設一個類淘寶的交易平臺

系統建設了一個互聯網農產品交易平臺，打造農產品和農業生產資料在線交易的電子商務平臺，為農業工作者提供農產品的銷售渠道與農業生產資料購買渠道，為消費者提供農產品的購買渠道。面向用戶的操作包括顧客在線注冊、購物、提交訂單、付款等；面向商城管理的操作包括農產品與農業生產資料的添加、刪除、查詢，訂單的管理，操作員的管理，注冊用戶的管理等。為消費者提供各種農產品，為農業工作者提供各種農業生產資料的買賣。同時，電商平臺與溯源系統的交互，可極大地提升農產品的公信力和消費者的參與度，促進農產品銷售和安全生產的良性循環。

提供全面、及時的農業信息查詢

系統提供全面、及時的農業信息查詢，主要包括農業政策信息、農業知識教育、氣象災害預報、市場供求信息和農產品溯源信息等等。農業政策信息包含相關農業的公示欄、政策解讀、涉農資金、省市政策、國家政策等內容；農業知識教育主要傳授農業科學知識和農業生產技術，包括農業基礎知識、生產應急方案、與農業技術推廣有關的宣傳、示范活動和農民教育等內容，以全方位的網絡農業信息服務促進農業增效、農民增收；提供氣象災害預報，根據氣象報告的可能發生的災害性天氣，提醒用戶盡早做好防災工作，及時采取相應措施，將災害造成的損失降到最低；市場供求信息使用戶對市場上農產品的現階段相關價格、客戶需求、價格趨勢有較為清晰的了解，拓寬農戶銷售網絡，降低農戶市場風險；提供農產品溯源信息，顧客只需通過手機掃一掃農產品包裝上的序列碼、二維碼，就可知道該產品的生產地信息、生產日期、運輸日期等信息，而對于牧場畜主，則只需通過無線手持終端，識讀牲畜的射頻識別（RFID）耳標，就可獲取其日常飲食、病史、生育史、免疫記錄等信息，進而作出相應的處理，最終提高食品安全性。

農業物聯網的應用將大大促進農業的轉型與快速發展。相信未來3~5年，隨著大數據、云計算與云服務技術的不斷發展，人們對農業互聯網、農業信息化、農村互聯網金融及農資綜合平臺的不斷關注，物聯網關鍵技術和應用模式的不斷成熟，寧波熵聯基于大數據的智慧農業物聯網平臺的市場前景將十分巨大。農業物聯網感知信息將在真實世界和虛擬世界之間智能化流動，相關農業感知信息服務將會隨時接入、隨時獲得，將朝著更透徹的感知、更全面的互聯互通、更深入的智慧服務和更優化的集成發展。

作者：吳斌、曾杰

吳斌，寧波熵聯信息技術有限公司高級工程師

曾杰，華中科技大學博士，寧波熵聯信息技術有限公司副總工程師