并避免了使用不必要的化肥和杀虫剂，从而显著降低了规模化农业对环境的冲击。去年美国农业出口打破纪录，比2013年创造的上个纪录1148亿美元多出了近10亿美元。

第三章 系统设计

3.1 智慧农业物联网技术分析

射频识别技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。射频识别技术在食品行业中主要应用于食品的跟踪和溯源。应用射频识别技术系统可确保食品供应链的高质量数据交流，可确保食品源的清晰，实现产品追踪，从而实现质量监控和追溯。同时，射频识别技术与传感器技术相结合，可以感知食品加工和储藏过程中环境的状态信息，因为环境因素对食品品质影响很大，记录分析这些因素就显得十分重要。利用无线通信技术可以方便地把这些状态信息及其变化传递出来。

条码技术：条形码是由美国的N.T.Woodland在1949年首先提出的。它算得上是最古老最成熟的一种识别技术它也是自动识别技术中应用最广泛和最成功的技术。由于条形码成本较低有完善的标准体系已在全球散播,所以已经被普遍接受。条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空按照一定的编码规则(码制)编制成的,用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符,即条形码是一组粗细不同,按照一定的规则安排间距的平行线条图形。它的基本工作原理为,由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面,被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上,使之产生电信号,信号经过电路放大后产生模拟电压,它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比再经过滤波、整形形成与模拟信号对应的方波信号,经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。

磁卡识别技术:我们常用的磁卡是通过磁条记录信息的。磁条技术应用了物理学和磁力学的基本原理。磁卡技术的优点是数据可读写,即具有现场改变数据的能力数据的存储一般能满足需要,使用方便、成本低廉。这些优点使得磁卡技术的应用领域十分广泛,如信用卡、银行ATM卡、现金卡(如电话磁卡)、机票、公共汽车票、自动售货卡等。磁卡技术的缺点是数据存储的时间长短受磁性粒子极性的耐久性限制使用寿命短、信息容量小,常常依赖于外界的数据库,另外,磁卡存储数据的安全性一般较低,如磁卡不小心接触磁性物质就可能造成数据的丢失或混乱,要提高磁卡存储数据的安全性能,就必须采用另外的相关技术。

农业传感器技术是农业物联网的核心，主要用于采集各类农业信息，包括空气温度、湿度等环境指标参数，畜禽养殖业中的有害气体含量，种植业中的光、温、水、肥、气等参数，以及水产养殖业中的酸碱度、氨氮、溶解氧、浊度、电导率等参数。

遥感技术从不同高度的平台上，使用不同的传感器，对地球表层各类地物的电磁波谱信息进行收集，并进行分析处理。遥感技术利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性，通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。在智慧农业采集地面空间分布的地物光谱反射或辐射信息，实施全面监测，同时根据光谱信息，进行空间的定性与定位分析，从而提供大量的田间时空变化信息。

农业信息感知技术在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络采用无线通信方式，由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息。蓝牙是一种短距离无线通信技术规范 ，能够实现数据和语音通信，蓝牙通信带宽为1Mb/s，一个“蓝牙”主设备最多同时与7个其他的“蓝牙”设备通信，支持点对点和点对多的连接，使用灵活的无基站组网方式。目前主要的应用场景有数码相机图像传输，计算机、手机等的交互会议，耳机、游戏机等的电子娱乐产品等，汽车产品等。Wi-Fi是IEEE定义的无线网络通信的工业标准，主要特点是可靠性高、速度快，在开放的环境通信距离达到300 m以上，在相对封闭的环境里通信距离在100 m。组网灵活、成本低、可移动性好，与现有的有线以太网络非常容易整合。但是其明显的缺点是信号强度影响其稳定性，抗干扰性不好，且设备的功耗非常高。目前，Wi-Fi应用在如手机、PAD等的便携式电子产品中，有效解决校园网或办公室无线局域网的无线接入问题。

3.2 总体设计

3.2.1 智能农业控制系统

智能农业控制系统的架构如图3.1所示，本模块主要由控制中心、传感中心、工作中心构成。 控制中心由STC90C51芯片作为中枢负责控制传感器与工作器的

工作。 传感中心由温度传感器、湿度传感器、光强传感器、二氧化碳浓度传感器构成，与控制中心相连，主要负责向控制中心传输数据。

工作中心主要由滴灌设备、智能灯和排气扇组成，负责调节大棚的湿度、光照、温度与二氧化碳浓度。 工作过程：传感中心获取大棚内的模拟信息传递给控制中心，控制中心根据用户设定的数据的阈值控制工作中心进而调控大棚内部的环境趋近于用户设定的值。

图3.1总体功能架构图

收费车道的设备主要包括智能控制器、显示器、收费键盘、专用操作台、电动栏杆、环形线圈、RFID读写天线及辅助设施等，实现数据采集、外设控制、数据上传及收费等功能。后台服务管理系统设备主要由监控中心系统服务器、管理工作站等设备组基于物联网的智能停车场管理系统的设计与实现成，实现对车辆出入场数据、财务管理、各类数据查询、统计以及报表管理、人员管理和稽核管理等功能。收费车道通过计算机网络与后台服务管理系统相联。

3.2.2 云计算系统