農業(yè)物聯(lián)網中你掌握了哪一些關鍵的技術

1 農業(yè)物聯(lián)網信息感知技術應用進展

目前， 國外農業(yè)物聯(lián)網信息技術及感知產品相對較成熟， 國內大部分的農業(yè)物聯(lián)網信息感知產品在農業(yè)信息化基地逐漸使用； 但大部分仍然處于試驗階段， 產品的可靠性、 穩(wěn)定性等和國外有明顯的差距。

1） 大田種植方面。

國外， Hamrita 等人 2005 年應用 ＲFID 技術開發(fā)了土壤性質監(jiān)測系統(tǒng)， 實現(xiàn)對土壤濕度、 溫度的實時檢測， 對后續(xù)植物的生長狀況進行研究； Ampatzidis 等人 2009 年將 ＲFID 應用在果樹信息的檢測中， 實現(xiàn)對果實的生長過程及狀況進行檢測。國內， 卜天然等人 2009 年將傳感器應用在空氣濕度和溫度、 土壤溫度、 CO2濃度、 土壤 pH 值等檢測中， 研究其對農作物生長的影響； 張曉東等人利用傳感器、 ＲFID、 多光譜圖像等技術， 實現(xiàn)對農作物生長信息進行檢測； 中國農業(yè)大學在新疆建立了土壤墑情和氣象信息檢測試驗， 實現(xiàn)按照土壤墑情進行自動滴灌。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國外， Parsons 等人 2005 年將電子標簽安裝在 Colorado 的羊身上， 實現(xiàn)了對羊群的高效管理； 荷蘭將其研發(fā)的 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)推廣到歐美等國家， 通過對傳感器檢測的信息進行分析與處理， 實現(xiàn)母豬養(yǎng)殖全過程的自動管理、 自動喂料和自動報警［7］。國內， 謝琪等人設計并實現(xiàn)了基于 ＲFID 的養(yǎng)豬場管理檢測系統(tǒng)； 耿麗微等人基于 ＲFID 和傳感器設計了奶牛身份識別系統(tǒng)。

3） 農產品物流方面。

國外， Spiessl － Mayr E 等人將 ＲFID 技術應用到豬肉追溯中， 實現(xiàn)了豬肉追溯管理系統(tǒng)。國內， 謝菊芳等人利用 ＲFID、 二維碼等技術， 構建了豬肉追溯系統(tǒng)； 史海霞等人利用構件技術、 ＲFID 技術等， 實現(xiàn)了柑橘追溯系統(tǒng)； 北京、 上海、 南京等地逐漸將條形碼、 ＲFID、 IC 卡等應用到了農產品質量追溯系統(tǒng)的設計與研發(fā)中。除此之外， 農業(yè)物聯(lián)網信息感知技術在設施園藝、 水產養(yǎng)殖等方面也有較多應用。

2 農業(yè)物聯(lián)網信息傳輸技術應用進展

1） 大田種植方面。

國外， 美國 AS Leader 公司采用 CAN 現(xiàn)場總線控制方案； 美國 StarPal 公司生產的HGIS 系統(tǒng)， 能進行 GPS 位置、 土壤采樣等信息采集，并在許多系統(tǒng)設計中進行了應用； Masayuld 等基于無線傳感網絡， 開發(fā)了農業(yè)和土地檢測系統(tǒng)， 實現(xiàn)對農田信息的檢測。國內， 何龍等人基于無線傳感網絡，實現(xiàn)了杭州美人紫葡萄栽培實時檢控； 高軍等人基于 ZigBee 技術和 GPＲS 技術實現(xiàn)了節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)； 楊婷等人基于 CC2430， 設計了基于無線傳感網絡的自動控制滴灌系統(tǒng)。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國外， Bishop － Hurlen GL 等人進行了耕牛自動放牧試驗， 實現(xiàn)了基于無線傳感器網絡的虛擬柵欄系統(tǒng)； Nagl 等人基于 GPS 傳感器設計了家養(yǎng)牲畜遠程健康監(jiān)控系統(tǒng)； Taylor 等人基于無限傳感器， 實現(xiàn)動物位置和健康信息的監(jiān)控。在國內， 林惠強等人利用無線傳感網絡實現(xiàn)動物生理特征信息的實時傳輸， 設計實現(xiàn)了基于無線傳感網絡的動物檢測系統(tǒng)。除此之外， 農業(yè)物聯(lián)網信息傳輸技術在農產品物流、 設施園藝及水產養(yǎng)殖等方面也有較廣泛的應用。

3 農業(yè)物聯(lián)網信息處理技術應用進展

農業(yè)物聯(lián)網信息處理是將模式識別、 復雜計算、智能處理等技術應用到農業(yè)物聯(lián)網中， 以此實現(xiàn)對各類農業(yè)信息的預測、 預警、 智能控制和智能決策等。預測是以所獲得的各類農業(yè)信息為依據， 以數學模型為手段， 對所研究的農業(yè)對象將來的發(fā)展進行推測和估計。

預警是在預測的基礎上， 結合實際， 給出判斷說明， 預報不正確的狀態(tài)及對農業(yè)對象造成的危害， 最大程度避免或減少遭受的損失。國外， 歐美等發(fā)達國家研發(fā)了大量的預測預警模型， 開發(fā)了大量的軟件， 并進行了許多的應用。國內， 張克鑫等人基于BP 神經網絡對葉綠素 a 濃度進行了預測預警研究， 并在湖南鎮(zhèn)水庫中進行應用； 李道亮等人分別基于 PSO－ LSSVＲ 和 ＲS － SVM 進行了集約化河蟹養(yǎng)殖水質預測模型和預警模型的研究及應用。智能控制是通過實時監(jiān)測農業(yè)對象個體信息、 環(huán)境信息等， 根據控制模型和策略， 采用智能控制方法和手段， 對相關農業(yè)設施進行控制。目前， 國內外對農業(yè)信息智能控制研究較多， 如在溫室溫度和濕度智能控制、 二氧化碳濃度控制、 光源和強度控制、 水質控制、 農業(yè)滴灌控制和動物生長環(huán)境智能控制等方面研究和應用較多。

智能決策是預先把專家的知識和經驗整理成計算機表示的知識， 組成知識庫， 通過推理機來模擬專家的推理思維， 為農業(yè)生產提供智能化的決策支持。目前， 國內外對農業(yè)智能決策的研究主要表現(xiàn)在對農田肥力、 品種、 灌溉、 病蟲害預防和防治、 農作物產量、動物養(yǎng)殖、 動物飼料配方和設施園藝等方面。除此之外， 國內外對農業(yè)物聯(lián)網智能處理、 農業(yè)診斷推理和農業(yè)視覺信息處理等研究也較多， 并進行了許多探索性的應用。