农业综合信息管理系统的设计与实现
【摘要】本文通过分析现代农业建设过程中的系统需求，对农业地理信息系统的系统架构、数据库、基本功能等进行了具体研究，在此基础上构建了农业综合信息管理系统，系统具备数据综合管理、多样化信息展示、数据共享、开放式接口等功能特点，为GIS技术在农业现代化应用提供了可行的实践方案。
【关键词】GIS 现代农业；信息化；数据共享
0.概述
当前，农业正朝着集约化、现代化、数字化的方向发展，随之产生了大量与地理属性相关的空间数据，使得传统数据管理系统逐渐暴漏出其在管理和应用上的局限性[1]。地理信息技术GIS是60年代中期发展起来的新技术[2]，其特有的空间信息管理与处理加工能力为农业的专题信息数据管理提供有力的技术支持。目前GIS技术已应用在农作物估产研究、区域农业可持续发展研究、农业生态环境监测、农业生产潜力研究、“精确农业”等方面[3]。
为了更有效的利用GIS技术构建现代农业信息管理体系，本文利用WebGIS 技术，通过网络将分散的数据整合为逻辑上集中、物理上分布的统一地理信息资源，通过调用在线服务的方式，将地理信息数据引入到农业综合信息系统中，实现资源共享，可以解决数据的获取、更新、应用整合、管理以及空间分析等问题。
1.系统需求分析
近年来，农业信息化建设发展迅速，信息网络建设突飞猛进[4]，各类办公、业务系统如雨后春笋般的建设起来。在满足用户办公、业务应用需求的同时，也带来很多问题，其中最为明显的就是数据共享问题，系统间无法进行数据交互。
同时，农业局各部门之间的业务既有独立性，又有很强的关联性。工作人员希望依靠系统完成本部门的日常工作以及部门间交叉工作，包括对各部门业务数据的浏览、定位、查询、分析、统计、编辑以及输出，通过系统提高工作质量及效率；领导希望能够宏观了解各类农业信息现状及发展情况。
基于上述情况，系统应满足农业综合数据整合与统一管理、业务系统应用集成、多样化的信息展示效果、提供多种信息检索查询方式、数据共享、开放式应用系统接入接口设计、系统安全与权限控制等功能需求。
2.系统总体设计
2.1系统架构
系统采用B/S结构，基于ArcGIS Server10平台研发，其逻辑架构如下图1
智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景
灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构
实用标准文档 现代农业园区建设实施方案 为进一步推进我市现代农业发展，转变农业增长方式，发挥农业园区示带动作用，加快实现农业现代化建设步伐，特制定本实施方案。 一、指导思想 以市场为导向，以农业增效和农民增收为目标，围绕区域特色产业发展，坚持“政府推动、政策扶持、企业主体、市场运作、多元投入”的发展思路，按照“集中集聚集约”的发展方向和“一乡多园，科技引领，多元业态，示带动”的发展要求，采取“政策集成、项目集成、技术集成、科技集成”的方式，实行种养大户扩大规模建园、龙头企业联结基地建园、招商引资引企建园、科研机构产学研对接建园、政策扶持项目建园等多种建设模式，建成一批布局区域化、生产标准化、经营产业化、销售品牌化、运作市场化现代农业样板，打造成为都市农业、加工农业、出口农业、生态农业、效益农业发展和农民持续增收的新亮点，打造一批具有全省标杆和引领作用的综合性特色现代农业园区。 二、基本原则 一是坚持“立体高效、循环生态、效益优先、示带动”的原则；二是坚持“适度超前、整体规划、分布推进、突出特色、错
位发展”的原则；三是坚持与自然资源、产业基础、重大项目、新农村建设以及当地历史文化等的有机结合的原则；四是坚持规划的衔接性、风格的独特性、经营的规模性、功能的多样性和建设的区域性相融合的原则。 三、目标任务 1、扩面增量：围绕蔬菜瓜果、畜禽水产、苗木花卉、特经种植等优势产业发展，建立一批千亩连片特色种植、千栋连建设施栽培、万头以上生猪养殖、一百万只以上家禽养殖、百头以上奶牛养殖等特色种养小区。2010年全市发展各类特色种养小区380个，较上年341个增长11.4%。打造“一乡（镇）一业、一村一品”特色农业群体，做大基地规模，提升产业档次，推进高效农业规模化建设。 2、规提升：在全市341个特色农业小区的基础上，重点打造100个现代农业园区建设，实施我市现代农业“百园提升”工程战略。园区集中先进的农业经营理念、经营模式和技术集成；集中一流的生产水平、产品质量和生产效益；集约土地、资本、技术、项目、人才于一体；集中农业科技创新、科技成果示推广、技术培训功能于一体；集中产业发展、示展示和农业生态旅游休闲功能于一体。使之成为我市统筹城乡协调发展、优势产业积聚推进、现代农业特色明显、示带动作用突出的高效农业集聚区、
毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20
摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20
农业综合信息管理系统的设计与实现 【摘要】本文通过分析现代农业建设过程中的系统需求，对农业地理信息系统的系统架构、数据库、基本功能等进行了具体研究，在此基础上构建了农业综合信息管理系统，系统具备数据综合管理、多样化信息展示、数据共享、开放式接口等功能特点，为GIS技术在农业现代化应用提供了可行的实践方案。 【关键词】GIS 现代农业；信息化；数据共享 0.概述 当前，农业正朝着集约化、现代化、数字化的方向发展，随之产生了大量与地理属性相关的空间数据，使得传统数据管理系统逐渐暴漏出其在管理和应用上的局限性[1]。地理信息技术GIS是60年代中期发展起来的新技术[2]，其特有的空间信息管理与处理加工能力为农业的专题信息数据管理提供有力的技术支持。目前GIS技术已应用在农作物估产研究、区域农业可持续发展研究、农业生态环境监测、农业生产潜力研究、“精确农业”等方面[3]。 为了更有效的利用GIS技术构建现代农业信息管理体系，本文利用WebGIS 技术，通过网络将分散的数据整合为逻辑上集中、物理上分布的统一地理信息资源，通过调用在线服务的方式，将地理信息数据引入到农业综合信息系统中，实现资源共享，可以解决数据的获取、更新、应用整合、管理以及空间分析等问题。 1.系统需求分析 近年来，农业信息化建设发展迅速，信息网络建设突飞猛进[4]，各类办公、业务系统如雨后春笋般的建设起来。在满足用户办公、业务应用需求的同时，也带来很多问题，其中最为明显的就是数据共享问题，系统间无法进行数据交互。 同时，农业局各部门之间的业务既有独立性，又有很强的关联性。工作人员希望依靠系统完成本部门的日常工作以及部门间交叉工作，包括对各部门业务数据的浏览、定位、查询、分析、统计、编辑以及输出，通过系统提高工作质量及效率；领导希望能够宏观了解各类农业信息现状及发展情况。 基于上述情况，系统应满足农业综合数据整合与统一管理、业务系统应用集成、多样化的信息展示效果、提供多种信息检索查询方式、数据共享、开放式应用系统接入接口设计、系统安全与权限控制等功能需求。 2.系统总体设计 2.1系统架构 系统采用B/S结构，基于ArcGIS Server10平台研发，其逻辑架构如下图1
彬县农牧局 关于现代农业园区建设情况的调研报告 各位主任、委员： 根据人大安排，近期，我局组织专门力量对全县现代农业园区建设情况进行了专题调研。调研采取现场观摩、向有关部门、群众和技术人员询问了解和召开座谈会等方式进行。通过多方面走访了解，基本掌握了全县现代农业园区发展现状和存在问题，明确了今后努力的方向，现将有关情况报告如下： 一、基本情况 发展现代农业是社会主义新农村建设的首要任务。现代农业园区是发展现代农业的重要载体和主要突破口，在推动农业科技创新、示范、推广，产业结构优化调整以及农业产业化发展，实现传统农业向现代农业转变中发挥着重要的作用。现代农业园区主要分为以下7种类型：新农村家园、农村科技园区、农业旅游园区、农业产业化园区、城市型生态农业园、生态餐厅园区、农产品物流园区。近年来，在彬县县委、县政府的正确领导下，在上级业务部门的大力支持下，我县依托资源优势，调整农村产业结构，积极发展现代农业园区，取得了阶段性成果。目前，全县已建成以自然、人文景观为依托，集农业观光、休闲、采摘为一体的现代农业园区4个；建成以本地现有资源为依托的循环农业示范园区1个；建成以弘扬彬县人口文化为主的新农村家园1个；
主要涉及6个村，累计投资5259.5万元。还有1个规划100亩的高智能型现代农业科技观光示范园区，正在设计当中。 我县现代农业园区建设主要特点是： （一）规划设计合理，突出特色。通过调研，可以看出，为了确保全县现代农业园区建设质量和标准，各相关单位及时组织专业人员实地调查，反复论证，制订切实可行的规划和工作方案。全县5个现代农业园区亮点纷呈，炭店乡林家堡生态农业观光园，主要体现的是渭北窑洞居住文化、饮食文化、农耕文化和民俗文化；底店乡侍郎湖休闲农业观光园，主要体现的是内陆淡水湖休闲垂钓、农事体验、山间鸟语花香等乐趣；香庙乡程家川村休闲观光农业园区，充分展示了古豳流传千年的传统民俗风情、文化底蕴、清代古民居建筑群独特风采；润杨休闲农业观光园，是由彬县润杨开发责有限任公司建设的，主要展示的是大棚晋枣高效栽培技术、柿子栽培技术及其系列产品的加工技术等；龙高镇龙马村循环农业示范园，主要以当地苹果树枝为原料制作菌棒，生产优质平菇、香菇、金针菇，废弃的菌棒再循环利用到苹果园中，形成大棚蘑菇循环生产技术，示范推广大棚蘑菇标准化生产技术；太峪乡寺家庄村新农村家园，主要展示我县别墅型新农村建设成果、首家村级人口文化园，在品尝彬县特色小吃的同时，感受彬县村级人口文化的淳朴、厚道，体验彬县传统民俗表演。 （二）以科技为先导，园区基础坚实。以农业科技示范工程为载体，以增强现代农业园区辐射带动功能为目标，全
智能农业系统详细设计文档 1 需求分析 1.1设计背景 随着信息科技的发展，信息化已经深入到普通人的生活当中，许多人对当前的生活方式提出了更高的要求。如今也随着城市化的发展，农民也越来越少，对于农场的种植管理，保证粮食的生产率上面越来越显紧迫。在需求上需要，在技术上信息科技时代的到来，为需求提供足够的技术支持，智能农场孕育而生。 1.2设计目标 为了方便用户进行农场管理，通过智能农场，用户可通过手机或者平板实施进行监控农田的光照、CO2、湿度、温度的情况，并且以图形化的方式直观呈现。如果农场上面出现异常的情况，用户可对应出现的状况在手机或平板上面进行处理，从而保障农作物的生产和增产。 因此，本系统需要具备以下功能： （1）用户注册； （2）用户登录； （3）系统实时环境指标动态显示； （4）传感器数据呈现； （5）历史数据查询功能； （6）手动控制； （7）系统设置； （8）传感器与控制器的联动功能； 2设计方案 2.1系统的整体设计 由于系统不管是在整体架构上，还是在具体的模块化实现上都比较复杂，逻辑性非常强，因此，为了保证系统各组成部分之间的互相协调以及整体目标的顺利实现，在智能农场系统中，运用了软件工程的理论和方法进行统一指导，为了使该系统具有方便推广使用，以及在行业内有推广应用的价值，采用了标准的代码体系。规范的图示图例，统一的软件接口，并且开发出了友好的用户界面。智能化农场系统的总体结构图如图示1-1所示。
图示1-1 （1）数据采集模块和服务器 数据采集模块：该模块主要由一个无线传感器和客户端组成。 无线传感网络：该网络由ZigBee无线收发模块构成，ZigBee发送模块通过携带相应的传感器（CO2传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器），将传感器采集到的模拟信号转化后发送给ZigBee无线接收模块。 服务器收集存储来自ZigBee手机的各个传感器的信息，同时用户可请求服务器来下达操作指令，从而实现用户远程操控农场设备。 （2）功能应用模块 用户权限、远程监控和数据展示三个方面。 用户权限：基本功能，分管理员角色和普通用户角色。管理员：登录能进 行查看并且执行操作。普通用户：只能查看不能操作。 远程监控： 数据展示：以绘图方式呈现数据，对于数据异常时做出智能判断，并且通知用户异常的情况，数据保持实时同步，对于收到ZigBee数据进行动态呈现，保证数据的及时性。 2.2处理流程 在Android客户端的模块中，Android手机客户端能够实现用户登录注册的功能。登录后可以查看农场的CO2，土壤温度、土壤湿度、光照、空气温度、空气温度的详细情况。可以查看历史数据，传感器受到数据，传给ZigBee无线节点，通过服务器存储到数据库中，用户通过服务器就能查看到农场的数据信息。用户
该书介绍了国内外不同类型现代农业园区的发展情况，分不同类型收录了以畜牧业、加工业、种植业等为龙头的农业园区的成功规划案例，对农业规划工作者、园区管理决策者等都有很好的参考和借鉴作用。 《现代农业园区规划案例精选》从中精心挑选了九种类型16个比较有代表性的案例，将其分类汇编成册，供读者参考与借鉴。这些案例涵盖了东、中、西部不同区域，囊括了种植类、养殖类、加工物流类、休闲观光类、产业融合类、科技类、生态循环类、区域农业示范类和其他特色类等九个大类，包括了国家、省级和地市级等不同层级认定的农业园区。上述归类出的不同案例，并不表明园区仅有该类属性，只是为了方便读者阅读，案例中比较突出该类产业为主、重点发展而已，其实大多数园区都呈现为多业融合、复合发展的格局。 书名 现代农业园区规划案例精选 作者 朱绪荣 ISBN 27568 类别 农业 页数 358 定价 出版社 中国农业科学技术出版社 出版时间 2016年12月1日 装帧 平装 开本 16开 内容简介 《现代农业园区规划案例精选》由中国农业科学技术出版社出版。
作者：朱绪荣[1] 图书目录 种植类园区规划案例 大田作物种植园规划案例 ——河北省固安县某现代农业示范园总体规划 大田作物种植园规划案例 ——安徽省芜湖市某现代农业示范园总体规划 设施农业园规划案例 ——内蒙古某高效农业示范园总体规划 林果种植园规划案例 ——山西省晋城市某花卉产业园总体规划 林果种植园规划案例 ——湖北省宜昌市夷陵区某柑橘产业园总体规划 养殖类园区规划案例 畜牧养殖园规划案例 ——广西某现代农牧示范园总体规划 水产养殖园规划案例 ——山东省济宁市某现代生态渔业养殖园总体规划 加工物流类园区规划案例 农产品加工园规划案例 ——海南省海口市某农产品加工园总体规划 农产品物流园规划案例 ——陕西省眉县某猕猴桃物流园总体规划 休闲观光类园区规划案例 休闲观光农业园规划案例 ——江苏省江阴市华西村休闲观光农业园总体规划 休闲观光农业园规划案例 ——江苏省南通市海安县某休闲观光农业园总体规划 产业融合类园区规划案例 农村产业融合发展规划案例 ——贵州省安顺市平坝区某农村产业融合发展示范园总体规划 生态循环类园区规划案例 区域生态循环农业园规划案例 ——河北省威县某区域生态循环农业示范园规划 科技类园区规划案例 国家农业科技园区规划案例 ——辽宁省阜新市国家农业科技园区总体规划 区域示范类园区规划案例
课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日
摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计
目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1 研究现状 (1) 1.2 发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (7) 5.1 无线传输协议选择 (7) 5.2 硬件节点平台 (7) 5.3 系统的软件设计 (8) 第6章系统调试 (9) 第7章心得体会 (10) 参考文献 (12)
第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。 （四）网络通信技术。物联网数据是通过传感器的网络通信技术来提供传送
令狐文艳 毕业设计（报告） 令狐文艳 课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元 系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班 学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月 日
摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee 令狐文艳
生态农业园区规划设计方案及案例说明 生态农业简称ECO，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化高效农业。它要求把发展粮食与多种经济作物生产，发展大田种植与林、牧、副、渔业，发展大农业与第二、三产业结合起来，利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一 生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式，是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。 如何进行生态农业规划？ 随着我国经济的发展，人们收入水平的提高，对安全食品的需求也越来越高，因此要加快完善农业标准，全面推行农业标准化生产，构建生态安全农业体系。十三五规划纲要中指出，要大力发展生态友好型农业。实施化肥农药使用量零增长行动，全面推广测土配方施肥、农药精准高效施用。实施种养结合循环农业示范工程，推动种养业废弃物资源化利用、无害化处理。开展农业面源污染综合防治。开展耕地质量保护与提升行动。重点在地下水漏斗区、重金属污染区、生态严重退化地区，探索实行耕地轮作休耕制度试点。在重点灌区全面开展规模化高效节水灌溉行动。推广旱作农业。创建农业可持续发展试验示范区。 北京中农富通城乡规划设计研究院在安徽省某县的现代生态农业规划中，构建了现代农业体系，把粮食种植与多种经济作物生产相结合，统筹大田种植与林、牧、加工及休闲农业发展，实现一二三产业结合，同时提升耕地质量，构建节水灌溉系统，制定农业面源污染综合防治计划，配套完善的生态循环发展保障体系，实现现代农业的可持续发展。 一、以《安徽亳州涡阳县现代农业产业布局及农田基础设施专项规划》为例
智慧农业视频监控系统解决方案 目录
第一章项目概述 1.1项目背景 近年来，随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、土壤氮噒钾含量和土壤pH值等方面，物联网技术正在精准农业发挥出越来越大的作用，从而实现科学监测，科学种植，帮助农民抗灾、减灾，提高农业综合效益，促进了现代农业的转型升级。 1.2需求分析 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义，而农业专家又相对匮乏，不能够做到在灾害发生时及时出现在现场，因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，例如食用菌工厂化，刚开始人们开始注意到CO2浓度，温湿度对作物生长的作用，但是不舍得在传感器和自动控制领域中出太多钱，每天浪费人力，去每个房间用CO2检测仪检测CO2浓度，自己去开启风机。而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。在现代农业中，大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集信息,可以帮助农民及时发现问题,并且准确地捕捉发生问题的位置。这样一来，农业逐渐地从以人力为
中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，促进了农业发展方式的很大转变。 但是仅仅依靠智能传感器实时监控农作物生长环境的各项参数。不足以完成对农作物生长的实时跟踪，及时反馈各种病虫害并由专家分析解决。众多智能感知芯片监控的环境信息最终目的便是服务于农作物的健康茁壮成长，以获取更高的经济收益。那么怎样才能实时记录农作物的生长情况，及时处理各种病虫害又避免由于每天逐一记录数据而带来的大量的人力成本呢？ 由某某市某某技术股份有线公司开发的智能农业视频监控系统可以完美的解决这个问题。 第二章设计依据与原则 2.1设计思路 智能农业监控系统以3G/wifi网络为骨架，将监控中心、远程监控工作站、数据服务器、无线移动通讯网、终端有机地结合在一起，以服务器为核心实现分布式多级监控，具有“经济、实用、性能价格比高、可伸缩性强”的优点。 2.2设计原则 先进性：本方案设计采用的产品和系统是当代先进计算机技术、安防技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是采用OFDM 通信技术，使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰落能力大大增强，并提高了无线信道的传输速率。 智能化：系统中采用的产品和平台具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、主动检测等；前端设备与系统具备良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等。
题目：基于物联网的智能农业系统设计及实现 系别： 专业： 学号： 姓名： 指导老师： 年月日
前言 物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取物理世界的各种信息，再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界的感知。物联网在农业上的应用将会使农业生产方式产生重大变革，会急速促进我国农业生产问题上面临的种种问题。
摘要 物联网作为信息产业的第三次浪潮,在农业中的应用将会解决一系列科学技术问题,例如分布在广域空间的信息获取,高效可靠的信息传输以及面向不同应用的智能决策等,将是实现传统农业向现代农业转变的助推器和加速器。农业生产过程中,温度、湿度、光照强度、C02浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长,传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准,只能算是粗放式管理,在这种管理方式下,通过人的感知能力管理上述环境参数,无法达到准确性要求,要实现现代农业的智能化管理,建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。因此,本文设计了基于物联网的智能农业监测系统,该系统能够准确实时的获取农作物生长的环境信息并对这些信息进行远程监测。论文首先详细阐述物联网和农业物联网的内涵和体系结构、农业物联网的关键技术和未来发展。介绍了数据融合的相关概念,并提出了KDF算法用于系统对感知数据的处理。KDF算法是基于卡尔曼滤波的数据融合算法,能够达到减少冗余信息、降低能量消耗以及消除干扰使获得的感知数据更加准确的目的。其次,论文给出了系统的总体设计,并根据设计要求,以MSP430F5438微处理器、射频模块CC2520、射频放大前端CC2591以及SHT10温湿度传感器等环境感知传感器为核心,构建了传感器硬件节点。传感器节点的软件以Z-Stack协议栈为基础,成功的实现了无线Mesh网络的组建和数据的可靠传输。最后,论文介绍了上位机监测软件,上位机监测软件基于B/S架构,使用JSP语言在MyEclipse环境下开发,具有良好的人机交互前台界面；后台采用MySQL数据库,完成环境参数数据和其他有用信息的存储；将整个系统通过Tomcat服务器在线发布,系统便可以接入到Internet中,形成“底层(传感器)—Internet网络—远程监控”的结构,使连入互联网的计算机均可以访问。对系统从功能实现角度来开展的实验结果显示,该系统可以正常稳定的工作,无线传感器节点可以正常构建无线Mesh网络,可以进行数据可靠传输,系统通过Tomcat服务器在线发布,用户可以在任何—台与Internet相连的PC机上登录本系统进行数据查询和系统管理,实现远程监测的功能,并且本系统采用的节能机制达到了很好的节能效果,且采集数据的精度符合要求。 关键词：农业物联网；无线传感器网络；数据融合； B/S架构
名词解释 1.农业园区：农业园区就是在农业科技力量较为雄厚、具有一定产业优势、经济相对较发达的城郊和农村，划出一定区域，建设以农业生产、农产品加工为基本功能，兼顾展示示范、休闲观光、辐射带动、教育培训、技能创新等功能的综合实体。 2.规划：指选择、设定未来的某一时点的目标，相对于那时的目标对比现实状况，在明了二者间的关联的基础上，采取一定的手段，使现实向目标发展，趋向于、接近于目标。 3.区域规划：在一定地域内对国民经济建设和空间布局的未来发展进行的总体战略部署。 4.前向效应：是指某个产业出现后，其产品能作为其他产业的原料供应，促进产业的延伸和发展。 5.后向效应：是指某个产业出现后，引起对原料其他产业产品的而需求，刺激原料产业的萌生和发展。 6.总体规划：在一定区域内，根据国家社会经济可持续发展的要求和当地自然、经济、社会条件，对土地的开发、利用、治理、保护在空间上、时间上所做的总体安排和布局。 7.农业园区建设可行性分析：可行性研究理论在农业园区开发中的应用，主要是农业园区建设前期对拟建项目的技术、经济、安全及组织管理等方面进行详细的调查研究与分析论证，以确定该项目是否可行，为投资者或政府部门提供可靠的依据。 8.田成方：从田块平整的技术要求、方便田间管理及提高农业机械的作业效率等因素出发确定田块的大小及长宽比，建设规范化田块。 9.渠成网：渠道的建设标准为三面光渠道的两侧及沟底用水泥浇平或砌石后用水泥勾缝，同时建好涵管、闸等配套设施。渠道的总体布局按主渠中间、支渠两侧的原则，保证每块田都能排灌自如。 10.路成行：农业园区内机耕路的布局按主路中间、支路两侧的原则。主路要保证大中型农业机械能顺利会车，主路的净宽一般要求在6m以上，支路要保证大中型农业机械进出顺畅，净宽至少在3m以上。机耕路的建设标准为路基两边砌石，路面硬化，同时建好农机下田墩。 11.观光农业园：一个具有多重功能的系统，是一个在特定的区域内建立起来的以农业为背景，以农业、自然与文化资源为主要开发内容，以城市居民的观光、休闲、娱乐和青少年教育为服务对象，开发各具特色项目的有明确空间范围的农业园区。 12.企业战略管理：企业确定其使命，根据组织外部环境和内部条件设定企业的战略目标，为保证目标的正确落实和实现进行谋划，并依靠企业内部能力将这种谋划和决策付诸实施，以及在实施过程中进行控制的一个动态管理过程。 13.激励：就是为了达到企业目的，通过满足员工的生理、愿望、兴趣、情感等需要，有效的启迪员工的心灵，达到挖掘员工潜力的管理手段。 14.现代企业制度：在现代市场经济条件下，以规范和完善的法人制度为主体，以有限责任制度为核心，以股份有限公司为重点的产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学的一种新型的企业制度。 15.竖向规划设计：综合利用地形、地貌及地质条件，因坡就势合理地进行道路布局，建筑、各类公共服务设计、绿地的组织以及地面水的排除。 填空 1.现代农业园区的基本功能是什么？展示示范功能;生产加工功能;辐射带动功能;培训教育功能;休闲观光功能;技术创新功能.。 2.现代农业园区的特点是什么？新设施；新品种；新技术；新功能；新机制。 3.试述我国现代农业园区建设和发展遇到的关键问题有哪些？①立项问题②硬软件建设③人才问题④科技含量⑤园区特色 4.农业园区规划的工作程序是什么？委托规划→调研阶段→设计阶段→方案优选→方案实施 5.总体规划中如何确定农业园区的综合效益指标？经济效益指标；社会效益指标；生态效益指标 6.农业园区的内部交通按功能、等级可分为哪几种道路？①主路②支路③人行道④园务路 7.农业园区的服务设施按功能和行业习惯分为哪几个类型？旅行、游览、饮食、住宿、购物、娱乐、保健和其他。 8.农业园区的绿化形式有哪几种？水平绿化；草坪；垂直绿化；水体绿化；防护林绿化 9.农业园区的景观特征是什么？多功能；生态性；地方性；主题性 10.根据示范型农业园区的三区布局理论，核心区的先进技术和农产品生产模式通过什么方式扩散到示范区、辐射区的？答；①整体模式的扩散。②类型的扩散。③方法的扩散。 11.观光农业园区的布局形式常有围合式、中心式、放射式、制高式、因地式等几种。 12.SWOT四个英文字母分别代表：优势、劣势、机会、威胁。 13.区域规划的特点①目的性②前瞻性③动态性④综合性⑤战略性⑥地域性。 14.如何进行农业园区评价？经济效益评价；社会效益评价；生态效益评价 问答题 1、目前我国农业园区规划过程中存在哪些问题？ 答：立项问题，硬软件建设问题，人才问题，科技含量问题，园区特色问题。 2、农业园区规划一般有几个层面？每个规划层次的主要规划内容是什么？ 答：农业园区规划一般有区域规划、总体规划、详细规划三个层次。 农业园区区域规划的主要内容：①区域的基础情况搜集；②综合国家和地区经济发展总体要求和农业发展总体要求以及区域特殊的条件，确定区域农业发展的方向，制定农业园区的发展目标；③进行区域产业分区；④制定农业园区区域规划方案；⑤修改，评审。
广东省现代农业园区建设综合评价指标体系（试行） 一、总体建设目标 用现代物质条件装备农业，用现代科学技术改造农业，用现代产业体系提升农业，用现代经营形式推进农业，用现代发展理念引领农业，用培养新型农民发展农业。按照政府指导、企业运作、农民受益的方针。通过国家支持、市场运作、产业带动、共享共赢的方式，引导社会各类资本投资建设现代农业园区，充分发挥当地的资源优势，建设具有一定规模、符合区域农业发展方向、基础设施建设标准和层次较高，配套完善、综合应用先进技术和科技创新能力较强、经济效益、生态效益和社会效益较显著、经营管理体系较为完善的现代农业园区，实现“五高六化”（即劳动生产率高、土地生产率高、投入产出率高、科技进步贡献率高、农民收入水平高；农田标准化、操作机械化、农业设施化、管理科学化、服务社会化、生态良性化），以此推动区域农业经济发展和现代农业建设。 二、省级现代农业园区建设标准 (一)综合生产能力强,有较高的劳动生产率和土地产出率, 劳均农业总产值4万元,每公顷农用地产出8.5万元,优新良种良法覆盖率和无公害、绿色或有机农产品产值比重均达到100%。 (二)经济效益好,投入产出比达1.5以上。 (三)农民收入高,园区内农民人均年纯收入达8000元以上。 (四)生产设施与手段先进,标准农田（养殖）面积占农田（养殖）总面积的比重达80%,劳均拥有农机总动力4千瓦,设施农业
占示范区面积达40%以上。 (五)管理方法科学,园区内至少有1个企业通过管理体系认证，中专及其以上文化程度的农业劳动力比重达30%以上，参加职业技能培训的农业劳动力比重达80%以上。 (六)园区社会化服务体系健全,产业化率达100%，产业化组织运行机制健全。 (七)园区可持续发展能力强,环境优美、规划布局科学合理；废弃物排放符合国家规定标准；废弃物综合利用率达80%。 三、省级现代农业园区建设综合评价指标体系
从天空俯瞰荷兰，你会发现奇迹般的景观——地面被一块块不同的田地拼凑着，由 于荷兰 的农业标准，其中大多数的田地都非常小，
并且还会被喧闹的城市与郊区分割开。在 荷兰 核心的农业种植地，摩天大楼和制造业工厂的附近，就是马铃薯地、蔬菜大棚和猪 舍。可 以说，荷兰超过一半的国土都被用于了农 业与园艺。 当然，最显着的就是蔬菜大棚建筑群，有的大棚建筑群占地面积高达175公顷 （2625 亩）。他们就像巨型镜子一样蔓延在荷兰国土上，在阳光的照耀下闪闪发光，到了
夜晚则 会从内部发出光芒。
目录 1需求分析说明 (1) 设计背景 (1) 组成部分 (1) 功能需求 (1) 2概要设计说明 (2) 各模块功能描述 (2) 模块调用图 (2) 系统执行流程图 (3) 3详细设计说明 (5) 温湿亮度检测模块 (5) 棚顶异物检测模块 (6) 危险区域保护模块 (6) 防盗监控模块 (7) 蓄水罐液面高度监测模块 (8) 火灾监控模块 (8) 串口控制模块 (9) 灯光控制模块 (9) 遮阳网控制模块 (13) 灌溉模块 (14) 4调试分析 (16) 终端节点与协调器之间通信测试 (16) 协调器与开发板之间通信测试 (18) 5用户使用说明 (19) 6课程设计总结 (19)
1需求分析说明 设计背景 智能化控制系统应用到大棚种植上，利用最先进的生物模拟技术，模拟出最适合棚内植物生长的环境，采用温度、湿度、CO2、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标，并通过微机进行数据分析，由微机对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控，从而改变大棚内部的生物生长环境。智能大棚是自动化控制程序用于在温室大棚智能控制的结果：比较人工的控制来说，智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的环境，对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成生产损失。相对生产来说，将智能化控制系统应用到大棚生产以后，产量与质量比人工控制的大棚都有极大的提高，对于不同的种植品种而言，提高产量与质量相对不同，对于档次较高的经济作物来说，生产效率可以提高30%以上。相对运行成本来的核算，对于有一定规模的种植企业来说，极大的降低了劳动力成本，设备的投入与运行，可以完全由节约下来的劳动力成本中核算出来，使用时间越长，光节约的劳动力成本就是一笔巨大的利润。 组成部分 现代化经济的迅速发展，促使了人们对机械智能化的强烈认知。现代化智能温室也称作自动化温室，是指配备了由计算机控制的可移动天窗、遮阳系统、保温、湿窗帘/风扇降温系统、喷滴灌系统或滴灌系统、移动苗床等自动化设施，基于农业温室环境的高科技“智能”温室。智能温室的控制一般由信号采集系统、中心计算机、控制系统三大部分组成。 功能需求 （1）对大棚内温度、湿度、光照情况等基本信息的采集并显示。 （2）实现灌溉远程化、自动化，大大节省人力成本。 （3）对大棚整体结构情况的监测、火灾等突发事件的检测并发出警报。 （4）实现大棚内灯等基本电器的远程化、自动化控制，使系统更加智能，用户体验感更好。 （5）实现遮阳网等蔬菜保护机制的远程化、自动化控制。 （6）对于监测到的大棚内的各种信息输出到客户端的显示屏上。
智能应用 0 引言 近年来，越来越多的智能化系统应用于日常生活。农业智能化就是新兴的产业，如何有效提高农作物的培育效率，高效利用作物的生长期，温室环境检测与调节成为最关键的一环。市面上目前出现了许多可以帮助提升植物培育效率的智能机器，但大多没有将环境监测、自动处理、及时报警和远程控制等诸多关键性要素完美的结合到一起，只能实现简单的功能，因此设计一款将单片机技术、传感器技术和远程控制技术相结合的智能化农业系统尤为重要，该系统可以实现农作物生长环境参数采集及实时显示，能够及时报警并进行自动处理相结合，还可以进行工作人员信息安全管理和远程调节，在很大程度上解放了人工，实现了数据监测，提高生产效率。 1 系统方案设计 本系统采用嵌入式芯片STM32F103ZET6为核心，系统整体框架结构如图1所示。主要包括信息安全系统，环境检测与调节系统，报警系统、Wifi远程控制系统和电源系统。图中指纹识别模块和GSM模块构成信息安全系统；温湿度和光照采集模块，调节装置（排风、加热电阻、水泵）构成环境检测与调节系统；ISD1760语音模块和GSM模块构成报警系统；Wifi和上位机构成远程控制系统。各模块与嵌入式芯片通过程序编写来实现通信，远程控制通过无线传感网络采用效率更高的ZigBee拓扑网络进行通信，协作完成智慧农业系统的所用功能。 2 硬件电路设计 ■2.1 信息安全系统 本部分由R305指纹识别模块和GSM模块构成，工作人员通过指纹识别系统实现员工考勤，管理员可以预先录入所有工作人员的信息并进行存储，同时如要启动智能农业系统或进入数据中心也需要指纹验证，如果指纹匹配多次出错GSM将会报告给管理员，并判别是否为意外操作以便及时采取措施。 ■2.2 大棚内环境检测与调节系统 本部分由DHT11模块、GY-30模块，调节装置（排风、加热电阻、水泵等）组成。检测的土壤温湿度值和环境光照强度数值被传送到控制器进行处理，可根据农作物种类的不同，设定生长环境的温湿度和光照阈值，当采集的数值不在预先设定的范围内，调节装置根据不同的超限情况进行相应的处理，如通过排风装置进行降温，通过加热电阻提高环境温度，借助水泵实现土壤灌溉，直至温湿度重新回到设定范围之内，调节装置关闭，当大棚内的系统指标超限时可通过 GSM短信通知完成提醒功能。 ■2.3 报警系统 本部分由ISD1760语音播报模块和GSM模块组 成。ISD1760语音播报模块集成度高，具有高性能 的录放功能，可实现多段录音，其采样率在一定范围 内可以调节，芯片自带数据存储功能，能实现较好的 音质和断电存储。当采集的温湿度和光照强度数值不 在预先设定的范围内语音报警装置启动，提醒工作人 员，同时GSM模块给预先设置电话号码发送通知短 信。设计中GSM网络使用的是GA6通信模块，该模 块即支持短信操作，也支持电话功能、彩信功能，它 支持四个通信频段，工作性能稳定，信号质量好，性 唐红霞，李怀亮 （绥化学院电气工程学院，黑龙江绥化，152000） 基金项目：绥化市科技计划项目（SHKJ2016-052），黑龙江省教育厅基本科研业务费项目（2016-KYYWF-0934）。 摘要：为了提高农业的智能化水平，设计一款可远程控制的智慧农业系统。以STM32为控制核心，以温湿度、光强数据采集模块，调节装置、LCD液晶显示为基础，辅以GSM通信模块，指纹检测和语音报警等模块，实现对温室大棚内环境的检测调节以及工作人员信息的智能化管理，系统可将检测的各种数据信息分别显示在上位机页面和系统终端，可以通过GSM通信模块向管理员发送通知，可以通过Wifi使用上位机实现对智慧农业大棚的远程操控。 关键词：安全监测；GSM通信；远程操控 www?ele169?com | 25