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摘要：回顾了农业物联网应用的重点模式，在此基础上，以向阳坡生态园区的农业物联网建设为着力点，针对温室、塑料大棚和大田，提出了农业科技园区温室农业物联网立体交叉综合应用模式。该模式强调节点和多样化的终端应用，尝试提出了大田分布式物联网节点的布局模式，初步搭建了大田种植区耦合物联网技术的农业空间信息平台；并突出农机和农艺建模的融合，指出了农业信息建模是农机和农艺相结合研究应用的重要切入点之一，为进一步推广物联网技术支持下的温室和大田精准农业模式提供技术储备。
关键词：农业物联网；应用模式；精准农业
中图分类号：S126文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0017-04
当前是农业信息爆炸式增长的时代，被称为“大数据时代”[1]，快速、智能、有效地提取农业信息进行智能决策和管理是农业物联网应用的重要内涵，也是农业科技创新的具体体现。无线传感网络是物联网的重要组成部分，具有传输带宽较高、抗干扰能力强、安全保密性好及功率谱密度低的特点。基于无线传感网络采集农田信息，可实现无线、实时传输，可提供更多的决策信息和系统的远程管理。
向阳坡生态农业园区，隶属于“现代农业信息化建设试点”——禹城市，园区建设包括大田和温室大棚、拱棚。以该园区为实验基地进行大田和温室物联网应用模式的探讨和研究，具有较好的自然和技术优势。基于物联网技术进行农业信息智能表达，实现物联网技术、农业知识和精准农业技术的融合和集成，可为大田环境物联网精准农业技术应用和温室环境感知系统技术应用模式提供借鉴和参考。
1 农业物联网综合应用模式
1.1 农业物联网应用服务模式
农业物联网应用服务较广泛，一般分属于以下两种模式：大田物联网精准农业技术应用模式和温室感知系统技术应用模式，各种模式状况下的信息尽可能考虑作物-土壤系统内的重要元素。针对农业物联网应用服务的多终端状况，具体分属于以下几种模式：
1.1.1 网站服务模式 比较常用和普及阶段的服务模式。用户通过建设网站可查询所在大田区域和温室田块的肥料配方、施肥方案；具备上网条件的种田大户还可以查询承包农田的土壤理化性状和具体的施肥建议以及作物的灌溉、施肥、病虫害防治与日常管理等主要环节的有关注意事项。构建大田和温室种植的物联网应用平台，对于作物不同生育期的有关参数，如叶面积指数（LAI）、植物冠层的叶绿素、氮含量、作物水分含量、土壤含水量等信息进行分阶段建库管理，适合有一定技术基础的人员和农技专业推广人员，也可为农业领导科学决策提供基础参考。该模式适用于全国所有的地区。
1.1.2 触摸屏查询模式 触摸屏查询系统可以方便直观地查询各个田块的土壤养分丰缺情况和具体的施肥建议。触摸屏查询系统简单易用，适用乡村肥料销售点应用。
1.1.3 掌上电脑模式 掌上电脑施肥和作物生长阶段咨询系统将成果图和施肥建议以及灌溉、病虫害防治等信息贮存于掌上电脑。比较适合集约化程度较高的农场和农产品生产基地。
1.1.4 3G手机模式 土壤的肥力状况以及障碍因素概况和作物的施肥建议以及灌溉、病虫害防治等信息贮存于智能3G手机。用户带上该手机，走到辖区内任意地块，软件就能自动定位并显示该地块的土壤养分状况、施肥和作物不同生长阶段的特征以及有关措施等。比较适合集约化程度较高的农场和农产品生产基地。
在以上诸多农业智能化服务模式中，共性的有价值的决策基础信息应注重农业空间信息的可视化。提供区域特点鲜明、形成施肥信息和作物生长信息的区域变异基础图，以及集成自然和社会经济属性信息的集成空间分异图，利于决策者和一般技术人员了解温室和大田作物-土壤系统内重要元素的区域空间分布特征以及作物生长的各种诊断结论，因此农业空间信息在物联网应用服务模式中具有重要作用。
1.2 向阳坡生态园区温室农业物联网应用模式
1.2.1 温室环境信息采集和控制的无线传感器网络应用模式 在温室环境里，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点（风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构） 构成无线网络来测量土壤湿度、成分、pH 值及降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件， 同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点， 为温室精准调控提供科学依据。最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化， 利用网关实现控制装置的网络化，从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
1.2.2 环境信息实时监测的无线传感器网络应用模式 如何对农业小环境的温度、湿度、光照、降雨量等，土壤的有机质含量、温湿度、重金属含量、pH值等，以及植物生长特征等信息进行实时获取、传输并利用，对于施肥、灌溉作业来说具有重要意义。可以通过布置多层次的无线传感器网络检测系统，来监测温室环境中的害虫、土壤中有机质、土壤酸碱度和施肥状况等；也可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长。该模式适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。如无线传感器网络自动灌溉系统利用传感器感应土壤水分，并在设定条件下与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。
1.2.3 多种传感器对作物生长信息的综合应用模式 在作物的生长过程中可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测感应物的外形、颜色、大小等， 用来确定作物的成熟程度， 以便适时采摘和收获； 可利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境监控， 以促进光合作用的进行，例如， 塑料大棚蔬菜种植环境的监测； 可以利用超声波传感器、音量和音频传感器等进行灭鼠、灭虫等；还可以利用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。 1.2.4 温室农业物联网立体交叉综合应用模式 从农业信息的无线传感器网络采集、节水灌溉到作物环境和生长监测的物联网应用模式，形成了温室农业物联网立体交叉综合应用模式。在数据采集方式上物联网不同于传统的有线工业自动化总线方式，而是选用工业总线和无线网络技术相结合的方式，可实现分片采集、广域传输，从而进行温室信息的采集和控制。基于传感网络和3G网络融合的综合集成应用，通过在向阳坡温室大棚内现场布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器，自动调控温室大棚环境，保证最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。温室管理者可随时随地通过物联网服务终端，进行远程监控、远程控制浇灌和开关卷帘等设备，并可实时查看到温室大棚内的温度、湿度信息以及作物生长阶段的主要特征和有关病虫害的诊断结论。基于3S技术，结合调查和统计手段，收集日光温室、大棚等各种类型设施的分布与规划建设情况，实现对建设实践、设施类型、墙体结构、骨架类型、设施面积、占地面积、所属设施带、育苗场、滴灌、栽培作物、生产管理方式、劳动力人数和菜农人数等属性信息的组织管理，同时提供相应的地图定位、图标互查、遥感影像调用、多媒体管理与专题地图输出功能，为领导决策设施农业的布局规划和建设管理等提供科学依据。值得一提的是，温室种植历史信息的搜集和整理是一项重要内容，尤其是同期温室信息的比较对于决策具有重要的影响，综合区域数据库信息以及专家的土壤信息区域决策图和作物生长重要元素的关联空间图，进行科学决策[3，4]。
1.3 大田种植的物联网应用平台模式
向阳坡生态农业科技示范园，隶属于禹城市。禹城市在努力发展高效高品质农业的过程中，加速推进了信息化与农业融合，加快了禹城市国家级现代农业信息化试点的培育，建成了禹城市农业信息服务平台和农作物遥感监测网络，构建了基于物联网技术的高效计量节水灌溉系统，探索形成了“节能、节水、节肥、节药”和粮食增产、农业增效（四节一网两增）现代农业模式，促进了全市农业经济和农村管理健康快速发展。“智慧农业禹城模式”的提出为向阳坡农业物联网应用的发展提供了较高的起点，农业物联网应用模式也因此具有引领性。
1.3.1 大田物联网节点的布局模式 物联网涉及感知层、传输层和应用层，感知层包括各种类型传感器的研发和推广，传输层涉及物联网自组织体系和节点的优化配置模型，应用层涵盖物联网信息融合与优化处理技术、农业物联网集成服务平台等内容。针对大田农业物联网应用，监测的合理布局对于结果的影响和效益的产出是非常重要的。因此优化的物联网监测点布局是首先要考虑的问题，分布式网络的节点优化、多源数据信息的融合、传感器网络布局、数据管理终端的问题以及智能环境信息监测系统布局都是节点布局涉及的重要方面，农田地块面积的大小、传感器节点摄像头的数目和成套的灌溉系统的覆盖面积等因素也需在布局中进行优化[5]。
欧洲和美国精准农业物联网研究在物联网节点布置方面均进行了有益的探索，如通过网端站点和无线传感器节点相互配合的方式进行农业信息的实时采集、存储其所在地点的各种土壤和环境参数，获得包括土壤温度、水分、空气湿度、光照强度等数据。并把这些数据直接输入到监控室的计算机内。澳大利亚悉尼大学精准农业研究中心考虑物联网在整个农业信息化过程中的作用，针对作物和土壤信息的收集以及对气侯变化特征、基于地理信息的展示和决策支持，对不同的土地进行不同的智能化操作。有些研究单元加强土壤—作物系统要素信息的如土壤、病虫害等影响农作物生长因素的监控，基于“星陆双基农田信息协同反演技术”及时采取预防措施。
1.3.2 空间信息集成下的物联网决策模式 在作物—土壤系统中，大田种植空间信息是一类重要的信息，进行农业物联网智能决策促进了卫星遥感技术与地面传感、无线通信技术有效结合，实现了实时、动态、连续监测，进而实现了大田作物长势、生长环境的可视化。遥感技术具有不确定性，而物联网把不同的传感器放入农田或埋入土壤采集温度、湿度、光照、病虫害等信息，并构成监控网络，按照一定的频率传输数据，并准确地确定发生问题的位置，实现了孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式。物联网技术和RS、GIS、GPS技术相结合，进行集成应用，综合考虑了农业信息的时空变异性和信息获取的智能性、有效性，提高了农业信息的决策精度。
1.4 耦合物联网技术的农业空间信息平台的构建 围绕大田种植生产中的灌溉、施肥、病虫害防治与日常管理等主要环节，集成基于WEB、WAP、SMS和GIS的农业生产管理、灌溉预报、施肥专家决策、病虫害防治决策、信息发布等应用技术，开发大田种植业务应用系统，构建大田种植的物联网应用平台是农业物联网发展和应用的重要方向之一。组装并搭建多源农田信息无缝集成、可视化集成平台。通过ESRI ArcGIS Server、ArcIMS Server搭建农业空间信息平台，实现GIS数据装载，M2M集成GIS平台，并通过M2M平台对外提供GIS服务。GIS平台包括Web GIS和GIS Server。GIS Server作为服务端，提供地理信息服务，包括了地图服务、要素服务、路径搜索服务、专题图服务等；GIS Server通过接口的形式，供各种编程语言（包括Java、VB、C++等）实现客户程序调用；WebGIS包含在M2M平台中，用来和GIS Server通信，提供地理信息相关的功能，包括地图展现、地图搜索、专题图展示等，实现M2M平台的不同功能模块对WebGIS进行定制，提供相对应的功能。采用松耦合方式集成GIS业务，通过SOA技术实现GIS平台业务集成，并对外提供GIS服务。把物联网技术实时收集的温度、湿度、酸碱性和作物生长状况等信息通过无线网络传送到数据终端，基于空间分析技术，进行农田信息的变异性研究并形成区域决策信息。实现农田信息空间数据组织与管理、地图编辑、多源数据集成和跨平台等多项功能。
2 农机和农艺相结合的物联网应用模式
在大田环境物联网精准农业技术应用模式、温室环境感知系统技术应用模式系统中，农机和农艺相结合的物联网应用模式具有很好的发展前景。而农机和农艺相结合进行物联网应用的最佳切入点就是农业信息建模以及区域模拟。农机的信息化，如智能设备的关键性参数信息以及适用范围、农艺过程的信息化，涉及垄作的距离、作物之间的间距以及生长性状的动态实时信息，农业模型不仅串联了农艺方面的具体参数，而且以模型的方式与农机的智能模块联系在一起。农机和农艺结合主要体现在具体变量指标上，如叶面积指数（LAI）、植物冠层的叶绿素、氮含量、作物水分含量、土壤含水量等信息，农业信息建模综合考虑了以上具体指标，进行模拟和预测，并与农机智能设备以及传感器网络有效链接，形成了智能化程度较高的农业信息物联网应用模式。因此农业信息建模和系统模拟针对农业生产中的现象、过程进行模拟，把农机装备的信息化参数和农艺生长性状变量进行有限的衔接和融合，实现了物联网技术支持下的农业设备、农艺性状变量模拟的智能化。
参 考 文 献：
[1] 郭华东.人类将进入“大数据”时代[EB/OL].http：//scitech.people.com.cn/GB/18242908.html，2012-06-20.
[2] 加快推进农业科技创新[EB/OL].http：//news.xinhuanet.com/theory/2012-02/17/c_122716890_2.htm，2012-2.
[3] 廖桂平，史晓慧，陈 诚，等.物联网与云计算环境下的农业信息服务模式构建[J].农机化研究，2012， 4：142-148.
[4] Iyengar S S，Brooks R R编著.夏 立，江汉红主译.分布式传感器网络[M].北京：电子工业出版社，2010，2-13.
[5] 张长利，沈维政.物联网在农业中的应用[J].东北农业大学学报，2011，42（5）：1-5.
关键词：农业物联网；应用模式；精准农业
中图分类号：S126文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0017-04
当前是农业信息爆炸式增长的时代，被称为“大数据时代”[1]，快速、智能、有效地提取农业信息进行智能决策和管理是农业物联网应用的重要内涵，也是农业科技创新的具体体现。无线传感网络是物联网的重要组成部分，具有传输带宽较高、抗干扰能力强、安全保密性好及功率谱密度低的特点。基于无线传感网络采集农田信息，可实现无线、实时传输，可提供更多的决策信息和系统的远程管理。
向阳坡生态农业园区，隶属于“现代农业信息化建设试点”——禹城市，园区建设包括大田和温室大棚、拱棚。以该园区为实验基地进行大田和温室物联网应用模式的探讨和研究，具有较好的自然和技术优势。基于物联网技术进行农业信息智能表达，实现物联网技术、农业知识和精准农业技术的融合和集成，可为大田环境物联网精准农业技术应用和温室环境感知系统技术应用模式提供借鉴和参考。
1 农业物联网综合应用模式
1.1 农业物联网应用服务模式
农业物联网应用服务较广泛，一般分属于以下两种模式：大田物联网精准农业技术应用模式和温室感知系统技术应用模式，各种模式状况下的信息尽可能考虑作物-土壤系统内的重要元素。针对农业物联网应用服务的多终端状况，具体分属于以下几种模式：
1.1.1 网站服务模式 比较常用和普及阶段的服务模式。用户通过建设网站可查询所在大田区域和温室田块的肥料配方、施肥方案；具备上网条件的种田大户还可以查询承包农田的土壤理化性状和具体的施肥建议以及作物的灌溉、施肥、病虫害防治与日常管理等主要环节的有关注意事项。构建大田和温室种植的物联网应用平台，对于作物不同生育期的有关参数，如叶面积指数（LAI）、植物冠层的叶绿素、氮含量、作物水分含量、土壤含水量等信息进行分阶段建库管理，适合有一定技术基础的人员和农技专业推广人员，也可为农业领导科学决策提供基础参考。该模式适用于全国所有的地区。
1.1.2 触摸屏查询模式 触摸屏查询系统可以方便直观地查询各个田块的土壤养分丰缺情况和具体的施肥建议。触摸屏查询系统简单易用，适用乡村肥料销售点应用。
1.1.3 掌上电脑模式 掌上电脑施肥和作物生长阶段咨询系统将成果图和施肥建议以及灌溉、病虫害防治等信息贮存于掌上电脑。比较适合集约化程度较高的农场和农产品生产基地。
1.1.4 3G手机模式 土壤的肥力状况以及障碍因素概况和作物的施肥建议以及灌溉、病虫害防治等信息贮存于智能3G手机。用户带上该手机，走到辖区内任意地块，软件就能自动定位并显示该地块的土壤养分状况、施肥和作物不同生长阶段的特征以及有关措施等。比较适合集约化程度较高的农场和农产品生产基地。
在以上诸多农业智能化服务模式中，共性的有价值的决策基础信息应注重农业空间信息的可视化。提供区域特点鲜明、形成施肥信息和作物生长信息的区域变异基础图，以及集成自然和社会经济属性信息的集成空间分异图，利于决策者和一般技术人员了解温室和大田作物-土壤系统内重要元素的区域空间分布特征以及作物生长的各种诊断结论，因此农业空间信息在物联网应用服务模式中具有重要作用。
1.2 向阳坡生态园区温室农业物联网应用模式
1.2.1 温室环境信息采集和控制的无线传感器网络应用模式 在温室环境里，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点（风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构） 构成无线网络来测量土壤湿度、成分、pH 值及降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件， 同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点， 为温室精准调控提供科学依据。最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化， 利用网关实现控制装置的网络化，从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
1.2.2 环境信息实时监测的无线传感器网络应用模式 如何对农业小环境的温度、湿度、光照、降雨量等，土壤的有机质含量、温湿度、重金属含量、pH值等，以及植物生长特征等信息进行实时获取、传输并利用，对于施肥、灌溉作业来说具有重要意义。可以通过布置多层次的无线传感器网络检测系统，来监测温室环境中的害虫、土壤中有机质、土壤酸碱度和施肥状况等；也可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长。该模式适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。如无线传感器网络自动灌溉系统利用传感器感应土壤水分，并在设定条件下与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。
1.2.3 多种传感器对作物生长信息的综合应用模式 在作物的生长过程中可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测感应物的外形、颜色、大小等， 用来确定作物的成熟程度， 以便适时采摘和收获； 可利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境监控， 以促进光合作用的进行，例如， 塑料大棚蔬菜种植环境的监测； 可以利用超声波传感器、音量和音频传感器等进行灭鼠、灭虫等；还可以利用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。 1.2.4 温室农业物联网立体交叉综合应用模式 从农业信息的无线传感器网络采集、节水灌溉到作物环境和生长监测的物联网应用模式，形成了温室农业物联网立体交叉综合应用模式。在数据采集方式上物联网不同于传统的有线工业自动化总线方式，而是选用工业总线和无线网络技术相结合的方式，可实现分片采集、广域传输，从而进行温室信息的采集和控制。基于传感网络和3G网络融合的综合集成应用，通过在向阳坡温室大棚内现场布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器，自动调控温室大棚环境，保证最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。温室管理者可随时随地通过物联网服务终端，进行远程监控、远程控制浇灌和开关卷帘等设备，并可实时查看到温室大棚内的温度、湿度信息以及作物生长阶段的主要特征和有关病虫害的诊断结论。基于3S技术，结合调查和统计手段，收集日光温室、大棚等各种类型设施的分布与规划建设情况，实现对建设实践、设施类型、墙体结构、骨架类型、设施面积、占地面积、所属设施带、育苗场、滴灌、栽培作物、生产管理方式、劳动力人数和菜农人数等属性信息的组织管理，同时提供相应的地图定位、图标互查、遥感影像调用、多媒体管理与专题地图输出功能，为领导决策设施农业的布局规划和建设管理等提供科学依据。值得一提的是，温室种植历史信息的搜集和整理是一项重要内容，尤其是同期温室信息的比较对于决策具有重要的影响，综合区域数据库信息以及专家的土壤信息区域决策图和作物生长重要元素的关联空间图，进行科学决策[3，4]。
1.3 大田种植的物联网应用平台模式
向阳坡生态农业科技示范园，隶属于禹城市。禹城市在努力发展高效高品质农业的过程中，加速推进了信息化与农业融合，加快了禹城市国家级现代农业信息化试点的培育，建成了禹城市农业信息服务平台和农作物遥感监测网络，构建了基于物联网技术的高效计量节水灌溉系统，探索形成了“节能、节水、节肥、节药”和粮食增产、农业增效（四节一网两增）现代农业模式，促进了全市农业经济和农村管理健康快速发展。“智慧农业禹城模式”的提出为向阳坡农业物联网应用的发展提供了较高的起点，农业物联网应用模式也因此具有引领性。
1.3.1 大田物联网节点的布局模式 物联网涉及感知层、传输层和应用层，感知层包括各种类型传感器的研发和推广，传输层涉及物联网自组织体系和节点的优化配置模型，应用层涵盖物联网信息融合与优化处理技术、农业物联网集成服务平台等内容。针对大田农业物联网应用，监测的合理布局对于结果的影响和效益的产出是非常重要的。因此优化的物联网监测点布局是首先要考虑的问题，分布式网络的节点优化、多源数据信息的融合、传感器网络布局、数据管理终端的问题以及智能环境信息监测系统布局都是节点布局涉及的重要方面，农田地块面积的大小、传感器节点摄像头的数目和成套的灌溉系统的覆盖面积等因素也需在布局中进行优化[5]。
欧洲和美国精准农业物联网研究在物联网节点布置方面均进行了有益的探索，如通过网端站点和无线传感器节点相互配合的方式进行农业信息的实时采集、存储其所在地点的各种土壤和环境参数，获得包括土壤温度、水分、空气湿度、光照强度等数据。并把这些数据直接输入到监控室的计算机内。澳大利亚悉尼大学精准农业研究中心考虑物联网在整个农业信息化过程中的作用，针对作物和土壤信息的收集以及对气侯变化特征、基于地理信息的展示和决策支持，对不同的土地进行不同的智能化操作。有些研究单元加强土壤—作物系统要素信息的如土壤、病虫害等影响农作物生长因素的监控，基于“星陆双基农田信息协同反演技术”及时采取预防措施。
1.3.2 空间信息集成下的物联网决策模式 在作物—土壤系统中，大田种植空间信息是一类重要的信息，进行农业物联网智能决策促进了卫星遥感技术与地面传感、无线通信技术有效结合，实现了实时、动态、连续监测，进而实现了大田作物长势、生长环境的可视化。遥感技术具有不确定性，而物联网把不同的传感器放入农田或埋入土壤采集温度、湿度、光照、病虫害等信息，并构成监控网络，按照一定的频率传输数据，并准确地确定发生问题的位置，实现了孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式。物联网技术和RS、GIS、GPS技术相结合，进行集成应用，综合考虑了农业信息的时空变异性和信息获取的智能性、有效性，提高了农业信息的决策精度。
1.4 耦合物联网技术的农业空间信息平台的构建 围绕大田种植生产中的灌溉、施肥、病虫害防治与日常管理等主要环节，集成基于WEB、WAP、SMS和GIS的农业生产管理、灌溉预报、施肥专家决策、病虫害防治决策、信息发布等应用技术，开发大田种植业务应用系统，构建大田种植的物联网应用平台是农业物联网发展和应用的重要方向之一。组装并搭建多源农田信息无缝集成、可视化集成平台。通过ESRI ArcGIS Server、ArcIMS Server搭建农业空间信息平台，实现GIS数据装载，M2M集成GIS平台，并通过M2M平台对外提供GIS服务。GIS平台包括Web GIS和GIS Server。GIS Server作为服务端，提供地理信息服务，包括了地图服务、要素服务、路径搜索服务、专题图服务等；GIS Server通过接口的形式，供各种编程语言（包括Java、VB、C++等）实现客户程序调用；WebGIS包含在M2M平台中，用来和GIS Server通信，提供地理信息相关的功能，包括地图展现、地图搜索、专题图展示等，实现M2M平台的不同功能模块对WebGIS进行定制，提供相对应的功能。采用松耦合方式集成GIS业务，通过SOA技术实现GIS平台业务集成，并对外提供GIS服务。把物联网技术实时收集的温度、湿度、酸碱性和作物生长状况等信息通过无线网络传送到数据终端，基于空间分析技术，进行农田信息的变异性研究并形成区域决策信息。实现农田信息空间数据组织与管理、地图编辑、多源数据集成和跨平台等多项功能。
2 农机和农艺相结合的物联网应用模式
在大田环境物联网精准农业技术应用模式、温室环境感知系统技术应用模式系统中，农机和农艺相结合的物联网应用模式具有很好的发展前景。而农机和农艺相结合进行物联网应用的最佳切入点就是农业信息建模以及区域模拟。农机的信息化，如智能设备的关键性参数信息以及适用范围、农艺过程的信息化，涉及垄作的距离、作物之间的间距以及生长性状的动态实时信息，农业模型不仅串联了农艺方面的具体参数，而且以模型的方式与农机的智能模块联系在一起。农机和农艺结合主要体现在具体变量指标上，如叶面积指数（LAI）、植物冠层的叶绿素、氮含量、作物水分含量、土壤含水量等信息，农业信息建模综合考虑了以上具体指标，进行模拟和预测，并与农机智能设备以及传感器网络有效链接，形成了智能化程度较高的农业信息物联网应用模式。因此农业信息建模和系统模拟针对农业生产中的现象、过程进行模拟，把农机装备的信息化参数和农艺生长性状变量进行有限的衔接和融合，实现了物联网技术支持下的农业设备、农艺性状变量模拟的智能化。
参 考 文 献：
[1] 郭华东.人类将进入“大数据”时代[EB/OL].http：//scitech.people.com.cn/GB/18242908.html，2012-06-20.
[2] 加快推进农业科技创新[EB/OL].http：//news.xinhuanet.com/theory/2012-02/17/c_122716890_2.htm，2012-2.
[3] 廖桂平，史晓慧，陈 诚，等.物联网与云计算环境下的农业信息服务模式构建[J].农机化研究，2012， 4：142-148.
[4] Iyengar S S，Brooks R R编著.夏 立，江汉红主译.分布式传感器网络[M].北京：电子工业出版社，2010，2-13.
[5] 张长利，沈维政.物联网在农业中的应用[J].东北农业大学学报，2011，42（5）：1-5.