農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大田作物應(yīng)用

目錄
前言
第一章 物聯(lián)網(wǎng)概述 1
第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展 1
一、物聯(lián)網(wǎng)基本概念 1
二、物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生與發(fā)展 2
三、物聯(lián)網(wǎng)的基本特點(diǎn) 7
第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 8
一、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 8
二、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 11
第三節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 14
一、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 14
二、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 17
第四節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用 19
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義 19
二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀 20
三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大田作物應(yīng)用 24
參考文獻(xiàn) 25
第二章 農(nóng)業(yè)信息傳感技術(shù) 28
第一節(jié) 農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù) 28
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與傳感器 28
二、農(nóng)業(yè)傳感器的基本原理 28
三、農(nóng)業(yè)傳感器的分類(lèi) 29
四、農(nóng)業(yè)傳感器的應(yīng)用 39
第二節(jié) 基于電學(xué)與電磁學(xué)原理的農(nóng)業(yè)傳感技術(shù) 41
一、土壤含水量傳感技術(shù) 41
二、土壤電導(dǎo)率傳感技術(shù) 51
三、土壤養(yǎng)分傳感技術(shù) 54
四、大氣壓力傳感技術(shù) 55
第三節(jié) 基于光學(xué)與光輻射原理的農(nóng)業(yè)傳感技術(shù) 57
一、太陽(yáng)輻射傳感技術(shù) 57
二、光照度傳感技術(shù) 60
三、雨量傳感技術(shù) 62
四、CO2傳感技術(shù) 64
五、視頻圖像傳感技術(shù) 66
第四節(jié) 基于熱傳導(dǎo)原理的農(nóng)業(yè)傳感技術(shù) 73
一、土壤溫度傳感技術(shù) 73
二、空氣溫濕度傳感技術(shù) 74
三、風(fēng)速風(fēng)向傳感技術(shù) 77
參考文獻(xiàn) 81
第三章 農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù) 83
第一節(jié) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 83
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 83
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 85
三、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 86
四、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 90
第二節(jié) 藍(lán)牙技術(shù) 93
一、藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介 93
二、藍(lán)牙協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 95
三、藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) 97
四、藍(lán)牙關(guān)鍵技術(shù) 98
第三節(jié) WiFi技術(shù) 99
一、WiFi技術(shù)簡(jiǎn)介 99
二、WiFi技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 100
三、WiFi技術(shù)的特點(diǎn) 101
四、WiFi網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù) 102
第四節(jié) ZigBee技術(shù) 103
一、ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)介 103
二、ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 104
三、ZigBee技術(shù)的特點(diǎn) 105
四、ZigBee數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 106
第五節(jié) 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 108
一、窄帶物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介 108
二、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 109
三、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn) 110
四、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 110
參考文獻(xiàn) 113
第四章 大田信息采集系統(tǒng) 114
第一節(jié) 大田信息采集系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn) 114
一、ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理軟件設(shè)計(jì)技術(shù) 114
二、基于ZigBee的農(nóng)田信息采集系統(tǒng) 116
三、斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù) 120
四、VPN技術(shù) 121
五、其他關(guān)鍵技術(shù) 123
第二節(jié) 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 126
一、下位機(jī)ARM+Linux系統(tǒng) 126
二、上位機(jī)農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng) 128
第三節(jié) 系統(tǒng)的驗(yàn)證 132
一、數(shù)據(jù)精度驗(yàn)證 132
二、ZigBee傳輸距離對(duì)數(shù)據(jù)的影響 133
參考文獻(xiàn) 134
第五章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng) 136
第一節(jié) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法與技術(shù) 136
一、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本概述 136
二、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 137
三、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 138
第二節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型設(shè)計(jì) 140
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析 140
二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型總體設(shè)計(jì) 141
三、關(guān)鍵模塊詳細(xì)設(shè)計(jì) 146
四、存儲(chǔ)模型整體讀寫(xiě)流程 162
第三節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 163
一、系統(tǒng)需求分析 163
二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 165
三、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 166
四、系統(tǒng)平臺(tái) 173
五、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 175
參考文獻(xiàn) 179
第六章 基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)異常檢測(cè)系統(tǒng) 181
第一節(jié) 數(shù)據(jù)挖掘與異常檢測(cè)方法 181
一、分類(lèi)技術(shù) 182
二、聚類(lèi)技術(shù) 189
三、異常挖掘技術(shù) 194
第二節(jié) 大田作物環(huán)境數(shù)據(jù)分類(lèi)算法研究 196
一、相關(guān)理論背景 197
二、算法描述 201
三、試驗(yàn)結(jié)果與討論 203
第三節(jié) 基于數(shù)據(jù)流的大田作物環(huán)境數(shù)據(jù)聚類(lèi)算法 211
一、相關(guān)理論背景 212
二、算法描述 214
三、小麥生長(zhǎng)環(huán)境異常檢測(cè)原型系統(tǒng) 218
四、試驗(yàn)結(jié)果與討論 222
第四節(jié) 基于物聯(lián)網(wǎng)的冬小麥晚霜凍害監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 224
一、物聯(lián)網(wǎng)在冬小麥晚霜凍害監(jiān)測(cè)中的研究現(xiàn)狀 225
二、晚霜凍害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)路線及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 226
參考文獻(xiàn) 246
第七章 基于物聯(lián)網(wǎng)圖像處理的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 249
第一節(jié) 圖像處理技術(shù)的基本原理與算法 249
一、圖像顏色空間模型 249
二、圖像預(yù)處理 253
三、圖像分割技術(shù) 256
第二節(jié) 圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 259
一、種子分析與分類(lèi) 259
二、田間管理 260
三、作物收獲 260
四、作物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)診斷 261
第三節(jié) 小麥和玉米營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 262
一、基于圖像處理的小麥和玉米的營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 262
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 263
三、小麥營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 265
四、玉米營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 279
第四節(jié) 基于圖像處理的作物植被覆蓋度識(shí)別 286
一、作物植被覆蓋度識(shí)別技術(shù)路線 286
二、圖像采集 286
三、圖像顏色空間轉(zhuǎn)換 288
四、圖像分割 290
五、結(jié)果分析 292
第五節(jié) 小麥病害檢測(cè)與防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng) 296
一、小麥病害檢測(cè)系統(tǒng) 296
二、基于物聯(lián)網(wǎng)的小麥生長(zhǎng)環(huán)境異常檢測(cè)系統(tǒng) 313
參考文獻(xiàn) 323
第八章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和前景展望 326
第一節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 326
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展機(jī)遇 326
二、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn) 330
第二節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與趨勢(shì) 336
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求 336
二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì) 337
第三節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對(duì)策與建議 345
一、制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 345
二、加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā) 346
三、加強(qiáng)農(nóng)村現(xiàn)代化人才培養(yǎng) 346
四、加快促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)效益 347
五、強(qiáng)化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全管理 347
六、建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綠色環(huán)保與廢物回收機(jī)制 348
參考文獻(xiàn) 348