前言

我国提出“感知中国”的物联网（Internet of Things，IoT）发展战略，“农业物联网”是其中至关重要的应用。我国农业正处于从传统农业向智慧农业（Wisdom Agriculture）推进的过程中，农业物联网是我国农业现代化的重要技术支撑。农业物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用，就是运用农业智能传感器技术，广泛采集水产养殖、畜禽养殖、大田种植、设施园艺、农产品物流等领域的现场信息，充分利用无线传感器网络、电信网和互联网等多种农业信息传输技术，实现农业信息的多尺度可靠传输，最后将获取的海量农业信息进行融合和处理，并通过农业物联网技术集成，实现农业的自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流、电子化交易，进而发展集约、高产、优质、高效、低耗、生态和安全的智慧农业。

那么，物联网与智慧农业的内涵是什么？农业物联网的技术架构是什么？农业物联网的相关技术及其发展现状如何？智慧农业的产业化前景如何？如何快速推进物联网与智慧农业？这是农业信息化、农业系统工程、信息管理与信息系统等学科研究人员迫切需要系统、全面、深入了解的问题。虽然笔者在2012年12月曾编写出版了《农业物联网导论》一书，但是农业信息化技术发展日新月异，新技术层出不穷，作为20余年来在农业信息化技术领域不断探索的一员，深感有责任和义务把物联网与智慧农业领域的最新科技成果呈现给相关人员，同时恰逢“物联网在中国”第二届编委会之邀，使得本书的编写和出版得以付诸实施。

自1997年以来，笔者团队一直致力于人工智能在农业领域的应用研究。从最初的农业资源高效利用专家系统、鱼病诊断专家系统、农业病虫害远程诊断系统，到21世纪初的全过程水产养殖智能决策支持系统，重点开展了农业推理、预测、预警、优化、决策方法及农业知识库方面的研究；从2006年起，笔者团队的研究工作拓展到了传感器和无线传感器网络，并开始了农业物联网技术的规模化应用探索，在全国20余省市开展了较大规模的示范推广。本书就是笔者团队1997年以来，特别是2006年以来的所有理论、方法、技术与产品应用的系统总结，同时也收集了物联网与智慧农业领域的国内外最新成果。

农业物联网是一个复杂的系统，涉及电子、通信、计算机、农学等学科和领域。依据信息学的基本研究内容，即信息的获取、处理、传递和利用，农业物联网关键技术可划分为4个层次，即感知层、传输层、处理层、应用层，重点解决农业个体识别、情境感知、异构设备组网、多源异构数据处理、知识发现、决策支持等问题。在农业物联网中，不同种类的农业设备、传感器突破数据共享屏障，通过M2M通信技术共享运行参数，遵循基于大数据与人工智能的控制策略，实现农业全过程的最优自动化控制。农业物联网将扭转当前农业生产以人为主，以机器、科技为辅的局面，开创以机器、科技为主，以人为辅的生产模式，解放农业设备生产力，大幅提高农产品质量、物流的透明度，全面降低农产品生产经营成本。目前，农业物联网已在我国实现初步应用，然而随着信息技术的不断升级，农业现代化进程迈入了全新的信息时代，在从传统农业向智慧农业推进的过程中，对农业物联网提出了新的需求。

本书依据上述思路进行编排，分为物联网与智慧农业的内涵、农业物联网技术架构、农业智能传感器、农业信息传输技术、农业信息处理技术、农业物联网技术集成、智慧渔业、智慧畜牧、智慧大田、智慧园艺、农产品智慧物流、农业物联网的发展趋势与前景展望12章内容。其中，农业智能传感器属于感知层，农业信息传输技术属于传输层，农业信息处理技术属于处理层，农业物联网技术集成、智慧渔业、智慧畜牧、智慧大田、智慧园艺、农产品智慧物流都属于应用层，而智慧渔业、智慧畜牧、智慧大田、智慧园艺、农产品智慧物流又是智慧农业的主要分支领域。

本书的特色及创新之处主要体现在以下几个方面。①系统性：从农业智能传感器、农业信息传输技术、农业信息处理技术、农业物联网技术集成4个方面对物联网与智慧农业的内涵、农业物联网的技术架构相关技术及其应用成果进行了系统阐述，对各组成部分之间的逻辑关系和作用进行了详细论述。②先进性：本书介绍的农业智能传感器和农业物联网主要平台技术既有团队20余年的自主研发成果，又有国内外最新研究成果。③实用性：本书中的研究成果已经在全国20余省市推广应用，可以用于指导相关行业人员开展具体工作，也可以用于指导本领域的研究生从事相关研究工作。

同时，也希望本书能成为一本农业信息化、农业系统工程、农业信息管理与信息系统等学科的通俗读物，促进物联网技术在中国的高速发展。

笔者团队老师陈英义（第1章）、杨卫中（第2章）、孙明（第3章）、刘春红（第4章）、安冬（第5章）、位耀光（第6章）、段青玲（第8章）、李振波（第9章）、王洋（第10章）、孙龙清（第11章）及在笔者指导下毕业的研究生刘利永、张彦军（第12章）参加了本书的撰写和历次稿件修改工作，笔者除了撰写第7章以外，还对全书进行了若干轮的修订和统稿。

由于水平有限，加之时间紧迫，书中错误或不妥之处在所难免，诚恳希望同行和读者批评指正，以便以后进行改正和完善，如有任何建议和意见，欢迎与笔者联系。

编著者

2020年3月