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物联网撬动农业转型升级
http://www.edu.cn   2010-07-15 作者:

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  近年来,随着智能农业、精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测,收集温度、湿度、风力、大气、降雨量,有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等方面,物联网技术正在发挥出越来越大的作用,从而实现科学监测,科学种植,帮助农民抗灾、减灾,提高农业综合效益,促进了现代农业的转型升级。

  形形色色的物联网传感器

  在传统农业中,人们获取农田信息的方式很有限,主要是通过人工测量,获取过程需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。在现代农业中,大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集信息,可以帮助农民及时发现问题,并且准确地捕捉发生问题的位置。这样一来,农业逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,促进了农业发展方式的转变。

  目前,一批成本低、高性能的土壤水分和作物营养信息采集技术产品正在农业生产领域发挥着作用,解决了数字农业信息快速获取技术瓶颈问题。譬如具有自主知识产权的新型土壤水分传感器,可以精确地采集土壤和作物养分信息;基于称重传感器的高精度智能测产系统,解决了智能测产与谷物品质监测系统的精度难题……形形色色、功能各异的各种物联网传感器系统,使我国农业发展迈出了新的步伐。

  在现代化温室栽培领域,物联网技术精确地呵护着果蔬和作物的秧苗。在这个过程中,温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。

  在果蔬和粮食的储藏中,温度传感器发挥着巨大的作用,制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。

  气调库相比冷藏库是更为先进的贮藏保鲜方法,除了温度之外,气调库内的相对湿度(RH)、O2浓度、CO2浓度、乙烯(C2H4)浓度等均有相应的控制指标。控制系统采集气调库内各种物理量参数,通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证有一个适宜的贮藏保鲜环境。

  在作物的生长过程中还可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测物的外形、颜色、大小等,用来确定物的成熟程度,以便适时采摘和收获;可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促进光合作用的进行。例如,塑料大棚蔬菜种植环境的监测等;可以利用超声波传感器、音量和音频传感器等进行灭鼠、灭虫等;可以利用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。

  生物技术、遗传工程等都成为良种培育的重要技术,在这其中生物传感器发挥了重要的作用。农业科学家通过生物传感器操纵种子的遗传基因,在玉米种子里找到了防止脱水的基因,培育出了优良的玉米种子。此外,监测育种环境还需要温度传感器、湿度传感器、光传感器等;测量土壤状况需用水分传感器,吸力传感器、氢离子传感器、温度传感器等;测量氮磷、钾各种养分需要用各种离子敏传感器。

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