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第1章 农业物联网技术与应用概述 1

1.1 引言 1

1.2 物联网的技术演进 1

1.3 农业物联网技术架构 8

1.4 农业物联网应用架构 11

1.5 本章小结 16

参考文献 17

第2章 农田环境信息感知 19

2.1 引言 19

2.2 关键技术 19

2.2.1 农田环境信息获取与装备技术 19

2.2.2 农田环境信息获取无线传感器网络技术 21

2.2.3 农田环境信息处理与应用服务系统 22

2.3 现有国内外技术方案 23

2.3.1 农田环境信息获取技术 23

2.3.2 农田环境信息获取无线传感器网络技术 28

2.3.3 农田环境信息处理与应用技术 29

2.4 农田环境信息获取与处理研究方案 31

2.4.1 农田环境信息监测智能节点的研发 32

2.4.2 农田环境信息获取无线传感器网络技术研发 35

2.4.3 农产品产地环境信息处理与适应性评价分析 37

2.5 本章小结 38

参考文献 39

第3章 作物生长信息感知 43

3.1 引言 43

3.2 关键技术 43

3.3 作物生长信息感知技术发展现状 45

3.3.1 植物养分和生理生态信息检测技术现状 45

3.3.2 作物病虫害及农药等胁迫下信息检测技术现状 47

3.3.3 土壤环境信息检测技术现状 48

3.3.4 作物信息感知无线传感网络及智能监控技术现状 48

3.3.5 农牧业生产关键环节感知技术现状 49

3.4 作物生长信息感知与智能监控物联网系统方案 50

3.4.1 技术路线和系统方案设计 50

3.4.2 重点内容概要 51

3.4.3 智能化果园信息监控与喷滴灌控制系统应用示范 54

3.5 本章小结 58

参考文献 58

第4章 农产品生产加工过程信息感知与控制 61

4.1 引言 61

4.2 关键问题 61

4.3 现有国内外技术方案 62

4.3.1 生产履历多源信息感知 62

4.3.2 农产品包装机研究进展 63

4.4 研究方案与系统试验 63

4.4.1 农产品生产履历多源信息感知系统 63

4.4.2 农产品包装防伪流水线技术方案 68

4.5 本章小结 78

参考文献 79

第5章 农产品生产智慧管理 81

5.1 引言 81

5.2 关键问题 82

5.3 现有国内外技术方案 82

5.3.1 作物生长信息的实时无损监测技术与设备 83

5.3.2 作物生长与环境信息的无线传感网络技术与装备 84

5.3.3 农田生长与环境信息的智能处理与生产决策技术 86

5.3.4 基于无线传感网的智慧农业应用系统 87

5.4 解决方案 88

5.4.1 农作物生长过程中生长信息的实时感知模型 88

5.4.2 农作物生长信息智能传感器 89

5.4.3 农作物生长信息动态感知节点 90

5.4.4 农作物生长信息智能传感器网关 91

5.4.5 农作物生长状况的精确诊断与调控模型 91

5.4.6 基于实时感知数据的农作物生产智慧管理系统 93

5.4.7 生长感知及智慧管理技术的组装测试与示范应用 93

5.5 本章小结 94

参考文献 95

第6章 农药残留检测 99

6.1 引言 99

6.2 关键技术 101

6.3 现有国内外技术方案 102

6.4 解决方案 103

6.4.1 近红外光纤光谱检测法 103

6.4.2 表面增强拉曼法有机磷的检测 113

6.4.3 表面等离子谐振法对有机磷的检测 115

6.4.4 酶生物传感检测法 117

6.5 本章小结 127

参考文献 128

第7章 农业物联网编码 132

7.1 引言 132

7.2 物联网编码技术研究 133

7.2.1 GS1编码系统 133

7.2.2 EPC编码系统 136

7.2.3 OID编码系统 138

7.2.4 mCode编码系统 139

7.2.5 Ucode编码系统 140

7.2.6 Handle编码系统 143

7.2.7 药品电子监管码系统 145

7.2.8 CID（ENUM编码系统） 147

7.2.9 标码系统 147

7.2.10 商务部肉类蔬菜流通追溯体系编码系统 148

7.3 Ecode标识体系 150

7.3.1 Ecode标识体系构成 150

7.3.2 Ecode编码结构 151

7.3.3 Ecode标识平台 153

7.3.4 Ecode标识应用 154

7.4 农业物联网的编码体系 154

7.4.1 企业／参与方代码 156

7.4.2 产品代码 157

7.4.3 单品（单件）代码 157

7.4.4 业务点代码 158

7.4.5 物流单元代码 158

7.5 本章小结 159

参考文献 159

第8章 农产品编码载体与自动识别 161

8.1 引言 161

8.2 关键问题 161

8.3 农产品标识技术 162

8.3.1 条码 162

8.3.2 电子标签 164

8.3.3 条码和RFID标签的比较 165

8.4 农产品的标识方案 165

8.4.1 动物标识 165

8.4.2 物流单元标识 166

8.4.3 特殊标识 167

8.5 农产品的识别技术 168

8.5.1 光电条码识别技术 168

8.5.2 图像式条码识别技术 168

8.5.3 RFID读写技术 168

8.6 农产品的识别设备 169

8.7 应用案例 171

8.7.1 基于手机的一维条码识别系统 171

8.7.2 基于手机的二维条码识别系统 171

8.7.3 基于手机的近场通信系统 173

8.7.4 基于RFID标签的酒类防伪系统 174

8.7.5 基于传感器标签的冷链物流管理系统 175

8.8 本章小结 176

参考文献 177

第9章 农业物联网通信与网络 179

9.1 引言 179

9.2 关键问题 180

9.3 现有技术方案 181

9.3.1 网络体系结构 181

9.3.2 ZigBee 183

9.3.3 新型组网与远距数据传输技术 184

9.3.4 6LoWPAN协议栈结构 184

9.4 解决方案 185

9.4.1 系统结构 185

9.4.2 协议体系 186

9.4.3 通信过程 187

9.4.4 服务器至汇聚节点通信规范 189

9.4.5 汇聚节点至传感器节点通信规范 190

9.5 本章小结 191

参考文献 192

第10章 农业物联网解析与信息处理 194

10.1 引言 194

10.2 关键技术 195

10.2.1 物联网标识及标识解析体系 195

10.2.2 物联网信息发现相关研究现状 199

10.2.3 物联网信息处理关键技术 201

10.3 标识解析服务 204

10.3.1 农业物联网的标识解析服务结构 204

10.3.2 农业物联网的标识解析过程 205

10.4 信息发现服务 209

10.4.1 信息发现服务的定义 209

10.4.2 信息发现服务的技术方案 210

10.4.3 信息发现的过程 212

10.5 信息处理技术 214

10.5.1 农业物联网信息处理的要求 214

10.5.2 农业物联网信息服务器模型 215

10.5.3 农业物联网信息服务中的大数据处理 216

10.5.4 农业物联网信息处理中的公有云使用 220

10.6 本章小结 226

参考文献 227

第11章 农产品电子履历 229

11.1 引言 229

11.2 关键问题 230

11.3 电子履历系统应用现状 231

11.3.1 IBM的电子履历系统 232

11.3.2 Oracle的电子履历系统 236

11.3.3 SupplyScape的电子履历系统 236

11.4 面向农业物联网的农产品电子履历系统 236

11.4.1 系统结构 237

11.4.2 电子履历的种类 238

11.4.3 电子履历的生命周期 240

11.4.4 农产品电子履历系统的实现 241

11.4.5 数字签名的应用 242

11.4.6 EPCIS模块的集成 244

11.5 农业物联网中的量化信任评估模型 244

11.5.1 数据驱动的信任评估模型建模 244

11.5.2 信任评估因子 245

11.6 本章小结 248

参考文献 249

第12章 食品安全与社交物联网 252

12.1 引言 252

12.2 社交网络 253

12.3 食品安全领域社交网络和物联网融合的必要性 253

12.4 面向食品安全的社交物联网的安全问题 255

12.5 未来主要的研究方向 257

12.5.1 面向食品安全的移动物联网与移动社交 257

12.5.2 其他 258

12.6 本章小结 258

参考文献 259

第13章 物联网下的商业模式 261

13.1 引言 261

13.2 农业物联网商业模式概述 261

13.2.1 商业模式的定义 261

13.2.2 商业模式的组成要素 263

13.2.3 农业物联网技术应用概况 264

13.2.4 农业物联网商业模式及其分析框架 266

13.3 农业物联网案例描述及分析 269

13.3.1 温氏集团物联网应用案例描述与分析 269

13.3.2 葡萄牙梨产业的物联网追溯系统案例描述与分析 273

13.3.3 日本有机食品的应用案例描述与分析 276

13.3.4 浙江嘉兴市韩硕生态农业有限公司物联网应用案例描述与分析 278

13.3.5 山东大地肉牛清真食品股份有限公司物联网应用案例描述与分析 281

13.4 农业物联网商业模式的综合分析 284

13.4.1 农业物联网应用的战略目标分析 284

13.4.2 农业物联网商业模式的价值网及其价值获取 285

13.4.3 物联网技术应用的推动者与驱动力分析 286

13.4.4 物联网技术的应用投入与经济利益分析 287

13.4.5 农业物联网商业模式和传统农业商业模式的区别 287

13.4.6 农业物联网商业模式的关键成功因子 288

13.5 本章小结 289

参考文献 290

第14章 食品冷链管理应用案例 292

14.1 农产品温控（冷链）物流 292

14.2 经典案例——山东高青大地黑牛冷鲜肉食品安全解决方案 293

14.2.1 解决方案设计思路 293

14.2.2 方案主要任务 294

14.2.3 系统功能 294

14.3 食品温控（冷链）标准 298

14.4 本章小结 300

参考文献 300

第15章 进口食品供应链管理应用案例 302

15.1 农业物联网在上海自贸区的应用背景 302

15.2 进口食品应用案例 302

15.2.1 进口食品管控的痛点及应对措施 303

15.2.2 物联网平台的应用服务 303

15.2.3 物联网平台的应用实施 304

15.2.4 物联网平台的应用实例 306

15.3 本章小结 310

第16章 生鲜快消品综合应用案例 311

16.1 农业物联网推动下的生鲜快消品市场背景 311

16.2 生鲜快消品综合应用案例——特美天智能化社区 312

16.2.1 物联网庇护下的技术改革突破 312

16.2.2 特美天智能化的社区O2O平台 316

16.2.3 依托物联网的食品安全追溯体系 317

16.2.4 物联网信息背后的大数据福利 317

16.2.5 智慧社区，智慧生活，物联网连通的生活 317

第17章 光伏智慧农业综合应用案例 319

17.1 引言 319

17.2 光伏农业应用模式简介 320

17.3 光伏农业的经济及社会效益分析 325

17.4 案例1——青岛华盛太阳能农庄 328

17.5 案例2——中节能乐平20兆瓦光伏农业大棚项目 329