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物聯網技術在現代農業中的應用

發布時間:2019-03-07

  物聯網技術在現代農業中的應用

 

   物联网是世界信息产业继计算机、互联网之后的第3次浪潮。近年来,随着智能傳感器、移动嵌入式系统、智能精准农业的发展,物聯網技術在現代農業中的應用正在逐步拓宽,可以实现科学监测、科学种植,促进现代农业发展方式的转变。  

  一、什麽是物聯網

  到目前为止,业界还没有统一明确的定义,但可以认为它是指在物体中安放具有感知能力的芯片,把采集到的数据通过网络进行传输,最后由计算机把这些信息进行集中处理的一个系统,从而实现物与物之间、物与人之间的互联。物联网结构是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的综合系统,底层是感知层,通过傳感器、智能卡、RFID电子标签、二维码、识别码等来采集信息;第二层是网络层,通过网络进行数据的传递;最上层是应用层,完成信息的分析处理,以实现物与物、人与物之间的识别与感知,发挥智能作用。 

  二、物聯網在農業中的應用

  1. 产业链全程信息追踪与溯源体系

  近年來,國內食品安全問題層出不窮,這些事件引起了社會的極大關注,之所以問題頻發,主要是農産品從生産到銷售缺乏監管,消費者的知情權較少,如果加大對農副産品從生産到流通整個流程的監管,則可以將食品問題概率降至最低,而物聯網技術則可在這方面發揮比較重要的作用,建立從生産―加工―運輸―銷售全過程的監控和追蹤系統,確保農産品的品質和安全。目前國內已經出現了一些應用實例。比如,在成都、青島等地區已經展開豬肉安全工程,給農貿市場的豬肉安裝電子芯片,用來跟蹤豬肉的生産、加工、批發以及零售等各個環節。具體的做法是將電子溯源秤配備給農貿市場的豬肉經營店,消費者在購買豬肉時的收銀條上附帶有食品安全追溯碼,憑借收銀條上的追溯碼就能查詢生豬來源、屠宰場、質量檢疫等多方面信息。再比如,在北京奧運會期間更是啓用了食品安全追溯系統,通過RFID電子標簽、GPS等技術,將奧運場館就餐人員所消費的食品原材料信息與身份信息與進行關聯,這樣可以從一個運動員的菜譜就能追溯到農田;另外對供應企業從産品加工、物流配送、供貨等過程進行持續監控,包括對奧運食品運輸車輛實行GPS定位,一旦溫濕度超過規定範圍,管理人員就收到報警。食品安全追溯系統既爲奧運會的食品供應提供了安全保障,更是奠定了物聯網在中國農業上的廣泛應用的基礎。

  2.智能化種植、養殖

  众所周知,温室内部的二氧化碳浓度、土壤湿度、空气温湿度及光照等信息对生产起着至关重要的作用。在温室中可利用物联网技术,采用不同的傳感器节点来测量基质湿度、成分、温度、pH 值以及光照强度、空气湿度、气压、二氧化碳浓度等,再通过数据处理,自动控制温度环境和灌溉、施肥作业,从而给植物生长提供最佳的生长环境。除了对温室环境进行监控,也可实现信息的分析与处理,将傳感器节点替换成无线傳感器,这样能接收无线傳感器发出的数据,实现大面积数据的获取、管理和分析处理,并将处理的结果汇报给用户。

  在水产养殖方面,养殖户往往特别不愿意碰到又闷又湿的天气,这样的天气里鱼塘水中的溶氧量会不够,水中的pH值也可能发生大的变化,水中的氨氮含有量也可能有变化,这都会影响鱼的正常生长。在水产养殖中运用物联网技术可以对水质进行全天24小时监测,包括对水温、pH值和溶氧量等各项基本参数进行实时监测预警,一旦发现问题,能够及时自动处理或通过短信迅速通知养殖户。采用物联网技术后同样也能解决投食的问题,什么时候投,投多少会由傳感器监测或处理。此外,养殖户也能可以通过互联网、手机终端随时随地查询鱼塘溶氧量、温度、水质等情况,从另一个角度来说也降低了养殖户的工作量,解除了养殖户常年塘边值守的痛苦。应用物联网技术,可达到改善养殖、种植的产品品质,提高经济效益的目的。

  3.農業信息推送

  很多人認爲農業信息的推送僅僅是指天氣預報的推送。但現代農業的發展需要更多的支持因素,比如前面提到的養殖業使用物聯網,那麽農業主管部門可以彙總所有魚塘的數據,並預測未來一段時間內的數據變化,然後通過短信平台向所有水産養殖人員進行短信群發,通知到養殖戶做好天氣預警、疾病預警等情況,讓水産養殖戶提前采取應對措施降低損耗。再比如目前黑龍江部分地區已經實現把施肥數據、測土配方通過手機發送給農戶,給農民的播種、施肥提供依據。

  三、目前農業中使用物聯網的局限性

  1.實現成本較高

  虽然傳感器的成本近年来有了很大程度的下降,但其应用成本仍偏高,一个湿度傳感器要几百元,一个土壤水分傳感器要一千多元,一个温室全部环境参数傳感器要在一万元左右,对于农民来说仍然是笔很大的投入,所以目前农业物联网应用还主要集中在一些科研院所、农业企业及政府推动的项目中,要大规模推广还需要大幅度的降低成本。

  2.技術問題

  目前傳感器可能会由于安装位置不当而导致数据不准,或者傳感器稳定性不好因时间而采集数据发生改变,也有部分无线傳感器传输信号距离有限、数据传输不稳定、维护成本较高。再比如供电问题也不太好解决,若采用太阳能供电,则功率不够,若使用交流电则绝大部分温室无电而需重新布放电源线,这些都限制了物联网在农业中大规模普及。

  四、結束語

  雖然物聯網在農業中的應用還面臨著巨大的挑戰,但隨著技術的不斷發展,在不遠的將來智能農業會距離人們越來越近,農産品的生産方式和消費方式也會發生巨大的改變。  


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