全書以項目驅動、任務促進、做中學習知識、做中培養能力的方式，將理論與實際操作相結合，并將重點放在對基礎知識和操作技能的培養上。

以基于物聯網技術的智能溫室大棚的設計與建設實施為總項目，按照遞進原則分解為五個項目，且各項目后均配有思考題，便于組織教學。

全書內容詳實，圖文并茂，通俗易懂，實用性強。

進入21世紀，世界已發生根本性的變化。在這個背景下，中國城鎮化正快速發展。年輕人勞動觀念和勞動心理的轉變，勞動力成本的上升，使“誰來種地，怎樣種地”成為亟待研究和解決的課題。科學技術的發展和時代的進步，使農業生產方式正發生重大變化，農業現代化成為其必然趨勢。

智能農業是現代農業的重要內容和方向，是現代農業的重要標志和高級階段。早期人們對智能農業的認識，是基于農業工程的概念。認為智能農業在相對可控的環境條件下，采用工業化生產，實現集約高效可持續發展的現代超前農業生產方式，就是農業先進設施與露地相配套、具有高度的技術規范和高效益的集約化規模經營的生產方式。它集科研、生產、加工、銷售于一體，實現周年性、全天候、反季節的企業化規模生產；它集成現代生物技術、農業工程、農用新材料等學科，以現代化農業設施為依托，科技含量高、產品附加值高、土地產出率高和勞動生產率高，是我國農業新技術革命的跨世紀工程。近年來，在國家863、973計劃和國家科技支撐計劃的支持下，加大了高科技在現代農業中的應用，使我國在智能農業的研究中前進了一大步。但學者對智能農業概念的討論還不深入，認識還不一致。本書作者認同以下觀點：智能農業是一個完整的體系，它既包含軟件智能部分，又包含硬件智能部分。即涉及信息的采集、反饋、處理、運算推理、控制實施等各個環節。在體現智能化的特點上，智能農業必須具備基本的反饋控制和自主控制特點。智能農業體系應該是基于控制的廣義閉環大系統，優化處理后，可以具備一般閉環系統的能觀性、能控性；其研究的重點是農業大系統中的智能調控理論技術及應用問題；智能農業體系的理論基礎是大系統控制理論和復雜適應系統理論，而多級遞階網絡控制技術、人工智能控制技術是其最主要的建模及控制手段；智能農業更多的體現在整體系統控制的智能化，其中目標給定優化、信息處理、控制推理、信息采集及反饋等環節中均體現出擬人的智能化；“農業專家系統”是智能農業體系中的人工知識庫、數據庫，在智能農業系統中占有舉足輕重的地位。

智能農業是現代科學技術革命對農業產生巨大影響下逐步形成的一個新的農業形態，其顯著特征是在農業產業鏈的各個關鍵環節，充分應用現代信息技術手段，用信息流調控農業生產與經營活動的全過程。智能農業環境下，現代信息技術得到充分應用，可最大限度地把人的智慧轉變為先進生產力，通過知識要素的融入，使有限的資本要素和勞動要素的投入效應最大化，使得信息、知識成為驅動經濟增長的主導因素，使農業增長方式從主要依賴自然資源向主要依賴信息資源和知識資源轉變。因此，智能農業也是低碳經濟時代農業發展形態的必然選擇，符合人類可持續發展的愿望。

智能農業技術是多種先進技術的集成。它廣泛地包括了3S技術（農業遙感技術RS、農業地理信息系統GIS、全球定位系統GPS）、農業專家系統、決策支持系統（DSS）、變量投入技術（VRT）、智能機械裝備技術、模擬技術、虛擬技術、智能控制技術、機器視覺技術、移動應用技術、物聯網技術等。當前，物聯網技術在智能農業中得到較為廣泛的應用，是當前及今后較長時間內智能農業中應用最多的技術之一。

物聯網技術是以感知、識別、傳遞、分析、測控等技術手段實現智能化活動的新一代信息化技術，其特征是通過傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結合互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術對信息進行分析處理，從而提高對物質世界的感知能力，實現智能化的決策和控制。物聯網等技術是實現農業集約、高效、安全的重要支撐，這些技術在農業中廣泛應用，可實現農業生產資源、生產過程、流通過程等環節信息的實時獲取和數據共享，以保證產前正確規劃而提高資源利用效率；產中精細管理而提高生產效率，實現節本增效；產后高效流通并實現安全追溯。農業物聯網技術的發展，將會解決一系列在廣域空間分布的信息獲取、高效可靠的信息傳輸與互聯、面向不同應用需求和不同應用環境的智能決策系統集成的科學技術問題。

回到本文先前的問題，“誰來種地，怎樣種地”的命題如何破解？作者認為，“怎樣種地”在上文的論述中已給出了答案，即以智能農業生產方式逐漸取代傳統農業生產方式。而“誰來種地”則需要各種類型的新型復合性人才逐漸取代過去的傳統農民來完成。培養新型復合性農業人才是農業院校十分緊迫的任務之一。

培養新型復合性農業人才，需要跨專業融合，需要重構課程體系，需要教材建設的支撐。但這方面教材建設在我國嚴重滯后。作者根據現代農業發展對復合人才的緊迫需求，在對智能農業開展研究和試驗實踐的基礎上，對研究成果進行了總結，并討論、編著了本書。可供高等院校、高職院校相關專業教學使用，也可供農業科技人員、信息技術人員培訓或自學使用。

高端技能型應用性人才培養，重在職業能力的培養，即在實踐教學中進行最為有效。因此，本書以基于物聯網技術的智能溫室大棚的設計與建設實施為總項目，按照遞進原則分解為五個項目，以項目驅動、任務促進、做中學習知識、做中培養能力的方式，將智能農業應用最為廣泛的物聯網等技術及其應用的關鍵內容讓學生訓練掌握。五個項目分別是：農作物生長環境監測；農作物生長環境控制；農業專家系統的開發與應用；基于Android系統的農作物生長環境監控；基于物聯網技術的智能溫室大棚建設。

本書是由成都農業科技職業學院和中國水利水電出版社萬水分社共同策劃、組織編寫的。編著者為成都農業科技職業學院電子信息分院鄒承俊、張霞、魯剛強、余攀、雍濤幾位老師，李輝老師參與了部分圖片的處理，成都市知用科技有限公司熊維軍等工程師也參加了部分工作。在此，對辛勤工作的所有人士表示由衷的感謝！

由于時間緊迫和編著者水平的限制，加之是全新的嘗試，書中的錯誤和缺點在所難免，熱忱歡迎讀者對本書提出批評與建議，以便再版時修訂。

編 者

2013年6月

前言

項目一 農作物生長環境監測 1
項目目標 1
任務1 認識農作物生長環境 1
任務2 認識與選擇（購）監測傳感器及
網絡構件 12
任務3 無線傳感網絡的組建與農作物
生長環境監測 21
項目二 農作物生長環境控制 35
項目目標 35
任務1 了解農作物生長環境控制方法 35
任務2 農作物生長環境自動控制部件選擇 38
任務3 了解農作物生長環境自動控制系統
的組裝與調試 48
項目三 農業專家系統的開發與應用 63
項目目標 63
任務1 農業專家系統的開發 63
任務2 農業專家系統的應用 98
項目四 基于Android系統的農作物生長
環境監控 124
項目目標 124
任務1 開發環境的搭建 124
任務2 Android監控系統的開發與配置 132
項目五 基于物聯網技術的智能溫室建設 159
項目目標 159
任務1 智能溫室大棚的設計 159
任務2 監測系統的實施 169
任務3 控制系統的實施 182
任務4 監測系統、控制系統、專家系統、
Android系統的聯動 195

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