农业物联网本质:各类传感器采集农田/大棚环境数据 → 传输网络上传 → 云平台分析处理 → 自动/人工控制农业设备,实现精准种植,整体分为感知层、网络传输层、平台层、应用控制层四层。
1、感知层(眼睛、鼻子,采集数据)
部署在田间、大棚、养殖棚的各类传感器,负责采集现场物理数据:
- 环境类:空气温湿度、光照、CO₂浓度、土壤温湿度、土壤PH、EC电导率、雨量
- 设备状态:水泵、风机、卷帘、灌溉阀的开关状态
- 图像:摄像头、高清相机,监测作物长势、病虫害
> 输出模拟/数字信号,交给传输模块。
2、网络传输层(通信通道,把数据传出去)
把传感器数据远距离传到云端,农业常用几种通信:
1. LoRa:低功耗、远距离,大棚大田,适合大量传感器
2. 4G/5G:直接公网,摄像头、网关设备,布线少
3. RS485:有线,短距离,大棚内部传感器、控制器之间通信
4. WiFi:近距离,室内温室
5. NBIoT:低功耗广域网,电池供电野外传感器
传感器先接入网关,网关做协议转换(Modbus等),再上云。
3、平台层(大脑,存储+计算)
云服务器/物联网平台,接收所有设备上报的数据:
- 数据存储:保存历史温湿度、土壤数据
- 阈值判断、逻辑运算:例如设定土壤湿度低于25%就触发灌溉;温度高于30℃开启风机
- 告警:异常推送手机APP、短信报警(高温、缺水)
- 可视化:大屏、手机APP看实时图表
4、应用与控制层(手脚,执行动作)
平台下发指令,控制器执行设备操作,分两种模式:
1. 自动控制:平台逻辑直接下发指令,自动开灌溉、开窗、开风机、补光,无需人在场。
2. 手动控制:人通过手机/电脑远程手动点开关。
完整流程举例(大棚灌溉)
> 土壤湿度传感器→采集土壤湿度30%→LoRa上传网关→4G上云平台
> 平台预设阈值:湿度<35%启动滴灌
> 平台下发开启指令 →继电器控制器打开电磁阀滴灌;
> 湿度上升到45%,平台自动关闭滴灌阀门。
补充:闭环逻辑
采集→传输→分析决策→执行→再次采集校验,形成闭环,不用人工频繁下地巡检,实现节水、节肥、增产。