農業(yè)物聯(lián)網技術與大田作物應用

目錄
前言
第一章 物聯(lián)網概述 1
第一節(jié) 物聯(lián)網的概念與發(fā)展 1
一、物聯(lián)網基本概念 1
二、物聯(lián)網概念的產生與發(fā)展 2
三、物聯(lián)網的基本特點 7
第二節(jié) 物聯(lián)網體系架構及關鍵技術 8
一、物聯(lián)網體系架構 8
二、物聯(lián)網關鍵技術 11
第三節(jié) 物聯(lián)網的應用 14
一、物聯(lián)網應用領域 14
二、物聯(lián)網應用案例 17
第四節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展與應用 19
一、農業(yè)物聯(lián)網的定義 19
二、農業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展現(xiàn)狀 20
三、農業(yè)物聯(lián)網大田作物應用 24
參考文獻 25
第二章 農業(yè)信息傳感技術 28
第一節(jié) 農業(yè)傳感器技術 28
一、農業(yè)物聯(lián)網與傳感器 28
二、農業(yè)傳感器的基本原理 28
三、農業(yè)傳感器的分類 29
四、農業(yè)傳感器的應用 39
第二節(jié) 基于電學與電磁學原理的農業(yè)傳感技術 41
一、土壤含水量傳感技術 41
二、土壤電導率傳感技術 51
三、土壤養(yǎng)分傳感技術 54
四、大氣壓力傳感技術 55
第三節(jié) 基于光學與光輻射原理的農業(yè)傳感技術 57
一、太陽輻射傳感技術 57
二、光照度傳感技術 60
三、雨量傳感技術 62
四、CO2傳感技術 64
五、視頻圖像傳感技術 66
第四節(jié) 基于熱傳導原理的農業(yè)傳感技術 73
一、土壤溫度傳感技術 73
二、空氣溫濕度傳感技術 74
三、風速風向傳感技術 77
參考文獻 81
第三章 農業(yè)信息傳輸技術 83
第一節(jié) 無線傳感器網絡 83
一、無線傳感器網絡概述 83
二、無線傳感器網絡的體系結構 85
三、無線傳感器網絡的特點 86
四、無線傳感器網絡的關鍵技術 90
第二節(jié) 藍牙技術 93
一、藍牙技術簡介 93
二、藍牙協(xié)議的體系結構 95
三、藍牙技術的特點 97
四、藍牙關鍵技術 98
第三節(jié) WiFi技術 99
一、WiFi技術簡介 99
二、WiFi技術的網絡結構 100
三、WiFi技術的特點 101
四、WiFi網絡關鍵技術 102
第四節(jié) ZigBee技術 103
一、ZigBee技術簡介 103
二、ZigBee技術的網絡結構 104
三、ZigBee技術的特點 105
四、ZigBee數(shù)據傳輸技術 106
第五節(jié) 窄帶物聯(lián)網技術 108
一、窄帶物聯(lián)網簡介 108
二、窄帶物聯(lián)網的網絡架構 109
三、窄帶物聯(lián)網的特點 110
四、窄帶物聯(lián)網的關鍵技術 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)的關鍵技術與實現(xiàn) 114
一、ZigBee網絡管理軟件設計技術 114
二、基于ZigBee的農田信息采集系統(tǒng) 116
三、斷點續(xù)傳技術 120
四、VPN技術 121
五、其他關鍵技術 123
第二節(jié) 系統(tǒng)總體框架設計與實現(xiàn) 126
一、下位機ARM+Linux系統(tǒng) 126
二、上位機農業(yè)信息管理系統(tǒng) 128
第三節(jié) 系統(tǒng)的驗證 132
一、數(shù)據精度驗證 132
二、ZigBee傳輸距離對數(shù)據的影響 133
參考文獻 134
第五章 農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據存儲管理系統(tǒng) 136
第一節(jié) 數(shù)據存儲方法與技術 136
一、數(shù)據存儲的基本概述 136
二、結構化數(shù)據存儲 137
三、非結構化數(shù)據存儲 138
第二節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據存儲模型設計 140
一、農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據特點分析 140
二、數(shù)據存儲模型總體設計 141
三、關鍵模塊詳細設計 146
四、存儲模型整體讀寫流程 162
第三節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據管理系統(tǒng) 163
一、系統(tǒng)需求分析 163
二、系統(tǒng)架構設計 165
三、數(shù)據庫設計 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)網的環(huán)境數(shù)據異常檢測系統(tǒng) 181
第一節(jié) 數(shù)據挖掘與異常檢測方法 181
一、分類技術 182
二、聚類技術 189
三、異常挖掘技術 194
第二節(jié) 大田作物環(huán)境數(shù)據分類算法研究 196
一、相關理論背景 197
二、算法描述 201
三、試驗結果與討論 203
第三節(jié) 基于數(shù)據流的大田作物環(huán)境數(shù)據聚類算法 211
一、相關理論背景 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、試驗結果與討論 222
第四節(jié) 基于物聯(lián)網的冬小麥晚霜凍害監(jiān)測系統(tǒng) 224
一、物聯(lián)網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)技術路線及系統(tǒng)實現(xiàn) 226
參考文獻 246
第七章 基于物聯(lián)網圖像處理的作物生長監(jiān)測系統(tǒng) 249
第一節(jié) 圖像處理技術的基本原理與算法 249
一、圖像顏色空間模型 249
二、圖像預處理 253
三、圖像分割技術 256
第二節(jié) 圖像處理技術在農業(yè)中的應用 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)設計 263
三、小麥營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能設計與實現(xiàn) 265
四、玉米營養(yǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能設計與實現(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路線 286
二、圖像采集 286
三、圖像顏色空間轉換 288
四、圖像分割 290
五、結果分析 292
第五節(jié) 小麥病害檢測與防災減災系統(tǒng) 296
一、小麥病害檢測系統(tǒng) 296
二、基于物聯(lián)網的小麥生長環(huán)境異常檢測系統(tǒng) 313
參考文獻 323
第八章 農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展趨勢和前景展望 326
第一節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn) 326
一、農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展機遇 326
二、物聯(lián)網在農業(yè)領域面臨的挑戰(zhàn) 330
第二節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展需求與趨勢 336
一、農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展需求 336
二、農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展趨勢 337
第三節(jié) 農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展對策與建議 345
一、制定農業(yè)物聯(lián)網標準 345
二、加快農業(yè)物聯(lián)網核心技術研發(fā) 346
三、加強農村現(xiàn)代化人才培養(yǎng) 346
四、加快促進技術轉化為生產效益 347
五、強化農業(yè)物聯(lián)網安全管理 347
六、建立農業(yè)物聯(lián)網綠色環(huán)保與廢物回收機制 348
參考文獻 348