应对国际金融危机和后危机时代的挑战, 预示着一场新的科技 革命即将到来。 从“智慧地球”到“感知中国”，“物联网”成为全球瞩目的关 键词。 被美国列为振兴经济的两大工具之一；被欧盟定位成使欧洲领 先全球的基础战略，被中国纳入战略性新兴产业规划重点。 业界认为是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。
Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
传感网、物联网与泛在网
泛在网不是互联网的 下一代，而是互联网 应用的拓展
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
快速、低成本、可靠感知过程信息是物联网农业应用的基础！ 一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题期待科技突破！ Key Laboratory of Modern
Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
物联网未来发展的思考
Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
利用云计算，模糊识别等各种 智能计算技术，对海量的数据 和信息进行分析和处理，对物 体实施智能化的控制 智能处理
可靠传递
全面感知
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
物联网农业应用
微小型、可靠性、节能型、环境适应性、低成本、智能化
• 农业资源管理：农用土地资源、水资源、生产资料 • 农业生态环境管理：土壤、大气、水质、气象、灾害 • 生产过程管理：农田精耕细作、设施农业、健康养殖 • 农产品与食品安全：产地环境，产后、贮藏加工、物
流运输、供应链可追溯系统
• 农业装备与设施：工况监测、远程诊断、服务调度。
物联网之智慧农业
中国农业大学 现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室 2010 年4月15日
报告主要内容
背景介绍
报 告 主 要 内 容
关键技术
存在问题 总结
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
IOT基本理论模型
智能卡 二维码
近距离 通信
传感器技术
跟踪定位
条形码
网关设 备
高速 数据 网络
因特网
GPS
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
“智慧地球”的内涵
• 视频图像信息处理：图像压缩、图像识别
• 智能服务探索：服务平台、服务模式
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
农业物联网关键技术发展趋势预测
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
物联网(The Internet of Things) 概念于1999年提出，是 将所有物品通过各种信息传感设备，如射频识别装置、基于光声
机载式土壤电导率 测量装置
太阳能供电 无线传感器
有线、无线分体式
重点实验室研究进展： 各种先进农用传感器
作物苗情传感器研究开发
作物长势诊断仪
作物冠层信息获取装置
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
重点实验室研究进展： 各种先进农用传感器
• 电化学离子敏传感器：土壤N、P、K, 重金属含量快速
检测...
• 生物传感器：禽流感快速检测、高致性细菌… • 气敏传感器：食品品质、气体污染、排放监测 …
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
• 需求驱动、着力研究面向问题的解决方案
Demand-driven； Problem-Oriented Solutions.
• 开放系统：硬件接口、通信协议、软件平台
• 学科深度交叉：农学与信息学、畜牧与信息学
• 传感器、无线传感器网络：“十二五”研究重点
• 数据挖掘：联机跨库挖掘、多媒体挖掘、检索
种通道，物联网需要一个统一的协议栈。
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
（4）IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要
更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6
电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起
来，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化 识别和管理。 物联网技术在农业中的应用，既能改变粗放的农业经营管理 方式，也能提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全， 引领现代农业发展。
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education

传感器：
低成本、环境适应性、可靠性、微功耗、安全性 三类态传感器： 集聚式传感器节点 移动式传感器节点(车载、便携） 分布式固定传感器节点 使用特点: 季节性、空间分布性、多参数嵌入…

网络互联： 分布式传感器 → 汇聚节点，采用ZigBee
适于环境变化的多跳、自组织通信技术 互联网接入：

智能信息处理：逻辑思维→ 形象思维；知识工 程；云服务；人机和谐；现代信息服务产业 Key Laboratory of Modern
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
重点实验室研究进展： 无线传感器网络应用
• 山东桓台 • 内蒙古准格尔旗
面向地方农村经济发展， Key Laboratory of Modern 多学科团队协力推动 Precision Agriculture System
生物传感器
重点实验室研究进展： 无线传感器网络应用
• 广域、自组织、高可靠性、节能 • 短程通信与远程通信相结合：Zigbee, Bluetooth, Wireless LAN,
GSM->GPRS->3G
• 固定终端与移动终端相结合：点与面 • 基于GPRS的大田监测系统、基于TD-SCDMA的农情监测及 灾害预警系统、基于GPRS的天津市设施农业管理系统
重点实验室研究进展： 各种先进农用传感器
• 土壤传感器研究开发
机载式农田土壤水分/ 压实/电导率测量装置 便携式电导率测量仪
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
（1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006
年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工 作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、
PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、 PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标 准的制定工作。 （2）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。 （3）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接 入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多
过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在 与IPv4的兼容性问题。
（5）终端问题。
物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不 同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说 是一大挑战。
Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration, Ministry of Education
温家宝《让科技引领中国可持续发展》（2009.11.03）
“在应对这场国际金融危机中，各国正在进行抢占经济科技制高点的竞 赛，全球将进入空前的创新密集和产业振兴时代。我们必须在这场竞争 中努力实现跨越式发展。”
“要着力突破传感网、物联网的关键技术，及早部署后IP时代相关技术 研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的‘发动机’ ”
Integration, Ministry of Education
“物联网本身不应该成为我们关注的重点，而是如何通过物联网能够实现对生产 生活有用的业务和应用” （思科首席技术官王纪奎）