物聯網工程導論論文

近幾年來物聯網技術受到了人們的廣泛關注，“物聯網”被稱爲繼計算、互聯網之後，世界資訊產業的第三次浪潮。目前較爲公認的物聯網的定義是:透過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等資訊傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行資訊交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網實現了在任何時間、地點以及任何物質都能夠進行順暢通訊的泛在網。物聯網中的關鍵技術是實現物與物之間的感知和通信，更是和人們的生活密不可分。

(一) 溫室系統

理想的溫室系統是一個小型恆定的密封環境。在以往的溫室中，都是由人工憑藉個人經驗，固定的時間和固定的季節進行相對固定的操作，所形成的溫室環境也是極其不穩定，不恆定的。人爲因素產生了很大的影響，結果也是因人而異。

而有一種自動控制系統，能夠很好的解決這些問題。提高溫室系統的穩定性。其主要的結構和原理是：在溫室環境中部署多種植物、環境、土壤傳感器，如葉面溫度、葉面溼度、環境溫度、環境溼度、土壤溫度、土壤水分、土壤PH值等傳感器。加之與設施農業、精準農業相結合，產生了，新的現代化智能農業系統。在現場的終端傳感器節點不斷的將現場的傳感器採集到的環境以數值化的方式透過（GPRS、WIFI、Zigbee等）上傳到雲端服務器。

雲端對數據進行存儲、分析、決定。產生相應的反應機制，下發給下位控制端。控制現場的環境調節節點。當下位調節節點接收到相應的命令之後做出相應的反應。比如，當現場環境溫度傳感器採集到的溫度環境過低時，當把數據上傳到雲端，雲端就會將這一溫度做一比較處理，發現該溫度低於警戒溫度，那就會觸發相應的機制，對下位控制加溫措施，並將溫度過低的警訊上

報給相應的工作人員。工作人員可以選擇使用系統自動控制或者手動人工干預。時該溫室系統時時保持在一個相對穩定的環境中。使植物更加穩定、健康的生長提高產量。

（二）漁業水質系統

長期以來，我國水產養殖生產經營者多以追求產量和近期經濟效益爲目標，養殖密度過高，加上保護養殖環境意識淡薄，養殖病害呈逐年加重之勢，隨之而來的是藥物濫用現象較爲普遍，以至於水域環境遭到不同程度的破壞，水產品質量安全得不到有效保障，水產養殖業可持續發展受到嚴重影響。影響水產養殖環境的關鍵參數就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、PH等，但這些關鍵因素即看不見又摸不着很難準確把握。現有的水產管理是以養殖經驗爲指導，穩定性極差。沒有對魚兒的生長環境有一個直觀的認識。往往一些災難性的突變之前水質中的相應的微量元素髮生了極大的變化但是隻是靠人的肉眼是無法加以識別的。因此給漁業養殖戶門帶來的極大的損失。

但同樣可以爲魚場提供一個專業的個性化的養殖解決方案。比如，以水中溫度、PH、溶解氧，電導率爲採集終端，爲客戶提供了一個觀察魚的眼睛和視窗。當水中溶解氧過低時，雲端就會開啓增氧機，爲魚兒提供充足的氧氣。用戶還可以透過手機端、現場按鍵開關等等開啓。當魚兒需要進食時，會自動開啓投食機，甚至可以開啓遠程診斷系統，由農業專家在遠端透過看相應現場環境畫面、傳感器數據做出診斷，指導農戶。

(三) 小型氣象站系統

氣象自古以來就是與人們生活息息相關，在幾千年的人類進化過程中，人類從早期的聽天由命到後期的利用天氣。尤其是在農業生活中，看天吃飯的時代已經過去，人們可以提前預知天氣，提前預防，將天氣帶來的災害降到最小。 自動氣象站在農業領域上有什麼應用?農作物的生態環境不但給農產品的質量有着很大的影響，同時也給農民在種植農作物中最關心的一個問題。氣象條件與農業生產息息相關 。因此農業小型氣象站應運而生。他可以爲農戶瞭解當時天氣情況。透過數據分析來採取下一步的

狀況。不再盲目的看天、等天吃飯。農業小氣象站主要有風速、風向、降雨量，光照度，溫溼度等等。根據不同的需求來添加不同的傳感器。

目前國內比較主流和先進的自動氣象站主要採用的是GPRS無線傳輸模式，氣象採集站透過資訊平臺可以看到這些數據。我們可以採用GPRS甚至是wifi ，zigbee 。傳感器數量可以根據客戶不斷定製。採用太陽能供電，或者小型風力發電，做到無需人工參與，全自動。使您對天氣有了一個更加直觀的認知。

（四）花卉養殖系統

在溫室系統種植經濟作物中，花卉養植可以說具有很大的比重。每年中國甚至是世界種植作物中，觀賞性植物佔到了很大的'市場份額。如何提高花卉的養殖質量，讓花開的更加漂亮，更加持久，這裏除了科學的種植方法，如何做到科學有效的種植環境也起到重要的作用，在智能溫室基礎上爲花卉的種植做研究和開發，可以做到準確實時的觀測花卉的生長和環境控制。

如今便可以智能養花，用數據來看花，透過植物杆徑生長傳感器就可以知道植物每天生長，葉面溼度，葉面溫度，土壤肥料，土壤PH，土壤溫度等等，這些眼睛在實時觀察着植物生長的狀況，讓你無時無刻，只要想看一下現場溫室的生長狀況只需要拿出手機或者開啟電腦，登入雲端系統，進入自己的帳戶，就可以看到這些數據。

（五）智能養殖系統

家畜的養殖在人類生活中密不可分，人類馴化動物用以食用或者幫助人類生產，如今智慧農業已經到來，智慧養殖也就應運而生。

第一部分：數據採集部分

在養殖環境中，其生長需要一個相對比較穩定的環境。一些環境因素是主要參考，比如溫度、溼度、二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、一氧化碳（CO）、光照度等對動物生長起到了主要影

響，對其健康生長密切相關。瀋陽智耕電子專門爲養殖環境設計了適合於養殖環境的數據採集系統，採用無線Zigbee組網，傳輸距離遠，穿透性強。該系統適合於圈舍的潮溼環境，具有高安全性、可靠性、穩定性。數據採集系統可以24小時不間斷的工作，替您按上一雙眼睛，無時無刻注意着圈舍環境。您只需要在雲端觀測現場環境數據即可。

第二部分：環境干預部分

由於圈舍內動物活動或者舍外大氣環境的變化都會直接或者間接的影響圈舍內的環境變化，從而舍內環境不利於動物的生長，所以就需要環境干預部分的工作了。該部分與數據採集部分密切合作。數據採集部分採集到相應的環境因素，某一部分環境因素超過設定的閾值，就會告知環境干預部分進行相應的環境干預操作。比如當數據採集部分檢測到舍內溼度過高超過了之前設定的閾值，那麼接下就會啓動環境干預部分進行開啓通風窗進行放風，是溼度達到理想值之後又會關閉該通風窗使舍內溼度環境始終維持在一定的範圍內。

第三部分：自動養殖部分

僅僅是環境適宜動物生長了那還是不夠的，動物們的飲食、飲水。甚至是除便相應的飼養工作的進行才能使家畜動物的生長。該部分可以自動投水或者定時投水，集中餵食乾淨衛生。