物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用
時間:2022-05-10 09:30:30
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隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在現(xiàn)代化進(jìn)程中不斷技術(shù)革新,智慧農(nóng)業(yè)成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),而智慧農(nóng)業(yè)則是農(nóng)業(yè)的智慧經(jīng)濟(jì)。智慧農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中,融入物聯(lián)網(wǎng)特有的計算特性和運行模式,從而實現(xiàn)自動化管理,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式精準(zhǔn)化、高效化、生態(tài)化轉(zhuǎn)變,加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)交叉滲透、融合發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)可以將任何物體與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效連接,通過傳感設(shè)備進(jìn)行信息交換,實現(xiàn)智能化定位、識別、跟蹤、管控等操作,為農(nóng)業(yè)發(fā)展構(gòu)建多維度信息交流平臺,更好提高農(nóng)產(chǎn)品高效生產(chǎn)和食品質(zhì)量。
由2012年李道亮著《物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)》一書,從智慧農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念、內(nèi)涵出發(fā),全面闡述物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu),詳細(xì)介紹農(nóng)業(yè)智能傳感器、農(nóng)業(yè)信息處理方式等核心技術(shù),以及該技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的具體實踐應(yīng)用,并對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展前景中展開預(yù)測。全書詳略得當(dāng)、重點突出,并基于成都市科學(xué)技術(shù)局項目(2019-YF05-00207-SN)、四川省高校重點實驗室太陽能技術(shù)集成及應(yīng)用推廣項目(2018TYNSYS-Y-02),為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科研人員和相關(guān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理機(jī)構(gòu)提供參考價值。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高級階段就是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè),集作物模型分析、自動信息檢測控制、實時圖像傳送、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)平臺。其特點可在不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象中,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳感設(shè)備,對所在區(qū)域的植物生長環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測,使土壤、水質(zhì)、空氣等環(huán)境因素符合農(nóng)作物的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
對所獲取的信息加以直觀的圖片、動態(tài)的曲線來展示系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析情況。管理園區(qū)再根據(jù)信息反饋,進(jìn)行自動灌溉、施肥、降溫、噴藥等智能控制。但僅靠數(shù)字化的物物關(guān)聯(lián)并不能為農(nóng)作物生長創(chuàng)造最佳環(huán)境,通過圖像視頻監(jiān)控技術(shù),可以彌補農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性、信息獲取的基準(zhǔn)化。根據(jù)畫面的農(nóng)作物實時狀態(tài),因地制宜的采用人性化管理,可以更好的推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用有以下幾個方面。農(nóng)業(yè)監(jiān)管應(yīng)用主要分為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控。一旦生態(tài)環(huán)境遭到破壞,將嚴(yán)重威脅產(chǎn)品的安全質(zhì)量問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過在溫室、田地、園林布設(shè)的傳感節(jié)點收集土壤水分、酸堿度、電導(dǎo)率等相關(guān)信息。在農(nóng)業(yè)管理人員對農(nóng)田現(xiàn)狀進(jìn)行評估后,根據(jù)作物模型分析,有針對性的投放農(nóng)業(yè)產(chǎn)品或調(diào)整執(zhí)行設(shè)備的運作數(shù)值。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量安全把控方面非常準(zhǔn)確高效,不僅可以監(jiān)督農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是否遵循國家農(nóng)藥使用標(biāo)準(zhǔn),還可追溯食品安全的各個環(huán)節(jié)。這是基于農(nóng)業(yè)工作者將基地劃分為不同的板塊編碼,并配備對應(yīng)的電子標(biāo)簽。每個板塊編碼背后都記錄著該區(qū)域所執(zhí)行過的具體環(huán)節(jié),如施肥、灌溉、除草等。待作物成熟收割之時,還會有與之相對應(yīng)的條碼,將產(chǎn)品生產(chǎn)信息儲存到終端農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫中。商家可通過條碼掃描利用RFID技術(shù)跟蹤食品溯源,了解食品從播種、生產(chǎn)到運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)問題便可即時找到問題根源。農(nóng)業(yè)灌溉應(yīng)用農(nóng)作物的生長環(huán)境離不開對水的依賴。我國水資源分布現(xiàn)狀呈南北不均、總體匱乏的趨勢,農(nóng)業(yè)灌溉又對水資源消耗極大。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,科學(xué)、合理的節(jié)水灌溉系統(tǒng)不僅能提高農(nóng)田用水利用率,降低用水總量、減少勞動力成本,還可提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)速率與質(zhì)量。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配備不同功能的傳感器,對不同種類的農(nóng)作物生長環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,掌握區(qū)域農(nóng)田基本信息情況并進(jìn)行智能化整合,為區(qū)域灌溉水量、灌溉方式提供數(shù)據(jù)分析和參考意義。
最后,通過嵌入式智能灌溉技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)還會對灌溉區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)跟進(jìn),支撐農(nóng)作物生長情況綜合對比,及時反饋信息給技術(shù)人員,以便對后續(xù)灌溉情況做系統(tǒng)調(diào)整。以確保灌溉作業(yè)自動化下的高效、準(zhǔn)確,推動實現(xiàn)農(nóng)作物集“監(jiān)、管、營”一體化自動管理模式,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域,構(gòu)建低消耗、多功能的智慧農(nóng)業(yè)起著實用性作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用溫室大棚是一種新型的農(nóng)業(yè)形式,通過模擬農(nóng)作物生長氣候條件,構(gòu)建人工氣象空間環(huán)境,對農(nóng)作物發(fā)展全程實施信息化、數(shù)字化管理,讓其不再局限于外部環(huán)境的生長約束。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)的優(yōu)勢,24小時監(jiān)測和調(diào)控大棚光照、溫濕度等各方面數(shù)值,實現(xiàn)農(nóng)作物在不同季節(jié)得到產(chǎn)出,緩解季節(jié)蔬菜過渡時期的供給不足,并嚴(yán)格保證其綠色有機(jī)生產(chǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在家禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用。通過傳感器收集禽畜個體體征、行為特征等生理信息,不僅實現(xiàn)精準(zhǔn)化養(yǎng)殖,還可預(yù)防禽畜間傳染病的大肆傳播,有效采取防治措施。推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為市場導(dǎo)向持續(xù)輸出高質(zhì)量產(chǎn)品,并為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)期間不免要進(jìn)行病蟲害防治工作,一旦出現(xiàn)防治不到位便極大降低農(nóng)作物的生產(chǎn)質(zhì)量及產(chǎn)量。但農(nóng)藥使用過多不利于人體健康和環(huán)境保護(hù),實施區(qū)域精準(zhǔn)化噴施是智慧農(nóng)業(yè)中的核心技術(shù),有效降低農(nóng)藥使用率和殘留量,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。在具體應(yīng)用過程中,物聯(lián)網(wǎng)還可獲取潛在病蟲害的各項指標(biāo),分析其存在部位與適用農(nóng)藥種類,從而建立起完善的自動化病蟲害防治機(jī)制。綜上所述,雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國智慧農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,推動了智慧農(nóng)業(yè)體系的構(gòu)建進(jìn)程。但總體還處在初步發(fā)展階段,運營機(jī)制的不成熟,關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品的未完善和專業(yè)技術(shù)人才的缺失,都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中亟待解決的問題。
作者:魯剛強(qiáng) 向模軍 單位:成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院 機(jī)電信息學(xué)院