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农业物联网现有应用环节及未来发展的重点方向——【鑫芯物联】

2017-03-08  来自: 成都鑫芯电子科技有限公司 浏览次数:2062

在我国积极推进农业物联网技术应用的情况下,对促进农业智能化和农业现代化的融合具有重大意义。近年来,国家和地方高度重视农业物联网工作,国家发改委、农业部及地方政府分别我国多个城市开展了一系列有关农业物联网的应用示范工程,在设施种植、设施养殖、大田作物、农产品物流追溯、农机监控和生态环境监控领域初步形成了一批农业物联网技术软硬件产品和应用典型,对发展我国现代农业起到了积极促进作用。

现有的农业物联网技术在农业领域有哪些关键环节的应用呢?

1、农业环境监控。

从监测手段看主要有两类,一类是在近地通过低空传感器无线传感器网络来完成对农业生态环境和农情的监测。另一类是通过遥感和互联网、无线传感网结合对农作物长势、面积、估产、品质的实时监测,并应用高光谱遥感数据对重要的生物和农学参数的反演模型算法和机理进行研究。美国、以色列、荷兰等一些发达国家和地区相继建立了智能温湿度监测系统和宏观生态监测系统,在农业环境监测、灌溉施肥控制、畜禽水产精细化养殖监测网络等方面应用广泛。

2、大田精准作业。

主要运用小型气象站这种多功能的大田环境监测技术对大田种植生产过程关键环节中的作物栽培管理、农作物病虫害防治等进行精细化投入管理、自动化监测控制,将有效提升农业生产管理水平,提高资源利用和产出效率。目前,物联网在大型农场、农垦以及农业示范园区取得了良好的应用成效。

3、设施园艺物联网环境监控。

物联网技术的发展实现了种植业生产的智能化监测,尤其在设施园艺生产中应用最为广泛。通过各种传感器实时监测温室大棚内“温度、湿度、光照、土壤水分等环境因子数据,在专家决策系统的支持下进行智能化决策,通过电脑、手机、触摸屏等终端实时远程调控湿帘风机,喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,调节大棚内生长环境至适宜状态,弥补了传统设施农业参数采集监控的不足,实现了科学监视、科学种植、提高农业综合效益。

4、育种信息化。

国内一些育种专用的田间性状采集设备及作物性状检测仪器的研发应用得到快速发展,在实现小群体和个体作物形态、组分、抗倒伏性等参数的快速获取,作物种子形态、品质、穗发芽性状的无损测量等方面发挥了重要作用。同时育种资源管理系统、育种过程管理系统、育种数据分析系统等专用软件的开发利用加快推进了育种流程的规范管理。

5、畜禽养殖精细化管理。

农业物联网技术在水产、生猪、奶牛等养殖行业的使用较为成熟。采用动物生长模型、营养优化模型、传感器、智能装备、自动控制等现代信息技术,根据畜禽的生长周期、个体质量、进食周期、食量以及进食情况等信息对畜禽的饲喂时间、进食量进行科学的优化控制,实现自动化饲料喂养。通过动物体温信息的实时获取和分析,实现畜禽个体生理信息精细管理,有效预警重大疫情。通过建立畜禽信息化健康档案,利用个体定位与溯源管理系统对畜禽产品从生产到流通全过程进行监管,实现畜禽疫病和畜禽产品安全管理。

6、农产品质量安全追溯。

农产品追溯系统作为质量安全管理的重要手段,越来越受到有关部门和消费者的普遍关注。目前,中国确定的动物标识及疫病可追溯体系基本模式是以畜禽标识为基础,利用移动智能识读设备,通过无线网络传输数据,中央数据库存储数据,记录动物从出生到屠宰的饲养、防疫、检疫等管理和监督工作信息,实现从牲畜出生到屠宰全过程的数据网上记录。

安顺彩虹水乡气象站.jpg

我国农业物联网未来技术发展重点方向有哪些呢?

1.农业物联网信息感知与识别技术。有以下几个方面:

(1)农作物生命与环境信息感知与识别技术。加快传感器的软硬件技术创新和算法优化,结合农作物生长环境(土壤温湿度、光照强度及土壤养分)和生长状况,组建传感无线网络。改变目前大多数农作物环境传感技术处于理论或者实验室阶段的现状。开发一款集多种测量元素于一体的多功能传感装备,提高传感器的时效性、普适性,加快“数字农业”的步伐。

(2)水产养殖环境信息感知与标识技术。加快水产养殖信息感知类传感器研发与创新,使数据获取自动化,同时与遥感技术相结合,扩大信息获取范围、广度和精度,通过人工智能、数据挖掘等计算机算法让获取信息处理向模型化、智能化和多元化方向发展,使水产养殖向精细化、科学化方向发展。

(3)畜禽养殖环境信息感知与标识技术。加快畜禽养殖环境监控系统建设,获取养殖环境音频、视频信息,并通过构建模型分析畜禽生长状况,研发出与之配套的智能环境调控系统;研究高精度RFID 和DNA指纹图谱识别技术,打破距离、信号干扰、识别环境等因素制约,并制定动物识别统一标准,增强产品兼容性和普适性,加快畜禽养殖智能化发展。

(4)农业资源与生态环境信息感知监测技术设备。通过对影响动物、植物生长的各种自然环境因子(如空气、土壤、水体、气象等信息)的检测、监测、跟踪、预警、预报等,加强传感识别、数据汇集、智能分析技术研究,建立农业资源和生态环境质量监测与评价体系,加强3S 技术与地面监测技术结合的研究,实现关键性环境参数的智能采集、环境实时监控与跟踪,实现农业资源与生态环境信息的自动获取与处理。

鸡舍环境监测系统.png

2.农业物联网自组织网络部署与信息传输技术。有以下几个方面:

(1)农业物联网全维度空间部署与拓扑构架技术。加强作物在不同生长期内节点布设距离和高度以及作物高度对无线电信号传输损失影响研究,研究电磁波在土壤与空气界面之间传输规律,规避影响地下传感网络影响因素引起的电磁波多路径传输的路径损失、误码率、最大传输距离、含水量测试误差等,确定在不同农业应用环境条件下传感器网络节点最优位置,建立地上地下全维度最优的网络拓扑结构。

(2)农业物联网低耗自组织网络技术。加大传感器在有限能量条件下尽可能延长使用寿命的研究,开展准确的时间同步算法研究,降低信息交换能量消耗;根据自组织网络环境选择合适的MAC 协议,减少碰撞、避免串扰和减少空间侦听造成的能量浪费。

3.农业物联网信息融合与云计算技术。有以下几个方面:

(1)农业物联网多源海量信息融合技术。加强自主感知信息标准化和自主与外部感知信息的融合处理技术研究。围绕农业智能生产管理的不同层面专业需求,开展自主感知信息的标准化研究、多源感知信息智能融合处理Web服务链及中间件研究,结合智能生产管理信息感知模型开展感知信息挖掘与联机分析,使感知信息得到快速规范处理和有效融合,确保多源感知信息可以给智能生产管理提供及时有效的支撑,实现海量多源感知信息高效融合处理。

农业物联网传感器.jpg

(2)面向农业特定领域的云计算与云服务技术。加强建设适合农业领域应用的云平台建设,加快云服务和农业特定领域需求融合。借助云计算随需随取的计算能力,加强农业基因测序方面应用。建立基于云服务的跨行业、跨专业的数据库,为政府监测、决策提供科学、准确的依据。汇集国家政策、气候、原料价格等数据,建立云模型,预测农产品价格变化,使生产决策更科学。建立物联网云平台,处理传感器采集到的海量动态数据,为农业物联网提供数据存储、分析计算等技术支持。

(3)农业物联网安全监管与服务质量保障技术。加快建设农产品质量安全监督与服务体系,推广RFID 技术、EPC编码、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备在农产品生产销售中的应用;制定相关协议,实现物品互联互通的网络连接;进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,提高农业物联网安全监管与服务质量保障。


2017年3月8日

成都鑫芯电子科技有限公司编辑部

小编:葫芦里的小恶魔