农业是人类最古老的产业之一，通过培育动植物生产食品及工业原料，为社会提供了丰富多样的农产品。广义的农业包括种植业、林业、畜牧业、副业和渔业五个部分，每个部门都有其独特的贡献。
在中国，种植业是最重要的农业生产部门之一。主要粮食作物有水稻、小麦、玉米和大豆等，在保障国家粮食安全方面发挥着至关重要的作用。此外，经济作物如棉花、花生、油菜以及甘蔗和甜菜等也占据了不可忽视的地位。
中国是一个拥有众多农业人口的大国，农民们在祖辈相传的土地上勤劳耕种，为中国经济发展做出了巨大贡献。我国虽然有960万平方千米的陆地面积，但是耕地的面积只有122.5万平方千米，只占到了世界耕地面积的7%，主要集中在东部季风区的平原和盆地地区。
中国农业产量居世界首位，政府投入财力物力加快科技进步、创新和农产品的产业化经营。建设现代农业、发展农村经济、增加农民收入是全面建设社会主义新农村的重大任务，“三农”问题备受关注。
因此，数字化、网络化、智能化是提高农业生产效率和可持续发展能力的关键，通过信息流加速物流和资金流的流通。同时，信息技术也成为了提升农业生产力的重要因素。
另一方面，农业发展带来的问题包括农业用地减少、土壤生产力下降、农产品与地下水污染以及生态环境恶化等。为了解决这些问题，先进的农业技术如生态农业、绿色农业和精准农业应运而生。精准农业是一种由信息、遥感技术与生物技术支持的定时、定量实施耕作与管理的生产经营模式，是21世纪现代信息技术与农业技术紧密结合的重要方向之一。物联网技术在精准农业中有着广泛应用，可以改变传统经营方式并提高动植物疫情疫病防控能力，确保安全质量引领现代化发展。
农田和温室大棚监控系统分为三个层次的架构。前端感知层通过各种传感器实时采集环境参数，包括温度、湿度、光照和土壤含水量等，并通过无线网络传输模块进行汇聚和远程传输，以实现远程控制功能。被采集数据通过无线或通信网进行局域和广域的网络传输，用户可根据反馈回的数据对作物生长环境进行分析及调整。
其物联网应用典型架构如图1.1所示。
图1.1农田以及温室大棚监控系统物联网应用架构
无线传感网作为物联网的核心技术，应用于农作物环境监控，将从三个方面有效促进农业发展。
相关在可自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照的温室中，每平方米温室一季可产番茄30～50kg，黄瓜40kg。相比露地栽培，产量提升10倍以上。其他作物在这种环境下也能得到明显提升。不同耕作环境单位产量如图1.2所示。
图1.2 不同耕作环境单位产量
无线传感网可以准确采集室温、叶温、地温、湿度、土壤含水量等参数，并综合调节室内环境，有效降低整体能耗15%~50%，实现节水、节肥和节药的效果。
无线传感网改善温室生产环境，促进作物多样化和高附加值经济作物的培育，提升单位面积农业经济产值，助力农民增收。
农产品溯源系统的组成部分包括生产经营记录系统、农产品个体标识系统和溯源信息查询系统。此外，该系统需要与企业追溯信息管理系统及公共查询平台相结合，以完成农产品的溯源工作。这些不同的系统之间有着密切的关系，如图1.3所示。
图1.3几个系统互相之间的关系
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