近年来,物联网技术应用于农业的诸多领域,包括农业环境监测、温室生产控制、节水灌溉、气象监测、产品安全溯源、设备智能诊断与管理等。
对于物联网技术在农业中的应用,其基础技术是传感器网络的完善。传感器系统的完善与否直接影响到整个农业物联网技术的运行。
农业物联网由感知层、传输层和处理层组成。传感器技术、条码技术、全球定位技术在感知层采集到的数据信息,通过有线和无线传感器网络技术传输到处理层的农业预测、诊断、控制、决策和预警智能模块传输层的移动通信技术。 .
???关键技术
1、农业物联网感知技术
感知层主要包括各种传感器和节点技术、全球定位系统技术和条码技术等,实现信息化对土壤水分、环境温湿度、家禽和水产品健康状况的采集功能是农业物联网的关键技术。
目前,光、温、水、气、热等环境传感器的应用比较成熟。土壤传感器是一个热门的研究课题。土壤结构可以通过电磁波反射或吸收能量的高低来判断。根据离子选择性膜电极和被测离子溶液之间的点输出可以确定土壤中的特定离子。利用光学和电磁学原理制作的动植物生命信息传感器也是研究的热点和难点之一。
2、农业物联网传输技术
目前,我国农业物联网传输技术主要是无线和有线传感器网络技术和移动通信技术。其中,无线传感器网络技术的应用最为普遍,国外无线传感器网络应用已达到实用阶段。
通过无线传感器,实时监测需要注意的空气温湿度、光照强度、二氧化碳、土壤温湿度、土壤EC值等各种环境信息用于温室作物的生长。用户和管理人员可以根据采集到的作物生长环境数据,通过手机APP等信息终端,远程控制温室内的风机、湿帘、膜卷等灌溉设备和环境控制设备。
3. 农业物联网处理技术
农业物联网处理层技术包括云计算、云服务和模块决策。这一层是将采集到的数据信息转化为实际操作,利用控制模型和策略对相关农业设施进行智能控制,如开水龙头、关灯、自动施肥等。
智能决策是将经验和专家知识提前输入模块,通过推理和模拟思维,为农田肥力、灌溉、病虫害防治、动物饲料等农业生产提供技术参考配方及园艺设施等提供技术支持。智能预警以数学模型为手段,对实际异常状态进行报警并给出危险提示。
核心应用领域
根据监测对象的不同,物联网系统可分为农业生产环境监测物联网、动植物生命信息监测物联网、农机运行监测物联网、农产品质量检测和质量安全追溯物联网等。
1、农业生产环境监测物联网
农业生产监测物联网,主要是指使用传感器技术收集和获取农业生产环境的各种要素的信息,如种植业中的光照、温度和湿度、二氧化碳浓度、土壤肥力、土壤含水量、pH值、溶解氧、氨等参数、水产养殖业中的氮、浊度和电导率,畜禽养殖中的氨、二氧化硫、粉尘等有害物质产业集中度等参数通过对采集到的信息进行分析决策指导农业生产环境的调控,实现种植养殖业的高产高效。
农业生产环境复杂,需要在高温、高湿、低温、雨淋等恶劣多变的环境中连续不间断运行,传感器节点布局稀疏且不规则、布线不便,无线传感器网络组网简单,不需要布线,具有成本低、灵活性强等优点,已成为当前农业生产环境监测系统的主要应用方式。
2. 动植物生命信息监测物联网
植物信息采集的研究主要包括表观视觉信息的获取和内部信息的获取,比如农作物幼苗。生长、病虫害、果实膨大状况、生物量、茎粗、叶面积等信息。内在信息包括叶绿素含量、作物氮素、光合速率、种子活力、叶温湿度等。主要监测方法有光谱技术和图像分析等;
动物生命信息的监测主要包括动物的体温、体重、行为、运动量、摄食量、疾病信息等,通过相关监测,了解动物自身的生理、营养状况和对外界环境条件的适应能力,保证了动物个体的健康成长。主要的监测方式包括动物体监测传感器和视频分析。
3.智能农机物联网
随着近年来土地流转的进展,农机作业范围不断扩大。难以满足接待组织者和参加者的快速、准确、详细要求等问题逐渐浮出水面。
如何通过技术手段有效地对农机作业进行远程监控和调度,提高工作效率和作业质量,特别是保证农机夜间作业质量和农机装备智能化水平,是农机物联网发展的迫切需要之一。农机物联网的主要研究方向包括农机作业导航与自动驾驶技术、农机远程监控与调度、农机作业质量监控等。
文章来源:《物联网技术》 网址: http://www.wlwjszz.cn/zonghexinwen/2021/0813/2117.html