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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

 

   物聯網是世界信息產業繼計算機、互聯網之后的第3次浪潮。近年來,隨著智能傳感器、移動嵌入式系統、智能精準農業的發展,物聯網技術在現代農業中的應用正在逐步拓寬,可以實現科學監測、科學種植,促進現代農業發展方式的轉變。  

  一、什么是物聯網

  到目前為止,業界還沒有統一明確的定義,但可以認為它是指在物體中安放具有感知能力的芯片,把采集到的數據通過網絡進行傳輸,最后由計算機把這些信息進行集中處理的一個系統,從而實現物與物之間、物與人之間的互聯。物聯網結構是一個由感知層、網絡層、應用層共同構成的綜合系統,底層是感知層,通過傳感器、智能卡、RFID電子標簽、二維碼、識別碼等來采集信息;第二層是網絡層,通過網絡進行數據的傳遞;最上層是應用層,完成信息的分析處理,以實現物與物、人與物之間的識別與感知,發揮智能作用。 

  二、物聯網在農業中的應用

  1. 產業鏈全程信息追蹤與溯源體系

  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,主要是農產品從生產到銷售缺乏監管,消費者的知情權較少,如果加大對農副產品從生產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,建立從生產―加工―運輸―銷售全過程的監控和追蹤系統,確保農產品的品質和安全。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,用來跟蹤豬肉的生產、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啟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;另外對供應企業從產品加工、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范圍,管理人員就收到報警。食品安全追溯系統既為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

  眾所周知,溫室內部的二氧化碳濃度、土壤濕度、空氣溫濕度及光照等信息對生產起著至關重要的作用。在溫室中可利用物聯網技術,采用不同的傳感器節點來測量基質濕度、成分、溫度、pH 值以及光照強度、空氣濕度、氣壓、二氧化碳濃度等,再通過數據處理,自動控制溫度環境和灌溉、施肥作業,從而給植物生長提供最佳的生長環境。除了對溫室環境進行監控,也可實現信息的分析與處理,將傳感器節點替換成無線傳感器,這樣能接收無線傳感器發出的數據,實現大面積數據的獲取、管理和分析處理,并將處理的結果匯報給用戶。

  在水產養殖方面,養殖戶往往特別不愿意碰到又悶又濕的天氣,這樣的天氣里魚塘水中的溶氧量會不夠,水中的pH值也可能發生大的變化,水中的氨氮含有量也可能有變化,這都會影響魚的正常生長。在水產養殖中運用物聯網技術可以對水質進行全天24小時監測,包括對水溫、pH值和溶氧量等各項基本參數進行實時監測預警,一旦發現問題,能夠及時自動處理或通過短信迅速通知養殖戶。采用物聯網技術后同樣也能解決投食的問題,什么時候投,投多少會由傳感器監測或處理。此外,養殖戶也能可以通過互聯網、手機終端隨時隨地查詢魚塘溶氧量、溫度、水質等情況,從另一個角度來說也降低了養殖戶的工作量,解除了養殖戶常年塘邊值守的痛苦。應用物聯網技術,可達到改善養殖、種植的產品品質,提高經濟效益的目的。

  3.農業信息推送

  很多人認為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,那么農業主管部門可以匯總所有魚塘的數據,并預測未來一段時間內的數據變化,然后通過短信平臺向所有水產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,讓水產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

  雖然傳感器的成本近年來有了很大程度的下降,但其應用成本仍偏高,一個濕度傳感器要幾百元,一個土壤水分傳感器要一千多元,一個溫室全部環境參數傳感器要在一萬元左右,對于農民來說仍然是筆很大的投入,所以目前農業物聯網應用還主要集中在一些科研院所、農業企業及政府推動的項目中,要大規模推廣還需要大幅度的降低成本。

  2.技術問題

  目前傳感器可能會由于安裝位置不當而導致數據不準,或者傳感器穩定性不好因時間而采集數據發生改變,也有部分無線傳感器傳輸信號距離有限、數據傳輸不穩定、維護成本較高。再比如供電問題也不太好解決,若采用太陽能供電,則功率不夠,若使用交流電則絕大部分溫室無電而需重新布放電源線,這些都限制了物聯網在農業中大規模普及。

  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,農產品的生產方式和消費方式也會發生巨大的改變。  


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