農業物聯網的架構

　　農業物聯網主要包括三個層次：感知層、傳輸層和應用層。

　　第一層是感知層，包括RFID條形碼、傳感器等設備在內的傳感器節點，可以實現信息實時動態感知、快速識別和信息采集，感知層主要采集內容包括農田環境信息、土壤信息、植物養分及生理信息等；

　　第二層是傳輸層，可以實現遠距離無線傳輸來自物聯網采集的數據信息，在農業物聯網上主要反映為大規模農田信息的采集與傳輸；

　　第三層是應用層，該系統可以通過數據處理及智能化管理、控制來提供農業智能化管理，結合農業自動化設備實現農業生產智能化與信息化管理，達到農業生產中節省資源、保護環境、提高產品品質及產量的目的。農業物聯網的三個層次分別賦予了物聯網能全面感知信息、可靠傳輸數據、有效優化系統及智能處理信息等特征。

　　農業物聯網的特點

　　物聯網無線自組織網絡在國內外研究應用非常廣泛，尤其在工業控制領域。物聯網的組網通信協議研究也隨之成為研究熱點。但物聯網應用環境不一樣，往往導致它的通信協議并不一定完全兼容于其他場合，如環境監測、農場機械、精準灌溉、精準施肥、病蟲害控制、溫室監控、大田果園監控、精準畜牧等。不同的應用環境需要不同的組網方式。傳統的無線網絡包括移動通信網、無線局域網、藍牙技術通信網絡等，這些網絡通信設計都是針對點對點傳輸或多點對一點傳輸方式。然而物聯網的功能不僅是點對點的數據通信，在通信方面有更高的目標和措施。

　　20世紀末以來，美國、日本等發達國家和歐洲都相繼啟動了許多關于無線傳感器網絡的研究計劃，比較著名的計劃有SensorIT、WINS、SmartDust、SeaWeb、Hourglass、SensorWebs、 IrisNet、NEST。之后，美國國防部、航空航天局等多渠道投入巨資支持物聯網開發技術的研究與發展。然而，農業物聯網所處物理環境及網絡自身狀況與工業物聯網有本質區別。農業物聯網的主要特點如下。

　　1、大規模農田物聯網采集設備布置稀疏

　　農業物聯網設備成本低、節點稀疏，布置面積大，節點與節點間的距離較遠。對于實際農業生產而言，目前普通農作物收益并不高，農田面積大、投入成本有限，大規模農田在物聯網信息投入方面決定了大面積農田很難密集布置傳感節點。另外，大面積地在農田里鋪設傳感節點不僅給農業作業帶來許多干擾，特別對農業機械化作業形成較大的阻礙，也會給傳感節點的維護帶來諸多不便，導致傳感網絡維護成本過高等。在大規模農田里，農業大田環境可以根據實際情況劃分成若干個小規模的區域，每個小區里可以近似地認為環境相同、土質和土壤養分含量基本相同。因此，在每一個小區里鋪設一個傳感器節點基本可以滿足實際應用需要。

　　2、農業傳感節點要求傳輸距離遠、功耗低

　　對于較大規模的農田，物聯網信息采集節點與節點之間的距離往往會比較大。由于布置在農田中，節點一般無人維護，也無市電供電。因此，節點不僅要求傳輸距離遠，還要求功耗小，在低成本太陽能供電情況下實現長期不斷電的工作要求。因此，農業物聯網必須要求低功耗通信和遠距離傳輸。

　　3、農業物聯網設備面臨的環境惡劣

　　農業物聯網設備基本布置在野外，在高溫、高濕、低溫、雨水等環境下連續不間斷運行，而且作物的生長會影響信息的無線傳輸，因此要求對環境的適應能力較強。同時，農業從業人員文化素質不高，缺乏設備維護能力，因此，農業物聯網設備必須穩定可靠，而且具有自維護、自診斷的能力。

　　4、農業物聯網設備位置不會經常大范圍變動

　　農業物聯網信息采集設備一旦安裝好后，不會經常大范圍調整位置。特殊需要時也只需小范圍調整某些節點。移動的節點結構在網絡分布圖內不會有太大的變化。

　　綜上所述，農業物聯網技術應用特點及環境與工業物聯網有明顯區別。工業組網規則不一定能滿足農業物聯網信息傳輸需求。