融閤物聯感知與移動監控的智慧農業公共服務技術研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉東升，宋革聯，董越勇 著

圖書標籤:

• 智慧農業
• 物聯網
• 移動監控
• 感知技術
• 公共服務
• 農業技術
• 信息技術
• 數字化農業
• 精準農業
• 技術研究

齣版社： 浙江工商大學齣版社

ISBN：9787517812876

版次：1

商品編碼：11804687

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2015-11-01

用紙：膠版紙

頁數：151

正文語種：中文

內容簡介

　　《融閤物聯感知與移動監控的智慧農業公共服務技術研究》設置瞭“基於WSN的農作物生長數據采集與傳輸係統”“麵嚮農業精細化生産的移動全球眼（視頻監控）係統”“基於數據挖掘的農業生産預測與自適應專傢係統”“支持網絡融閤和業務融閤的精細農業公共服務平颱”四大模塊，以打造“融閤物聯感知與移動監控的精細農業公共服務平颱”，實現農作物信息的實時采集和智能監控，並針對農作物的生長環境及生長狀況在空間和時間分布上存在的差異，實施變量管理措施，從而大限度地提高農業生産資料的利用效率，增加産量、提高農産品品質，降低環境汙染，以低的投入實現優的産齣，終實現低投入、高效率、可持續的農業生産，實現可持續農業生産。

作者簡介

　　劉東升，男，博士，教授，研究方嚮為移動電子商務、智能信息處理。浙江工商大學協同創新中心副主任、管理科學與工程研究所副所長，浙江省重點技術創新團隊“電子商務技術”核心成員，浙江省“新世紀151人纔工程”培養人員。2009—2010年公派加拿大麥剋馬斯特大學訪問學者。主持移動電子商務方嚮的國傢自然基金2項、省級重大項目1項。發錶學術論文20多篇，其中SCI／SSCI收錄9篇。1項成果獲浙江省科技進步一等奬、1項成果獲商業部科技進步一等奬、2項成果獲浙江省科技進步二等奬。
　　
　　宋革聯，女，教授級高工，浙江大學工業自動化專業博士研究生。2008年8月起任浙江省公眾信息産業有限公閉總工程師，主持過中國電信集團多個重大産品的研發，並曾獲中國電信集團科技進步一等奬、浙江省科技進步二等奬。目前主要緻力於農業物聯網、移動互聯網和電子商務領域的應用研究。
　　
　　董越勇，男，1984年8月畢業於浙江農業大學，現任浙江省農業信息中心主任，長期從事農業信息化和農技推廣工作。參與浙江省科技計劃重點項目“有機無機復混作物專用肥係列産品刨製與産業化”，獲浙江省科學技術二等奬，為第六完成人；主持“服務於兩區一田的現代農業地理信息係統研發與應用”等項目，獲得浙江省農業廳技術進步二等奬及以上奬項。為《農業信息化知識讀本》《傢庭農場創建與發展》《花卉營養失調癥原色圖譜》副主編；分彆在《浙江農業學報》《浙江農業科學》等刊物上發錶專業論文（**作者）10餘篇。

目錄

第1章 精細化生産的農業公共服務模式的研究現狀與背景
1.1 背景、意義
1.2 農作物生長數據采集技術研究的發展現狀
1.3 麵嚮農業的知識錶示與知識庫的研究現狀
1.4 精細農業公共服務平颱的研究現狀
1.5 精細農業公共服務存在的問題
1.6 融閤物聯感知與移動監控的精細農業公共服務平颱簡介
1.7 融閤物聯感知與移動監控的精細農業公共服務平颱內容及係統功能、特點
1.8 本章小結

第2章 支持精細化生産的農業公共服務模式與架構研究
2.1 麵嚮農業精細化生産的公共服務模式與機製
2.2 融閤物聯感知與移動監控的精細農業公共服務平颱架構
2.3 融閤物聯感知與移動監控的精細農業公共服務平颱的網絡結構
2.4 本章小結

第3章 基於WSN的農作物生長數據采集與傳輸係統
3.1 基於WSN的具有開放特性的農作物生長數據收集方法研究
3.2 麵嚮精細農業的分散多傳感器節點的低功耗組網機製
3.3 基於zigBee技術的無綫農業傳感器節點的器件選擇
3.4 基於ZigBee技術農業信息傳感器網絡單節點的硬件係統設計
3.5 基於zigBee技術農業信息傳感器網絡硬件單節點的通信係統設計
3.6 基於ZigBee技術農業信息傳感器網絡單節點的軟件係統設計
3.7 融閤多類型傳感器參數的無綫傳輸係統
3.8 本章小結

第4章 麵嚮農業精細化生産的移動全球眼係統
4.1 基於3G多網絡製式的精細農業可視化移動全球眼係統架構
4.2 3G移動視頻監控的前端視頻采集與接人模塊
4.3 移動視頻監控的壓縮編碼與傳輸方法
4.4 移動全球眼視頻監控係統的存儲與轉發服務設計
4.5 支持多網絡製式、多手機類型的移動全球眼手機客戶端軟件
4.6 本章小結

第5章 基於數據挖掘的農業生産預測與自適應專傢係統
5.1 麵嚮精細農業生産的聚類挖掘分析
5.2 基於本體的知識錶示方法及領域本體知識庫構建
5.3 基於過程神經元網絡的農作物預測與決策方法
5.4 基於模糊控製推理機製的自適應模型與閉環優化控製係統
5.5 本章小結

第6章 支持網絡和業務融閤的精細農業公共服務平颱
6.1 支持多網絡、多業務融閤的農業公共服務平颱接人與管理係統
6.2 麵嚮精細農業的信息資源交換與共享平颱
6.3 麵嚮精細農業的移動全球眼（視頻監控）平颱
6.4 麵嚮精細農業的實時監測與報警係統
6.5 基於Kaas的精細農業知識服務平颱
6.6 本章小結

第7章 係統關鍵技術與技術指標和創新點
7.1 關鍵技術
7.2 係統達到的主要技術指標
7.3 主要創新點
7.4 本章小結

第8章 係統的應用、社會效益和産業化前景
8.1 係統應用
8.2 係統應用案例介紹
8.3 社會效益、應用及産業化前景
8.4 本章小結
後記

智慧農業：感知、互聯與智能驅動的未來耕作 在快速發展的科技浪潮中，農業，這個承載著人類生存基石的古老産業，正迎來一場深刻的變革。這場變革的核心驅動力，在於將先進的信息技術與傳統的農業實踐深度融閤，催生齣一種前所未有的“智慧農業”新模式。它不再依賴於經驗的傳承和粗放式的管理，而是通過精細的感知、高效的互聯和智能的決策，實現農業生産的全方位優化，為保障全球糧食安全、提升農産品質量、促進農業可持續發展提供瞭強有力的支撐。 一、感知：洞察土地與生命的細微脈動 智慧農業的基石是“感知”，即對農田環境、作物生長以及畜禽養殖狀態的全麵、實時、精準的洞察。這需要依賴於一係列先進的傳感技術，如同賦予農業“眼睛”與“觸角”，使其能夠“聆聽”土地的“呼吸”，感受生命的“成長”。 環境監測傳感器： 土壤是萬物生長的根基，其健康狀況直接決定瞭作物的産量與品質。土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、pH傳感器、EC傳感器（電導率傳感器，用於監測土壤鹽分）等，能夠實時監測土壤的水分、養分、酸堿度等關鍵指標。這些數據如同醫生的體溫計和血壓計，為農民提供關於土壤狀況的精確診斷。空氣溫濕度傳感器、光照強度傳感器、CO2傳感器、風速風嚮傳感器等，則構成瞭農田的“氣象站”，監測著影響作物生長的外部環境因素。這些數據能夠幫助預測霜凍、乾旱、病蟲害爆發等風險，從而提前采取應對措施。 作物生長監測傳感器： 作物本身也是一個復雜的生命體，其生長狀態需要被持續關注。葉綠素傳感器能夠評估作物的營養狀況，判斷其是否缺乏某種元素；莖稈直徑傳感器可以測量作物的生長速度；果實成熟度傳感器則能精準識彆最佳采摘時機。此外，利用高光譜、多光譜成像技術，可以從更宏觀的層麵分析作物的長勢，識彆潛在的生理脅迫，例如早期病蟲害的發生。這些傳感器如同“作物醫生”，能夠早期發現並診斷作物生長中的問題，並指導精確的乾預。 畜禽養殖監測技術： 智慧農業的應用也延伸到瞭畜牧業。通過為牲畜佩戴身份識彆標簽（如RFID標簽），可以實現個體身份的精確管理。體溫傳感器、活動監測器（如加速度計）可以實時追蹤動物的健康狀況，及時發現疾病跡象，如發燒、異常活動等。環境傳感器則監測養殖捨內的溫度、濕度、氨氣濃度等，為動物提供舒適健康的生存環境。攝像頭和圖像識彆技術可以監測動物的行為模式，例如采食量、飲水量、休息時間等，這些細微的變化往往預示著動物健康或生産效率的潛在問題。 這些琳琅滿目的傳感器，通過無綫或有綫網絡連接，將海量的數據源源不斷地匯集起來，為後續的分析和決策奠定堅實的基礎。它們讓農田不再是“靠天吃飯”的被動之地，而是被深入瞭解、被精心嗬護的“智能生態係統”。 二、互聯：構建協同高效的農業信息網絡 感知到的海量數據，需要一個高效、可靠的“神經網絡”來傳輸、匯聚和共享，這就是“互聯”所扮演的角色。它打破瞭地域的限製，連接瞭生産、管理、銷售等各個環節，構建瞭一個協同運轉的智慧農業信息生態係統。 通信網絡技術： 傳統農業中的信息孤島將被打破。從廣域的蜂窩網絡（4G/5G）到低功耗廣域網（LoRa、NB-IoT），再到局域的Wi-Fi和藍牙，各種通信技術根據實際需求被靈活選用。例如，在偏遠的農田，LoRa或NB-IoT可以以極低的功耗實現傳感器數據的遠距離傳輸；而在設施農業的溫室內部，Wi-Fi則可以提供更高的帶寬和更快的速度。5G技術的應用，更是為高清視頻監控、大數據實時傳輸和邊緣計算提供瞭可能，極大地提升瞭信息處理的時效性。 物聯網（IoT）平颱： 物聯網平颱是智慧農業信息網絡的“大腦中樞”。它負責設備的接入管理、數據的采集、存儲、清洗和初步處理。通過標準化協議，物聯網平颱能夠兼容來自不同廠商、不同類型傳感器的設備，實現異構設備的互聯互通。它為用戶提供瞭一個統一的界麵，用於查看、管理和分析來自各個終端的設備數據。 雲計算與邊緣計算： 海量農業數據的存儲和復雜分析需要強大的計算能力。雲計算提供瞭彈性的計算資源，可以支撐大數據分析、模型訓練等復雜任務。然而，對於需要實時響應的場景，例如自動灌溉或精準施肥，將所有數據傳輸到雲端再返迴結果，可能會因為網絡延遲而影響決策。因此，邊緣計算應運而生。它將計算能力部署在離數據源更近的地方（如農場的服務器或智能網關），實現數據的本地預處理、實時分析和快速響應，大大提升瞭係統的智能化水平和運行效率。 區塊鏈技術（潛力應用）： 在農産品溯源、供應鏈管理等方麵，區塊鏈技術也展現齣巨大的潛力。通過將農産品的生産、加工、運輸、銷售等各個環節的信息記錄在不可篡改的區塊鏈上，可以構建一個公開、透明、可信的追溯體係，提升消費者對農産品的信任度，打擊假冒僞劣産品。 通過這些互聯技術的整閤，智慧農業形成瞭一個動態、交互、協同的“信息高速公路”，使得管理者能夠隨時隨地掌握生産狀況，實現跨區域、跨部門的協同管理，提升整個農業生産體係的效率和響應能力。 三、智能：驅動決策優化與生産自動化 有瞭“感知”獲取的信息和“互聯”構建的網絡，智慧農業的終極目標是通過“智能”驅動，將這些信息轉化為有價值的洞察和行動，實現農業生産的智能化決策和自動化執行。 大數據分析與挖掘： 海量的傳感器數據經過清洗和整閤後，成為寶貴的“農業大數據”。利用統計學、機器學習、人工智能等技術，對這些數據進行深入分析，可以發現隱藏的規律和關聯。例如，通過分析曆史的土壤數據、氣候數據、種植數據與作物産量之間的關係，可以建立精準的種植模型，預測不同品種在特定條件下的最佳生長周期和産量。通過分析病蟲害的發生規律和傳播模型，可以預測病蟲害的爆發風險，並提前製定防治策略。 專傢係統與知識圖譜： 將農業專傢的經驗和知識轉化為計算機可理解的規則和模型，構建專傢係統。當遇到復雜的農業問題時，專傢係統可以模擬人類專傢的思維過程，提供診斷和解決方案。知識圖譜則能夠以結構化的方式組織農業領域的知識，包括作物信息、病蟲害信息、農藥信息、土壤信息等，並建立它們之間的關聯，為智能問答、智能推薦等應用提供支撐。 精準農業決策支持係統： 基於大數據分析和專傢係統，形成農業決策支持係統。該係統能夠為農民提供實時、個性化的種植建議，包括何時灌溉、施肥的種類和劑量、病蟲害的防治方法等。這些建議不再是粗放式的“看天吃飯”，而是基於精確的數據分析，為每一塊土地、甚至每一株作物量身定製的“處方”。 自動化執行與控製： 智能決策的最終落地需要自動化執行。自動灌溉係統可以根據土壤濕度傳感器的數據，自動控製水泵和閥門，實現按需灌溉，節約水資源。精準施肥設備可以根據決策支持係統的建議，自動識彆作物需求，並精確地將肥料施加到指定區域。無人機和機器人則可以用於農藥噴灑、除草、授粉、采摘等環節，大大減輕瞭人力負擔，提高瞭作業效率和安全性。例如，利用無人機搭載高清攝像頭，可以快速巡查大片農田，識彆病蟲害區域，然後自動執行噴灑任務。 智能預警與風險管理： 智慧農業係統能夠實時監測環境變化和作物狀態，一旦發現潛在的風險，如極端天氣（霜凍、冰雹）、病蟲害大規模爆發、設備故障等，能夠立即發齣預警，並提供應對方案，幫助農民將損失降到最低。 四、智慧農業的價值與未來展望 融閤瞭感知、互聯與智能的智慧農業，為傳統農業帶來瞭前所未有的變革，其價值體現在： 提質增效： 通過精準管理，減少資源浪費，提高作物産量和品質，實現“同樣的投入，更高的産齣”。 節約資源： 精準灌溉、施肥，減少水、肥、藥的使用量，降低對環境的影響，促進農業的可持續發展。 降低成本： 自動化設備和智能決策可以減少勞動力投入，降低生産成本。 增強可追溯性： 建立透明、可信的農産品信息鏈，提升消費者信心，保障食品安全。 應對氣候變化： 通過精準監測和智能決策，提高農業對氣候變化的適應能力和抗風險能力。 展望未來，智慧農業將朝著更加智能化、集成化、普惠化的方嚮發展。人工智能將更深入地參與到農業生産的各個環節，例如利用深度學習進行病蟲害的早期識彆和精準預測，利用強化學習優化農場的整體運營策略。機器人和自動化技術將更加成熟和普及，為農業生産提供更全麵的自動化解決方案。同時，隨著物聯網和雲計算技術的成本下降，智慧農業將能惠及更多中小型農戶，推動農業生産方式的整體升級。 總而言之，智慧農業不僅是技術的簡單疊加，更是一種理念的升華，它將科技的力量注入到土地與生命之中，開啓瞭一個精準、高效、綠色、可持續的農業新時代，為人類社會的可持續發展奠定堅實的基石。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我過去閱讀過不少關於物聯網在農業中應用的文獻，但常常感覺內容過於分散，要麼側重於傳感器硬件的創新，要麼停留在算法模型的研究。而這本著作的獨特之處在於，它成功地搭建瞭一座橫跨“感知層”、“網絡層”、“服務層”的堅實橋梁。作者似乎擁有將復雜的底層技術邏輯轉化為清晰的業務流程的能力。例如，它詳細闡述瞭如何利用移動終端（如智能手機或平闆電腦）作為“移動監控”的前沿采集和反饋節點，這極大地增強瞭係統的靈活性和滲透性。書中的圖示和流程圖設計得極其精妙，將原本晦澀難懂的數據流和控製邏輯，以一目瞭然的方式展現齣來，這對於非技術背景的農業管理者來說，無疑是一大福音。這本書的價值在於，它提供瞭一套完整的“藍圖”，而不是零散的“零件”，指導著如何從零開始構建一個穩定可靠的公共服務體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常有吸引力，那種深邃的藍色調配上抽象的科技綫條，讓人一眼就能感受到它蘊含的專業與前沿氣息。我特彆喜歡封麵上那些錯綜復雜的網狀結構，仿佛真的能觸摸到物聯網的脈絡，預示著內容深度與廣度。初翻目錄，就被那些富有創意的章節標題所吸引，每一個都像是開啓一個全新的技術探索之門。比如，“邊緣計算在農田環境數據采集中的優化策略”這一部分，聽起來就讓人對接下來的技術細節充滿期待。這本書的排版也非常講究，字體大小適中，段落間距閤理，即便是麵對大量專業術語，閱讀起來也不會感到疲憊。作者在引言部分對當前農業麵臨的挑戰進行瞭精闢的論述，為後續的技術解決方案做瞭非常紮實的鋪墊，讓人感覺這不是一本空泛的理論著作，而是緊密結閤現實需求的工具書。我尤其欣賞它對“係統集成”和“服務構建”的重視，這錶明作者的視野不僅僅停留在單一技術的突破上，而是著眼於如何將這些技術融閤成一個可持續、可推廣的公共服務體係。這種宏觀與微觀兼顧的敘事方式，極大地提升瞭閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度令人印象深刻，但更難能可貴的是其務實的態度。我尤其關注其中關於“服務運營與維護”的章節，這往往是所有智慧農業項目失敗的關鍵環節。很多研究隻停留在項目演示階段，卻忽略瞭長期運營的成本控製、設備維護的便捷性以及服務模式的可持續性。書中對建立麵嚮區域農業的“技術共享平颱”的構想，非常具有前瞻性。它似乎在探討一種全新的農業基礎設施建設模式，即不再是單個農戶購買昂貴設備，而是由政府或第三方機構提供統一的、按需付費的監測與分析服務。這不僅降低瞭農民的初期投入，也確保瞭技術標準的統一和迭代升級的效率。讀完相關章節，我仿佛看到瞭未來農業服務中心的樣子：一個高效、智能、能夠迅速響應氣候變化和病蟲害預警的強大後盾。這種對服務閉環的完整構建，使得本書的實用價值遠超一般的學術專著。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，在信息化浪潮席捲所有行業的今天，農業的數字化轉型是最具挑戰性也最富有社會價值的領域之一。這本書的齣現，恰好填補瞭這一空白。它沒有停留在對現有技術進行簡單的羅列和介紹，而是深入剖析瞭如何將那些看似“高冷”的移動監控技術，真正“接地氣”地融入到農業生産的實際場景中去。特彆是關於“異構數據源的融閤處理機製”的討論，簡直是點睛之筆。想象一下，土壤傳感器、氣象站、無人機影像，這些數據源本身就有著不同的采集頻率和數據格式，如何讓它們協同工作，為農民提供一緻、可靠的決策支持？書中對這一難點的係統性梳理，展現瞭作者深厚的工程實踐經驗。更讓我驚喜的是，它對“用戶體驗”的關注，明確提齣瞭智慧農業服務不僅僅是技術堆砌，更關乎操作的簡易性和反饋的及時性。這種以人為本的設計理念，在很多技術導嚮的齣版物中是比較少見的，也正是我認為這本書的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，在我閱讀過的同類書籍中，算是相當嚴謹而又充滿激情的。它在保持學術論文應有的精確性的同時，不乏對未來願景的描繪，讀起來有一種振奮人心的力量。特彆是在探討“數據安全與隱私保護”的章節，作者的處理方式非常成熟和審慎。在萬物互聯時代，農業數據的價值日益凸顯，如何確保農戶的生産數據不被濫用，是構建信任體係的基石。書中提齣的基於聯盟鏈或私有雲的數據授權與共享模型，顯示齣作者對當前技術倫理和法律邊界的深刻理解。這不僅僅是一部技術手冊，更像是一份關於如何負責任地推動農業科技進步的行動指南。它讓我們確信，先進的技術隻有在安全、公平、普惠的框架下，纔能真正實現其對社會的最大貢獻。這本書的齣現，無疑將極大地推動相關領域的研究人員、工程師以及政策製定者之間的深度對話與閤作。