农业物联网技术是计算机技术、电子信息技术、网络技术、通信技术、人工智能技术等交叉应用在农业领域的前沿技术，是智慧农业发展的重要技术支撑，是我国农业现代化、绿色高效可持续发展的重要技术方向。大田粮食作物生产稳定发展是国家粮食安全的重要保障。乡村振兴背景下，应用农业物联网技术，提高我国大田粮食作物竞争力，实现我国农业生产低耗高效、绿色健康高质量发展具有重要意义。

　　作为农业物联网源头环节的农业传感器，通过对土壤水分、电导率及氮磷钾等养分信息的感知，农田气象环境的温湿度、光照度、降雨量及风速风向等信息的感知，养殖水体的溶解氧、电导率、酸碱度、氨氮、浊度、叶绿素等信息的感知，动植物生理信息、农作物长势和产量信息、农机作业信息和农产品物流信息的感知，实现农业生产过程的全面感知，为农业生产自动化控制和智能化决策提供可靠数据。

　　在农田信息采集中，无线通信技术为农田信息的远程采集、实时处理与控制提供了重要支撑。近几年发展起来的无线传感器网络(wireless sensor networks)综合了传感器技术、嵌入式技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过自组织的方式构成网络，并借助于传感器测量所在周边环境中的信息，通过短距离的无线低功率通信技术(如“WiFi”、蓝牙、“ZigBee”等)来实现数据的实时传输，具有广阔的应用前景。

　　农业具有对象多样、地域广阔、偏僻分散、远离都市社区等特点，在绝大多数的情况下，农业试验观测现场经常无人值守，信息获取困难，而农业物联网技术有效地解决了这些问题。基于嵌入式ZigBee技术的大田信息采集系统，通过ZigBee通讯协议组成传感器网络，不仅省去了大量的布线困难，而且更加方便快捷地实现了农田信息定点采集、实时发送、服务器终端显示等功能。

　　随着物联网技术在农业中的深入应用，越来越多的传感器和数据采集设备被接入到农业物联网系统中，这就导致农业物联网系统体积越来越庞大，通常可以有上万个甚至更多的传感器数量。这些物联网设备按照一定频率昼夜采集的数据量是非常大的，随着时间的累积，数据中心的海量数据对存储系统的要求也越来越高，如何高效存储、管理和利用农业物联网中的海量数据成为研究热点。农业物联网数据管理系统将从数据存储方法与技术、模型设计及管理系统实现三个方面进行阐释。

　　近年来传感器网络的发展迅速，物联网逐渐应用到工农业生产和社会生活的各个领域，异常挖掘技术在物联网中的应用和研究成为近年来的热点。作为数据挖掘的一个重要分支，异常挖掘主要研究如何从数据集中找出与其它数据显著不同的数据。异常检测作为数据挖掘前期的重要预处理手段，可以有效地对数据进行检测和处理，以提高数据的质量和可用性。同时，异常检测技术可以及时发现异常数据背后可能隐藏的有价值信息，是农业数据处理的一种重要手段。利用物联网和数据处理等技术，以冬小麦晚霜冻害为例，研发河南省冬小麦晚霜冻害监测系统。

　　近几十年来， 随着计算机硬软件的高速发展，数字图像处理技术作为其重要的一个分支得到了广泛的应用。数字图像处理技术以其准确性和实时性被广泛应用于农业领域，并已成为数字农业信息检测的重要技术手段之一。图像处理技术在农作物播种、长势识别、种子分析分类、产量预估、病虫害识别及作物生长营养诊断等方面得到了广泛应用。根据农业物联网数据处理中的图像处理技术的基本原理和方法，并结合著作者团队的研究经验，展示了图像处理技术在这一领域中的应用与进展。

　　农业物联网相关系统的部署与应用可实现对农业生产的全面感知、智能决策分析和预警，为农业生产提供精准化种植、可视化管理和智能化决策服务，有助于达到现代农业高产、高效、优质、环保、节能、安全的目标，对改造传统农业、加强农产品生产职能管理，促进现代高效农业发展产生重要的影响。因此，农业物联网正日益受到社会各方的关注。中国是农业大国，随着物联网、大数据等新一代信息技术加快与农业全面深入融合，信息化与农业现代化正在形成历史化交汇，以农业物联网为代表的农业信息化技术迎来了前所未有的发展机遇。

　　农业物联网技术是计算机技术、电子信息技术、网络技术、通信技术、人工智能技术等交叉应用在农业领域的前沿技术，是智慧农业发展的重要技术支撑，是我国农业现代化、绿色高效可持续发展的重要技术方向。

　　本书系统总结了编著者在农业物联网技术研究及其在小麦、玉米等大田作物中的应用成果，着重介绍了农业物联网的基本原理、关键技术的实现过程和生产应用方法，力争为读者提供农业物联网技术及其大田作物应用过程的全面知识。本书包含8 章内容，首先对国内外农业物联网现状进行了概述，然后，系统介绍了农业物联网传感及传输的技术和方法、农业物联网大田信息采集系统、农业物联网数据管理系统、基于物联网的环境数据异常检测系统、基于物联网图像处理的作物生长监测系统，最后，介绍了农业物联网的发展趋势和前景展望。

　　马新明，男，1962 年 12 月生，河南省许昌市人，河南农业大学二级教授、博士，博士生导师。先后荣获国家新世纪百千万人才工程人选、河南省科技创新杰出人才、河南省优秀专家、河南省杰出专业技术人才、河南省高层次（B 类）人才等荣誉称号，享受国务院政府特殊津贴。现任中国耕作制度研究会副理事长、中国农学会计算机农业应用分会常务委员、河南省信息化专家咨询委员会委员、河南省小麦产业技术体系岗位专家。主持完成国家自然科学基金面上项目 2 项、国家 863 计划、国家“十二五”科技支撑计划项目、国家“十三五”重点研发计划课题、河南省重大科技专项等项目或课题 20 余项；作为第一完成人获得河南省科技进步奖一等奖 1 项、二等奖 2 项，参与获得河南省科技进步奖二等奖 6 项；发表学术论文 160 余篇，出版学术著作（教材）10 部。

　　时雷，女，1979 年 2 月生，河南省遂平县人，河南农业大学教授、博士，硕士生导师。现为中国人工智能学会会员。主持完成国家自然科学基金青年基金 1 项，主持和参加国家科技支撑计划、河南省重大科技专项、河南省科技攻关等项目 20 余项；发表学术论文 40 余篇。

　　台海江，男，1981 年 9 月生，河北省邯郸市人，博士，曾于意大利墨西拿大学（University of Messina）从事博士后研究工作，现任河南农业大学讲师。先后参与国家 863 计划、北京市自然科学基金、国家科技重大专项、国家“十二五”科技支撑计划等项目的研发工作；发表学术论文 20 余篇，获得国家专利 22 项。