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绪论1

0.1 农业物联网的概念和内涵1

0.2 发展农业物联网的意义2

0.3 农业物联网网络架构4

0.4 农业物联网关键技术5

0.4.1 农业信息感知技术5

0.4.2 农业信息传输技术6

0.4.3 农业信息处理技术6

0.5 农业物联网应用进展7

0.5.1 农业信息感知技术应用进展7

0.5.2 农业信息传输技术应用进展9

0.5.3 农业信息处理技术应用进展10

0.6 写作本书的目的和意义10

0.7 本书的基本框架11

感知篇17

第1章 农业信息感知概述17

1.1 农业信息感知基本概念17

1.2 农业信息感知内容18

1.2.1 农业水体信息传感18

1.2.2 土壤信息传感19

1.2.3 农业气象信息传感20

1.2.4 农业动植物生理信息感知21

1.2.5 农业个体识别22

1.2.6 农业遥感23

1.2.7 农业定位导航跟踪23

1.3 农业信息感知体系框架24

1.4 农业信息感知技术研究进展25

1.4.1 农业水质信息传感技术研究进展25

1.4.2 土壤信息传感技术研究进展26

1.4.3 农业气象信息智能传感技术研究进展27

1.4.4 动植物生理信息检测技术进展28

1.4.5 农业RFID与条码技术研究进展29

1.4.6 农业遥感技术研究进展29

1.4.7 农业定位导航跟踪技术研究进展30

第2章 农业水体信息传感技术33

2.1 概述33

2.2 溶解氧传感器34

2.2.1 溶解氧检测原理34

2.2.2 溶解氧传感器的变送技术37

2.3 电导率传感器39

2.3.1 电导率检测原理39

2.3.2 电导率传感器的变送技术40

2.4 p H传感器41

2.4.1 pH检测原理41

2.4.2 pH传感器的变送技术42

2.5 氨氮传感器43

2.5.1 氨氮检测原理43

2.5.2 氨氮传感器的变送技术44

2.6 浊度传感器44

2.6.1 浊度检测原理44

2.6.2 浊度传感器的变送技术45

2.7 叶绿素a传感器46

2.7.1 叶绿素a检测原理46

2.7.2 叶绿素a传感器的变送技术47

第3章 土壤信息传感技术49

3.1 概述49

3.2 土壤含水量传感技术50

3.2.1 时域反射法测土壤水分51

3.2.2 频域反射法测土壤水分52

3.2.3 驻波率法测土壤水分53

3.2.4 中子法测土壤水分55

3.2.5 张力计法测土壤水分56

3.3 土壤电导率传感技术57

3.3.1 电磁感应法测土壤电导率58

3.3.2 电流-电压四端法测土壤电导率59

3.3.3 时域反射法测土壤电导率60

3.3.4 土壤水分、电导率复合检测60

3.4 土壤养分传感技术61

3.4.1 光谱检测方法测土壤水分62

3.4.2 电化学检测方法测土壤水分63

第4章 农业气象信息传感技术67

4.1 概述67

4.2 太阳辐射68

4.2.1 太阳辐射量检测原理68

4.2.2 太阳辐射计的变送技术69

4.3 光照度70

4.4 空气温湿度71

4.4.1 SHT系列传感器测量原理71

4.4.2 HMP45系列传感器测量原理72

4.5 风速风向73

4.5.1 超声波法74

4.5.2 热流速法75

4.6 雨量77

4.6.1 翻斗雨量计测量原理77

4.6.2 光学雨量计测量原理79

4.7 CO279

4.7.1 红外式CO2测量原理80

4.7.2 红外式CO2变送技术80

4.8 大气压力81

第5章 农业动植物生理信息传感技术83

5.1 概述83

5.2 植物生理传感器84

5.2.1 植物茎流传感器84

5.2.2 植物茎秆直径传感器86

5.2.3 叶绿素含量测定仪89

5.2.4 植物叶片厚度传感器89

5.3 动物生理传感器90

5.3.1 脉搏传感器90

5.3.2 血压传感器91

5.3.3 呼吸传感器93

第6章 农业个体标识技术95

6.1 概述95

6.2 RFID技术95

6.2.1 RFID技术特点96

6.2.2 RFID系统的组成96

6.2.3 RFID识别工作原理97

6.2.4 RFID在农业物联网中的典型应用100

6.3 条码技术104

6.3.1 条码技术简介104

6.3.2 条码识别工作原理107

6.3.3 条码技术在农业物联网中的典型应用107

第7章 农业遥感技术113

7.1 概述113

7.2 作物长势遥感监测114

7.3 作物水分和养分遥感监测117

7.3.1 作物水分遥感反演117

7.3.2 作物养分遥感监测119

7.4 作物产量遥感估测122

第8章 农业导航技术125

8.1 概述125

8.1.1 GPS绝对定位126

8.1.2 GPS相对定位127

8.2 田间变量信息定位采集技术128

8.2.1 GPS农田坐标变换129

8.2.2 GPS动态定位131

8.3 农业机械田间作业自主导航技术132

8.4 农产品物流过程跟踪技术133

传输篇137

第9章 农业信息传输技术概述137

9.1 农业信息传输基本概念137

9.2 农业信息传输技术内容138

9.2.1 农业信息有线传输技术139

9.2.2 农田信息无线传输技术140

9.2.3 信息传输共性关键技术内容141

9.3 农业信息传输技术体系框架146

第10章 农业无线传感器网络151

10.1 概述151

10.2 无线传感器网络的体系结构152

10.2.1 无线传感器网络拓扑结构152

10.2.2 无线传感器网络节点结构153

10.3 蓝牙、Wi-Fi、ZigBee技术简介153

10.3.1 蓝牙153

10.3.2 Wi-Fi154

10.3.3 ZigBee155

10.4 农用无线传感器网络对比分析155

10.5 WSN在农业中的应用157

10.5.1 温室环境应用157

10.5.2 农业水文水利监测158

10.5.3 农田节水灌溉160

10.5.4 用于家禽健康状况及行为特征监控160

10.5.5 无线传感器网络应用于现代农业的优势161

第11章 农业移动互联网163

11.1 概述163

11.2 农业互联网164

11.2.1 互联网的组成164

11.2.2 TCP/IP体系结构与协议166

11.3 农业移动通信168

11.3.1 移动互联通信技术发展及应用现状169

11.3.2 现代农业移动通信技术：3G172

11.3.3 未来农业移动通信技术：4G175

11.4 农业移动互联网应用176

11.4.1 数据采集发送模块177

11.4.2 移动端实时监控模块177

处理篇183

第12章 农业信息处理概述183

12.1 农业信息处理基本概念183

12.2 农业信息处理关键技术184

12.2.1 数据存储技术184

12.2.2 数据搜索技术185

12.2.3 计算技术187

12.2.4 农业预测预警190

12.2.5 农业智能控制190

12.2.6 农业智能决策190

12.2.7 农业诊断推理190

12.2.8 农业视觉信息处理191

12.3 农业信息处理技术体系框架191

12.4 农业信息处理技术发展趋势192

第13章 农业预测预警195

13.1 概述195

13.2 农业预测方法196

13.2.1 农业预测的基本原则196

13.2.2 农业预测模型选择197

13.2.3 农业预测的基本步骤198

13.2.4 农业预测的基本方法199

13.3 农业预警方法206

13.3.1 农业预警基本方法206

13.3.2 农业预警的逻辑过程207

13.4 典型案例208

13.4.1 基于PSO-LSSVR的河蟹养殖水质变化预测模型208

13.4.2 基于Rs-svM的集约化河蟹养殖水质预警模型212

第14章 农业智能控制219

14.1 概述219

14.2 智能控制理论基础220

14.2.1 模糊控制220

14.2.2 神经网络控制226

14.3 基于模糊控制的河蟹养殖溶解氧智能控制228

14.3.1 模糊控制器变量选择229

14.3.2 模糊控制策略230

14.3.3 智能控制实验结果231

第15章 农业智能决策235

15.1 概述235

15.2 农业智能决策基础理论236

15.2.1 农业智能决策概述236

15.2.2 农业智能决策支持系统的结构237

15.2.3 农业智能决策方法239

15.3 典型案例——牙鲆养殖饲料配方智能决策243

15.3.1 牙鲆的营养需求243

15.3.2 牙鲆养殖饲料配方智能决策模型244

15.3.3 牙鲆养殖饲料配方智能决策模型评价245

15.3.4 饲料配方智能决策模型实例分析247

第16章 农业诊断推理251

16.1 概述251

16.2 农业病虫害诊断过程252

16.2.1 获取诊断资料252

16.2.2 综合分析资料253

16.2.3 诊断推理阶段253

16.2.4 治疗阶段253

16.3 农业病虫害诊断模型253

16.3.1 农业病虫害诊断问题的定义254

16.3.2 “症状-疾病-病因”的诊断模型255

16.4 农业病虫害诊断推理过程256

16.4.1 “症状-疾病”的诊断推理256

16.4.2 “疾病-病因”的诊断推理258

16.5 鱼病诊断案例259

第17章 农业视觉信息处理263

17.1 概述263

17.2 农业视觉信息增强与分割265

17.2.1 视觉图像的增强265

17.2.2 视觉图像的分割267

17.3 农业视觉信息特征提取与分类268

17.3.1 视觉图像的特征提取268

17.3.2 视觉图像的目标分类269

17.4 典型案例273

17.4.1 视觉信息处理系统框架273

17.4.2 在鱼病诊断中的应用275

应用篇283

第18章 农业物联网系统集成283

18.1 概述283

18.1.1 系统集成概念283

18.1.2 农业物联网系统集成283

18.2 农业物联网系统集成原则和步骤284

18.2.1 农业物联网系统集成原则284

18.2.2 农业物联网系统集成步骤285

18.3 农业物联网系统集成方法287

18.3.1 感知层集成287

18.3.2 传输层集成289

18.3.3 农业物联网平台集成289

18.3.4 农业物联网系统集成291

18.4 系统集成案例291

18.4.1 设备集成292

18.4.2 数据库设计293

18.4.3 系统结构设计295

18.4.4 系统功能设计296

第19章 农业物联网标准299

19.1 概述299

19.1.1 农业物联网标准相关概念299

19.1.2 农业物联网标准的重要性300

19.1.3 农业物联网标准现状302

19.2 农业物联网基础通用标准304

19.3 农业产业物联网标准305

19.3.1 大田种植物联网标准体系305

19.3.2 设施园艺物联网标准体系306

19.3.3 畜禽养殖物联网标准体系307

19.3.4 水产养殖物联网标准体系309

19.3.5 农产品物流追溯物联网标准体系310

第20章 大田种植物联网应用311

20.1 概述311

20.1.1 我国大田种植业的物联网技术需求311

20.1.2 我国种植业物联网技术特点312

20.2 大田种植物联网总体框架312

20.2.1 种植业物联网应用平台体系架构312

20.2.2 种植业物联网服务平台服务体系架构313

20.3 墒情监控系统314

20.4 农田环境监测系统317

20.5 施肥管理测土配方系统318

20.6 大田作物病虫害诊断与预警系统318

20.7 农机调度管理系统320

20.8 精细作业系统321

20.9 应用案例322

第21章 设施园艺物联网应用325

21.1 概述325

21.1.1 设施园艺物联网技术需求325

21.1.2 设施园艺物联网技术发展趋势326

21.2 设施园艺物联网总体架构327

21.3 温室环境自动控制系统328

21.3.1 温室自动控制系统328

21.3.2 环境自动控制系统329

21.4 设施园艺水肥管理系统332

21.5 设施园艺自动作业与机器人333

21.6 设施园艺病虫害预测预警系统334

21.7 农产品分级分类系统335

21.8 应用案例335

第22章 畜禽养殖物联网应用339

22.1 概述339

22.2 畜禽养殖物联网总体框架341

22.3 养殖环境监控系统342

22.3.1 养殖环境信息智能传感子系统343

22.3.2 养殖环境信息自动传输子系统343

22.3.3 养殖环境自动控制子系统344

22.3.4 养殖环境智能监控管理平台345

22.4 精细喂养决策系统348

22.5 育种繁育管理系统349

22.6 疾病诊治与预警系统350

第23章 水产养殖物联网应用353

23.1 概述353

23.2 水产养殖物联网总体架构355

23.3 水产养殖环境监控系统356

23.3.1 智能水质传感器357

23.3.2 无线增氧控制器358

23.3.3 水产养殖无线监控网络358

23.3.4 水质智能调控系统360

23.4 精细喂养管理系统361

23.4.1 饲料配方优化361

23.4.2 精细喂养决策362

23.5 疾病预警远程诊断系统363

23.5.1 疾病预警系统363

23.5.2 疾病诊断系统364

23.6 应用案例364

第24章 农产品物流物联网应用367

24.1 概述367

24.1.1 农产品物流物联网的内涵367

24.1.2 农产品物流物联网的特点368

24.1.3 农产品物流物联网应用主要技术370

24.1.4 农产品物流物联网发展趋势371

24.2 农产品物流物联网系统总体架构372

24.2.1 总体技术架构372

24.2.2 技术特点分析373

24.3 农产品配货管理系统374

24.4 农产品质量监管追溯系统377

24.5 农产品运输管理系统380

24.6 农产品采购交易系统380

24.7 案例分析—农产品温控物流智能系统解决方案381

24.7.1 农产品温控物流智能系统业务需求381

24.7.2 农产品温控物流智能系统功能实现382

第25章 农业物联网发展趋势和前景展望385

25.1 农业物联网发展面临的机遇与挑战385

25.1.1 农业物联网发展面临的机遇385

25.1.2 农业物联网发展面临的挑战386

25.2 农业物联网发展需求与趋势388

25.2.1 更透彻的感知390

25.2.2 更全面的互联互通390

25.2.3 更深入的智慧服务391

25.2.4 更优化的集成391

25.3 农业物联网发展对策与建议392

25.3.1 突破核心技术和重大共性关键技术392

25.3.2 加快农业物联网标准体系建设393

25.3.3 开展农业物联网产品补贴393

25.3.4 加强农业物联网示范项目建设394

25.3.5 加快制定农业物联网发展的产业政策394