農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用研究

1、 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將所有物品通過各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別裝置、基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理,并通過操作終端,實現(xiàn)智能化識別和管理的技術(shù)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一般應用是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡,通過各種傳感器采集信息,以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題,并且準確地確定發(fā)生問題的位置,這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式,從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產(chǎn)設(shè)備。1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應用的現(xiàn)狀物物互聯(lián)在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領(lǐng)域已經(jīng)有了初步應用,如傳

2、感技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)的應用、智能化專家管理系統(tǒng)、遠程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)、生物信息和診斷系統(tǒng)、食物安全追溯系統(tǒng)等。通過物聯(lián)網(wǎng)的實時傳感采集和歷史數(shù)據(jù)存儲,能夠摸索出植物生長對溫、濕、光、土壤的需求規(guī)律,提供精準的科研實驗數(shù)據(jù);通過智能分析與聯(lián)動控制功能,能夠及時精確地滿足植物生長對環(huán)境各項指標的要求,達到高幅度增產(chǎn)的目的;通過光照和溫度的智能分析與精確干預,能夠使植物,特別是名貴花卉的花期完全遵循人工調(diào)節(jié)。目前,關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展項目有很多,比如:土壤養(yǎng)分、墑情監(jiān)測,為作物選擇和耕種方式提供指導;糧情信息監(jiān)測,為監(jiān)管部門科學決策保護糧食安全提供有效數(shù)據(jù);農(nóng)業(yè)大棚溫室監(jiān)控、田間自動化管理,通過連續(xù)監(jiān)

3、測土壤濕度數(shù)據(jù),實現(xiàn)多點同時滴灌補水;二維碼動物溯源,通過食品追溯標簽使消費者全面了解產(chǎn)品信息,確保食品安全2。1.1農(nóng)副食品安全我國食品安全方面事故頻發(fā),其中一個很重要的原因是從生產(chǎn)到銷售缺乏監(jiān)管。加大對農(nóng)副產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通整個流程的監(jiān)管,則可以將食品安全隱患降至最低,而物聯(lián)網(wǎng)則可在這方面發(fā)揮重要的作用。根據(jù)對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)事件追蹤,國內(nèi)已有多個地區(qū)把食品安全監(jiān)管作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應用的突破口。目前,國內(nèi)已出現(xiàn)“食品安全追溯系統(tǒng)”。像托普物聯(lián)網(wǎng)這些農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都已經(jīng)開始涉足農(nóng)產(chǎn)品安全溯源管理了。以豬肉安全為例:進入農(nóng)貿(mào)市場的豬肉安裝上電子芯片,以跟蹤豬肉產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、批發(fā),以及零售等各個環(huán)節(jié)。

4、具體來說,即在農(nóng)貿(mào)市場的豬肉經(jīng)營店配備電子溯源秤,消費者在購買豬肉時可索取含有食品安全追溯碼的收銀條,憑借收銀條上的追溯碼查詢生豬來源、屠宰場、質(zhì)量檢疫等多方面的信息3。這種做法目前在成都、青島等地區(qū)已經(jīng)展開。1.2農(nóng)業(yè)信息傳送天氣預報是重要和首要的農(nóng)業(yè)信息之一,但現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要更多支持因素,應為農(nóng)民打造更寬廣的農(nóng)業(yè)信息渠道,所包含的信息內(nèi)容也應從天氣預報到施肥選擇,從種子選擇到病蟲害防治,從幼苗培育到收割入庫等方面。所包含信息范圍也應涵蓋廣義農(nóng)業(yè)的各個方面,包括畜牧業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)以及漁業(yè)4。目前,在黑龍江部分地區(qū)已實現(xiàn)把測土配方施肥數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫r(nóng)戶手機上的業(yè)務功能;在山東日照部分地區(qū)啟

5、用了“真?zhèn)潍F藥短信查詢舉報系統(tǒng)”,讓養(yǎng)殖戶和獸藥經(jīng)營戶參與獸藥監(jiān)督。這種農(nóng)業(yè)信息傳送不僅僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,而且可為電信運營商提供更多拓寬業(yè)務的選擇。 1.3智能化培育控制現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個突出表現(xiàn)是智能化培育控制。通過在農(nóng)業(yè)園區(qū)安裝生態(tài)信息無線傳感器和其他智能控制系統(tǒng),可對整個園區(qū)的生態(tài)環(huán)境進行檢測,從而及時掌握影響園區(qū)環(huán)境的一些參數(shù),并根據(jù)參數(shù)變化,適時調(diào)控諸如灌溉系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施,確保農(nóng)作物有最好的生長環(huán)境,以提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量。2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應用展望物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)應用鏈上的其他環(huán)節(jié),如電信運營商以及終端商應充分發(fā)掘潛在市場,為各自在物聯(lián)網(wǎng)版圖上占有一席之地作好準備。

6、為監(jiān)管部門提供食品安全追溯的行業(yè)解決方案,并進一步將方案發(fā)展到奶制品、畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)等方面;整合農(nóng)業(yè)信息資源,為農(nóng)民提供具有針對性的信息服務;與有關(guān)行業(yè)協(xié)會、統(tǒng)計部門展開合作,為農(nóng)戶提供有用的農(nóng)作物產(chǎn)銷信息,為溫室、系統(tǒng)和芯片生產(chǎn)企業(yè)提供行業(yè)信息;在芯片生產(chǎn)上應具有針對性,開發(fā)適合特定業(yè)務(如信息溯源的芯片;加大對芯片應用配套設(shè)備的研發(fā)。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段,都可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提高工作效率。在種植和培育階段,應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析實時的土壤信息,來選擇合適的農(nóng)作物;在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段,應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)一個廉價的信息采集,從而在種植收獲階段進行更精準的測算。3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在天津市農(nóng)業(yè)

7、上應用的措施與建議天津市依托政府、專業(yè)協(xié)會、相關(guān)研發(fā)機構(gòu)和企業(yè),建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)及應用推廣聯(lián)合中心?；趥鞲芯W(wǎng)絡和3G網(wǎng)絡融合的新應用,首先在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中進行示范應用。通過在溫室內(nèi)設(shè)置光照、溫度、濕度等無線傳感器、攝像頭和控制器,使得園區(qū)管理者可以隨時隨地通過3G手機或電腦,進行遠程監(jiān)測、遠程控制澆灌和開關(guān)卷簾等設(shè)備,并可實時查看到農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫度、濕度等信息,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚的自動化管理,提高工作效率。3.1示范應用研制智能化監(jiān)控與人工輔助管理技術(shù),該技術(shù)適用于一般經(jīng)濟條件的農(nóng)戶提高溫室栽培管理水平,即對智能化實時監(jiān)控及動態(tài)決策方案通過人工管理加以實施。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括溫室綜合環(huán)境變量監(jiān)

8、控系統(tǒng),各種溫室作物智能化管理決策系統(tǒng),系列傳感器、計算機芯片與機電一體化系統(tǒng)。可以根據(jù)用戶需求,隨時進行處理,為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學依據(jù)。通過模塊采集溫度、濕度等信號,經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)對大棚溫濕度的遠程控制。 3.2研制智能化監(jiān)控與自動化管理技術(shù)該技術(shù)適用于經(jīng)濟條件較為富裕的農(nóng)戶、設(shè)施農(nóng)業(yè)企業(yè),以及示范展示,提高溫室栽培管理水平,即對智能化實時監(jiān)控及動態(tài)決策方案通過綜合環(huán)境控制與電動執(zhí)行器自動實施。其關(guān)鍵技術(shù)包括溫室控制模式和計算機監(jiān)控系統(tǒng)。其中,計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用由中心控制計算機、現(xiàn)場控制機、系列傳感器、電動執(zhí)行器和局端總線

9、型數(shù)字通訊網(wǎng)絡等組成的分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在溫室生產(chǎn)中大量采用無線傳感器管理、調(diào)控溫度、濕度、光照、通風、二氧化碳補給,營養(yǎng)液供給及pH值、EC值等,使栽培條件達到最適宜水平,以合理利用資源,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時,具有綜合環(huán)境控制、肥水灌溉決策與控制、緊急狀態(tài)處理和信息處理等功能7。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化溫室是集農(nóng)業(yè)科技上的高、精、尖技術(shù)和計算機自動控制技術(shù)于一體的最先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施。與人工控制相比,智能控制最大的好處就是能夠相對恒定地控制大棚內(nèi)部的環(huán)境,對于環(huán)境要求比較高的植物來說,更能避免因為人為因素而造成的生產(chǎn)損失。相對生產(chǎn)來說,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到大棚生產(chǎn)以后,

10、產(chǎn)量與質(zhì)量比人工控制的大棚都有極大的提高。3.3農(nóng)產(chǎn)品物流和安全管理與溯源在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面,需要對儲運環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進行控制。環(huán)境溫度過高,可能會發(fā)生大批農(nóng)產(chǎn)品的腐爛,水分不足,會使品質(zhì)受到影響,在這個環(huán)節(jié)要借助物聯(lián)網(wǎng)的幫助。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)畜禽產(chǎn)品從養(yǎng)殖、屠宰到運輸、銷售的全過程質(zhì)量控制,并實現(xiàn)質(zhì)量溯源,可實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)檔案管理(畜禽信息、飼料信息、疾病防疫等,實現(xiàn)FID標簽和條碼間信息的轉(zhuǎn)換,條碼標簽的打印,基于網(wǎng)站、電話和手機短信的畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全的溯源查詢功能。4結(jié)束語盡管設(shè)施農(nóng)業(yè)在我國已經(jīng)取得一定成績,但是與國外先進國家相比,仍存在很大的差距,平均單位產(chǎn)量低于國外的30%,單位產(chǎn)量成本大于國外的50%,由于不合理的使用農(nóng)藥,產(chǎn)品質(zhì)量遠低于國外水平。其落后的主要原因