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 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 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 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 81
第三章 農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù) 83
第一節(jié) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 83
一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 83
二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 85
三、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點 86
四、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 90
第二節(jié) 藍牙技術(shù) 93
一、藍牙技術(shù)簡介 93
二、藍牙協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 95
三、藍牙技術(shù)的特點 97
四、藍牙關(guān)鍵技術(shù) 98
第三節(jié) WiFi技術(shù) 99
一、WiFi技術(shù)簡介 99
二、WiFi技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 100
三、WiFi技術(shù)的特點 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 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 110
四、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 110
參考文獻 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)與實現(xiàn) 114
一、ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理軟件設(shè)計技術(shù) 114
二、基于ZigBee的農(nóng)田信息采集系統(tǒng) 116
三、斷點續(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)計與實現(xiàn) 126
一、下位機ARM+Linux系統(tǒng) 126
二、上位機農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng) 128
第三節(jié) 系統(tǒng)的驗證 132
一、數(shù)據(jù)精度驗證 132
二、ZigBee傳輸距離對數(shù)據(jù)的影響 133
參考文獻 134
第五章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng) 136
第一節(jié) 數(shù)據(jù)存儲方法與技術(shù) 136
一、數(shù)據(jù)存儲的基本概述 136
二、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲 137
三、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲 138
第二節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲模型設(shè)計 140
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點分析 140
二、數(shù)據(jù)存儲模型總體設(shè)計 141
三、關(guān)鍵模塊詳細(xì)設(shè)計 146
四、存儲模型整體讀寫流程 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 165
三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計 166
四、系統(tǒng)平臺 173
五、系統(tǒng)實現(xiàn) 175
參考文獻 179
第六章 基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)異常檢測系統(tǒng) 181
第一節(jié) 數(shù)據(jù)挖掘與異常檢測方法 181
一、分類技術(shù) 182
二、聚類技術(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)分類算法研究 196
一、相關(guān)理論背景 197
二、算法描述 201
三、試驗結(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)聚類算法 211
一、相關(guān)理論背景 212
二、算法描述 214
三、小麥生長環(huán)境異常檢測原型系統(tǒng) 218
四、試驗結(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)測系統(tǒng) 224
一、物聯(lián)網(wǎng)在冬小麥晚霜凍害監(jiān)測中的研究現(xiàn)狀 225
二、晚霜凍害監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)路線及系統(tǒng)實現(xiàn) 226
參考文獻 246
第七章 基于物聯(lián)網(wǎng)圖像處理的作物生長監(jiān)測系統(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 259
二、田間管理 260
三、作物收獲 260
四、作物生長營養(yǎng)診斷 261
第三節(jié) 小麥和玉米營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng) 262
一、基于圖像處理的小麥和玉米的營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng) 262
二、系統(tǒng)設(shè)計 263
三、小麥營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能設(shè)計與實現(xiàn) 265
四、玉米營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能設(shè)計與實現(xiàn) 279
第四節(jié) 基于圖像處理的作物植被覆蓋度識別 286
一、作物植被覆蓋度識別技術(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) 小麥病害檢測與防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng) 296
一、小麥病害檢測系統(tǒng) 296
二、基于物聯(lián)網(wǎng)的小麥生長環(huán)境異常檢測系統(tǒng) 313
參考文獻 323
第八章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢和前景展望 326
第一節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn) 326
一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展機遇 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 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 337
第三節(jié) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對策與建議 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、加強農(nóng)村現(xiàn)代化人才培養(yǎng) 346
四、加快促進技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)效益 347
五、強化農(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)保與廢物回收機制 348
參考文獻 348