物联网在农业方面的应用?

物联网在农业方面的应用?,第1张

主要应用在设施农业中。对温室各项参数的监测是目前研发的热点,并取得了很好的成果。
北京旗硕基业科技有限公司研发的“农用通”已在全国六省市得到了广泛应用,是2010年中国特色农产品博览会上的金奖产品。它由传感器、无线采集器、智能网关、无线控制器、监控管理系统5个基本部件组成,可采集空气温度、空气湿度,土壤温度,土壤湿度,光照强度,二氧化碳浓度6种常用环境参数,结合3G通讯技术、图像监测技术,对温室环境进行有效地监测控制,节省成本,增产增收

目前我国农业物联网在五个环节应用成效明显:一是在农业资源的精细监测和调度方面,利用卫星搭载高精度感知设备,获取土壤、墒情、水文等精细农业资源信息,配合农业资源调度专家系统,实现科学决策;二是在农业生态环境的监测和管理方面,利用传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术,构建农业生态环境监测网络,实现对农业生态环境的自动监测;三是在农业生产过程的精细管理方面,应用于大田种植、设施农业、果园生产、畜禽水产养殖作业,实现生产过程的智能化控制和科学化管理,提高资源利用率和劳动生产率;四是在农产品质量溯源方面,通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理,实现农产品“从农田到餐桌”的全程追溯,为农产品安全保驾护航;五是在农产品物流方面,利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪,有效提高农产品在仓储和货运中的效率,促进农产品电子商务发展。

农业物联网的应用主要集中在农业资源监测和利用、农业生态环境监测、农业生产精细管理和农产品安全溯源等方面。
一、农业资源监测和利用领域
在农业资源监测和利用领域,利用各种资源卫星收集国土资源情况,利用先进的传感器、信息传输和互联网等综合化信息监测、传输、分析平台实现区域农业的统筹规划和资源监测。如美国加州大学洛杉矶分校建立的林业资源环境监测网络,通过对加州地区的森林资源进行实时监测,为相应部门提供实时的资源利用信息,为统筹管理林业提供支撑。欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测,其中,法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报,对病虫害进行测报。
二、农业生态环境监测领域
在农业生态环境监测领域,农业物联网主要利用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络,利用无线传感器技术、信息融合传输技术和智能分析技术感知生态环境变化。如美国加州大学伯克利分校的研究人员通过无线传感器网络对大鸭岛上海燕的栖息情况进行了9个月周期性的环境监测,采用区域化静态MICA传感器节点部署,实现了无人侵、无破坏的对敏感野生动物及其栖息地的监测。美国、法国和日本等一些国家主要综合运用建立覆盖全国的农业信息化平台,实现对农业生态环境的自动监测,保证农业生态环境的可持续发展。
三、农业生产精细管理领域
在农业生产精细管理领域,将光、温、水、气、土、生物等农业物联网传感器布局于大田作物生产、果园种植、畜禽水产养殖等方面,实现不间断化感知、实时化决策、精细化生产。如2002年英特尔公司率先在美国俄勒冈州建立了世界上第一个无线传感器网络葡萄园。通过采用Crossbow公司的Mote系列传感器,每隔一分钟采集一次光照、土壤温湿度等数据,实时监控葡萄生长环境的细微变化,确保葡萄的健康生长;2004年美国佐治亚州的两个农场使用了与无线互联网配套的远距离视频系统和GPS定位技术,分别监控蔬菜的包装和灌溉系统。荷兰VELOS智能化母猪管理系统,能够实现自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。泰国初步形成了小规模的水产养殖物联网,解决了RFID技术在水产品领域的应用难题。
四、在农产品安全溯源领域
在农产品安全溯源领域,利用条码技术和RFID技术等来跟踪、识别、监测农产品的生产、运输、消费过程,保证农产品的质量安全。例如2001年起,加拿大肉牛使用一维条形码耳标之后又过渡电子耳标;2004年日本基于RFID技术构建了农产品追溯试验系统,利用RFID标签,实现了对农产品流通管理和个体识别。近年来,RFID的应用更加广泛并由此形成了自动识别技术与装备制造产业。据美国市调公司ABIresearch2007年度第一季报告显示,2006年全球RFID市场为3812亿美元,其中亚太地区已跃为全球最大市场,规模为1407亿美元。

农业物联网,即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的物联网。可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
前瞻产业研究院指出农业物联网相比传统农业有以下优势:1、科学栽培:经过传感器数据剖析可断定土壤适合栽培的作物种类,经过气候环境传感器能够实时收集作物成长环境数据。2、精准 *** 控:经过布置的各种传感器,体系迅速依照作物成长的请求对栽培基地的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等进行调控。3、进步功率:与传统农业栽培方法不一样,物联网农业栽培方法根本完成体系主动化智能化和长途化比手工栽培模式更精准更高效。4、绿色农业:传统农业很难将栽培过程中的一切监测数据完好记录下来,而物联网农业可经过各种监控传感器和网路体系将一切监控数据保存,便于农商品的追根溯源,完成农业出产的绿色无公害化。

1、农业灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号通过A/D模块转换,将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号,输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%-60%RH为标准湿度值,实际测得的湿度信号与50%-60%RH比较,可以分为:在这个范围内,超出这个范围,小于这个范围三种情况。

2、可编程控制器将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值,相应的调节电动机的转速,电动机带动水泵从水源抽水,需要灌溉时,电磁阀就自动开启,通过主管道和支管道为喷头输水,喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力,在电磁阀的一侧安装一块压力表,保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程,避免发生因为水压不足,喷头射程减少的现象。整个系统协调工作,实现对草坪灌溉的智能控制。

在未来几十年里,农业产业将比以往任何时候都更重要。根据联合国粮食和农业组织的数据, 2050年的粮食产量需要比2006年增加70%才能养活地球日益增长的人口。为了满足这种需求,农民和农业公司正在转向运用物联网的分析和更大的生产能力。

农业技术创新不是什么新鲜事。几百年前,人们用手持工具,工业革命带来了轧棉机,19世纪出现谷物升降机、化肥和第一台天然气动力的拖拉机。到世纪末,农民开始使用卫星来计划自己的工作。物联网将把农业推向新的高度。智能农业已经越来越普遍,因为有了农业机器人和传感器,农民和高科技农业正在标准化。物联网应用在未来几年将帮助农民满足世界粮食需求。

高科技农业:精准农业与智能农业

农民已经开始使用一些高科技的农业技术提高他们的日常工作效率。例如传感器可以让农民获得在地区的详细的地形和资源地图,土壤酸度和温度的变量。他们还可以利用天气预报来预测未来几天和几周的天气模式。

农民可以使用他们的智能手机远程监控他们的设备、农作物和牲畜,统计牲畜饲养和生产。他们甚至可以利用这项技术对农作物和牲畜进行预测。无人机已成为一个重要的工具来调查农民的土地和作物数据。JohnDeere(农业设备生产商)已经开始把拖拉机联网,创造了一个展示作物产量数据的方法。与无人车类似,该公司正在研发自动驾驶的拖拉机,这将释放农民的劳动力并进一步提高效率。

所有这些技术都有助于精确农业或精准农业,利用卫星图像和其他技术(如传感器)来观察和记录数据的目的是提高生产产量,同时最大限度地降低成本和节约资源。

农业的未来:物联网,农业传感器,农业无人机

智能农业和精准农业正在起飞,但它们可能只是农业世界更大规模使用技术的先驱。Business Insider的高级研究服务预测,农业中物联网设备安装将从2015年的3000万增加到2020年的7500万,达到20%的复合年增长率。

美国目前在物联网智能农业方面世界领先,每公顷(25亩)农田可以产生7340公斤的谷物(如小麦、水稻、玉米、大麦等),而全球平均水平是3851公斤谷物每公顷。

在未来几十年里,随着农场变得更加紧密,这种效率应该有更大的提高。OnFarm,一个农业物联网平台预计,农场在2050年平均每天要产生410万个数据点,而2014年只有190000个。

此外, OnFarm多次研究发现,农场的平均产量上升175%,能源成本下降7美元至13美元每英亩,灌溉用水量下降 8%。

鉴于物联网应用在农业中的所有好处,不难理解农民会越来越多地转向使用农业无人机和卫星。


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