物联网的发展前景如何

物联网的发展前景很不错，具体如下：
1更安全的保护措施。在新技术出现之初，它的技术力量几乎都集中在创新上，导致监管水平低下，这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降，企业在物联网设备上的应用也越来越普遍，这种创新和应用一旦普及，各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛，从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用，到私人智能家居、个人、智能汽车等应用，无论是降低成本，还是提高中国居民的生活质量，都将是中国居民生活质量的巨大提升。

大余县人民政府
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索 引 号：
B23000-2022-5095849
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生成日期：
2022-07-25
公开方式：
主动公开
公开时限：
常年公开
公开范围：
面向全社会
责任部门：
用数字化推动果蔬冷链物流变革
访问量：49
来源：江西省供销集团
近年来，随着信息技术的快速发展，大数据作为其中的一部分，被广泛应用到一些高新技术产业，也已经深入到包括农业在内的各个行业。根据农业的产业链条划分，目前农业大数据主要集中在农业资源与环境、农业生产、农业市场及农业管理等领域。农业大数据是农业不可或缺的支持，也必将成为农业现代化的助推器。将大数据融入到农产品冷链物流中，不仅可以高效整合物流资源，降低供应链各环节企业的物流成本，还有利于搭建农产品流通平台，保障农产品的配送质量。
2014年，国家就印发了《关于进一步促进冷链运输物流企业健康发展的指导意见》，指出要加强物联网、云计算、大数据、移动互联等先进信息技术在冷链运输物流领域的应用。
2020年的中央一号文件也指出，要依托现有资源建设农业农村大数据中心，加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用。水果冷链供应链是农产品冷链供应链的重要组成部分，不断优化供应链，对保障果品质量安全至关重要。
探究大数据在我国水果冷链供应链中的应用，以此提出针对性发展建议，具有重要的现实意义。
冷链物流及大数据应用
01
冷链物流的定义
冷链物流一般指冷藏或冷冻类食品在生产、贮藏、运输及销售的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品的新鲜和质量，减少损耗的一项系统工程。冷链物流是一项复杂的系统工程，需要供应链各环节之间的高度协调、高效运作。随着经济发展水平和消费者健康意识的提升，对水果的品质和新鲜度的要求也越来越高，水果冷链物流也已引起人们的普遍关注。作为一个食品消费大国，水果冷链物流在我国拥有广阔的发展前景。
02
水果冷链物流的产生
我国长期以来就是水果生产大国，苹果、柑橘、梨等果树产量均居世界首位。数据显示，近年来，水果总产量由2003年的148亿t提高到了2018年的244亿t，占世界总产量的比重由2387%提高到了2807%。苹果、柑橘和梨的产量及所占比重整体呈增长趋势，至2018年，苹果、柑橘和梨的产量分别达到039亿t、042亿t和016亿t，占世界总产量的比重分别为4555%、2749%和6824%。
由于新鲜水果含水量高、湿度大，易腐烂变质，常温贮藏时间较短，我国果蔬的产后流通损耗率为20%~30%。同时，我国水果流通规模较大，除了出口至其他各国以外，在国内的流通量非常大。冷链物流有利于减少水果产后损失，带动水果随季节均衡销售和促进农民增收。因此，我国果树产业可持续健康发展需要冷链物流的支持。
03
水果冷链物流对大数据应用的需求
近年来，随着生鲜电商平台的大量涌现，尽管有RFID、GPS等技术为支撑，仅冷链物流单一业态已经无法满足消费者对生鲜农产品品质保障的更高要求，因此冷链物流融入大数据分析的多业态模式应运而生。
水果作为重要的生鲜农产品之一，其冷链供应链对大数据应用的需求尤为突出。一方面，水果配送条件极为苛刻，光照、温度、湿度等细微变化将直接影响果实品质及腐损率，而基于海量实时反馈的大数据分析能不断优化配送环境，直至最佳。另一方面，因大部分水果产地局限于小范围地区，导致配送距离较远，而基于路径优化的大数据分析能将水果快速、准确地送达目的地，以确保水果品质几乎不变。此外，水果冷链供应链的后台 *** 作、人员调配及运营管理等环节的大数据应用，还将带来溢出效益及工作效率的进一步提高。
04
我国水果冷链供应链发展现状
我国现代果蔬冷链物流技术起步于20世纪80年代，至今发展还比较缓慢，国际竞争力较弱，与水果生产大国的地位极不相称。2017年，我国果蔬的冷链流通率为22%，冷藏运输率为35%，而在欧美、日本等发达国家易腐食品冷链流通率为95%~98%，冷藏运输率也已超过90%，差距较大。
基础设施落后
完备的冷链基础设施是保障水果跨地域流通的关键，目前我国各项冷链设施还比较落后，这也是制约水果流通率和运输率低的主要原因。
2015—2019年，我国冷库的总量呈逐年上升的趋势。2019年，冷库总量约6053万t，新增库容8145万t，但与实际需求量差距较大。从冷藏车的数目来看，区域差异比较明显。2017年，华东、华南、华中和华北地区的冷藏车分别为268万、140万、162万、110万辆，而西北、西南和东北地区分别为022万、027万、017万辆。
目前，我国已有的冷藏容量仅占货物需求的20%~30%，商用的冷藏库主要集中在农产品资源较集中的区域或经济较发达的地区。
冷链供应链体系不健全
冷链供应链是通过最大化的标准化和集约化来降低成本、实现利润的。目前，我国水果冷链供应链的体系还不够健全。一方面，缺乏系统规范化的管理，相关法律法规和规范化体系不够健全甚至缺失。如冷链供应链各环节温度调控和产品质量检测标准缺失，无法保障水果品质，降低了产品价值。另一方面，各物流企业之间缺乏交流和合作，导致冷链技术和资源利用率低，增加了冷链物流成本。
冷链信息化程度低
水果的冷链物流不仅需要科学有效的保鲜措施，更需要快速响应消费市场动态的信息系统，以满足冷链物流时效性高的特点。目前，我国冷链物流还未建立起统一的信息化系统，信息的不对称导致水果的供需矛盾，长期以来，极易造成水果“滞销”。解决线上和线下的信息交流是化解供需矛盾的关键所在。
05
大数据在水果冷链供应链中的应用
随着我们农业供给侧结构性改革的提出，各行业都在转变生产方式，种植业也是如此。大数据以及互联网元素的应用，让水果的冷链物流供应链有了更多优化的空间，这也是现阶段破解我国水果冷链物流发展缓慢的重要途径之一。
利用大数据进行果品质量安全控制
水果冷链物流不仅要提升运输效率，还要保障物流过程中果品的质量及安全。利用物联网、智能追溯等技术，收集水果生产数据源。在果品进入冷藏仓库时，再利用射频识别技术根据RFID标签携带的全部产品信息，监控果品的贮存环境。以此为依据建立农产品质量和安全信息数据库，从而将水果生产信息和物流信息相关联，构建一体化的信息链。
以陕西省苹果为例，该省苹果产业规模大，市场化程度高，具有应用大数据的基础。2019年初，国家级苹果产业大数据中心落户陕西省。目前，苹果产业大数据平台已覆盖了苹果生产资料投入到贸易等全产业链环节，能够实现对苹果种植的精准化管理，提高果品质量。通过该平台也能够对陕西省苹果进行品牌认证和质量分级，及时剔除不合格产品，保障冷链流通产品的质量和安全。同时，利用区块链技术可解决品牌认证的数据可信问题，快速提升品牌价值。陕西省也将建设苹果数字试验站和智慧果园，对果库进行数字化改造，实现生产智能化、管理高效化、经营网络化和服务多元化。
利用大数据优化仓储
仓储物流是冷链物流运作中的一个重要环节，随着物流的智能化发展，大数据技术在仓储物流中的作用也日益凸显。依据大数据及其他先进的科学技术构建的农产品仓储物流管理系统，极大地促进了农产品一体化的发展。这一系统能够实现对物流信息的快速检索和上传，为物流整体的运作提供技术支持，不仅工作效率高，还有效节省了企业物流环节中的运作成本。
利用大数据优化水果物流运输
利用GPS技术、车载移动终端构建水果智能运输系统，实现对冷藏车辆的配送和动态管理，从而提升物流效率，减少浪费。在果品配送之前，建立包括载重、容量、贮存条件等信息在内的冷藏车辆数据系统。在此基础上，将每辆车与对应的司机相关联，进行“一对一”匹配，通过车辆与司机身份的绑定，能够为果品运输安全提供一定的保障，也为物流企业降低了运营风险。在配送中，利用GPS定位和可视化技术对冷链运输中车辆的位置、运行速度、运行轨迹及人员进行远程监控，为物流企业进行车辆调度和指挥提供及时有效的反馈信息。
贵州省是全国大数据创新创业的“试验田”，为加快实施智慧农业工程，该省积极推进物联网、大数据、3S技术等信息技术的融合及在农业全产业链中的应用，农业智能化水平不断提高，并充分运用大数据，加快冷链信息平台建设。
以修文县的猕猴桃为例，过去一直受易软易腐、不耐贮藏的困扰。但目前，通过大数据调度“冷链运输体系”，72h内就能将猕猴桃运送至北京、上海等地。从黔北现代物流新城物流大数据中心的显示屏上，就可以看到猕猴桃从采摘到消费者手中的全过程。
利用大数据实现果品信息的实时动态反馈
冷链物流对水果的温度、湿度、光照等有着严格的要求，这些因素对保证水果的品质至关重要。如何保障果品在运输过程中始终处于低温状态，是整个冷链体系的重点与难点。传统的冷藏车无法实现对果品在运输中的情况进行实时监控。通过在物流车辆内安装温度、湿度传感器和光照传感器，及时将相关信息传送至控制中心，就能够根据实时情况作出调整，达到降低果品损耗的目的。
截至2017年底，山东省有80%以上的冷链物流企业在冷库、冷藏车等冷链设施中安装了温湿度传感器、记录仪等监控设备，所有温湿度信息实现了在山东省级农产品冷链物流公共信息服务平台的实时监控。
利用大数据推动冷库果品精准化销售
利用大数据技术可实现对全国水果价格、成本以及市场供需开展动态监测，进行供需匹配，可避免因供需失衡和价格剧烈波动导致市场混乱，实现冷库与市场的有效对接。
利用大数据技术还可了解客户的行为和反馈，深刻理解客户的需求，根据所获取的信息不断调整不同果品的方向，制定科学的销售策略。不断推进目标市场的精确定位、销售价格的精确评估和销售数量的精确预报。
06
大数据背景下水果冷链供应链发展建议
（1）
重视顶层设计
大数据时代，水果冷链物流的发展离不开农业部门、质检部门、交通运输部门和互联网各行业的协调与合作。因此，各地区需要统筹规划，建立政府-行业协会-龙头企业相联动的机制，促进各种运输方式和企业之间的公平竞争和发展。
（2）
加强水果冷链供应链基础设施建设
冷链物流水平是农业现代化的重要标志，是现代农业综合效益最大化的有效载体。大数据的应用也是建立在完备的供应链基础之上的，因此，加快冷链供应链基础设施建设是当务之急。
一方面，加快冷库的建设，尤其是西部、偏远山区和贫困区域。在这方面，政府可提供一定的财政和技术支持，可通过设立农村物流发展专项资金，并引导社会资本投入到农村冷链物流领域，适度扩大对农村物流用地、用电等政策的支持力度。
另一方面，加大对铁路、公路、航运等冷链运输设施和冷藏车、冷藏箱等冷链设备的投入，确保冷链运输的可能性。
（3）
做好大数据收集工作
完备的数据存储是进行利用高新技术的前提，也是建立水果质量可追溯体系的必然要求。因此，必须积极做好水果从生产、包装、仓储、运输到销售等环节的数据搜集工作，构成果品的生产、仓储、销售、流通和服务的一个全生命周期管理。
（4）
培养和引进高科技人才
人才是农业现代化的重要基础，为乡村振兴提供内在动力。由于大数据本身有较高的科技水平和技术含量，对人才的要求也相对较高，既需要掌握生产知识、物流知识，还需要具备一定的信息技术能力，因此应当加强这类复合型人才的培养。
一方面，高等教育应该注重加强水果冷链物流、农产品存储、电子商务、互联网技术等领域人才的培养，为冷链物流的现代化发展储备人力资源。
另一方面，应重视对直接参与水果冷链物流的公司职员、农民、货运司机等进行专业化技术培训，内容包括水果保鲜知识、信息技术利用、数据分析和设备维护等。同时，还可引进国外高技术人才，为大数据在我国冷链物流中的应用提供帮助，以实现资源的共享。
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物联网卡它是由运营商（中国移动、中国联通 、中国电信）提供的 4G/3G/2G 卡。硬件和外观与普通 SIM 卡相似。加载针对智能硬件和物联网设备的专业化功能，采用专用号段和，满足智能硬件和物联网行业对设备联网的管理需求，以及集团公司连锁企业的移动信息化应用需求。
物联网卡的功能有哪些呢，下面我们来看看：
物联网卡满足了用户对低功耗/长待机、深覆盖、大容量等低速率的业务要求，可应用于移动性较差的静态业务或非连续移动、实时传输数据等场景。
1、基础通信，GRPS 通信能力和短信通信能力，充分满足不同集团客户需求。
2、财务信息查询，向客户提供账户信息，提供账户欠费，流量超标等事件的提醒功能。
3、终端状态查询，向客户提供开关机信息、终端位置信息、终端 GPRS 上线、离线、IP、APN 等信息查询。4、业务统计分析
4、业务统计分析，向用户提供多维度的业务报表统计及分析等。
物联网卡为啥这么便宜呢，下面我们来具体分析下看看：
物联网卡的流量套餐包括共享流量池以及独立套餐，独立套餐又分为包月、季包、年包等等。
物联网卡中心介绍：物联网卡是独立的管理系统，与普通手机卡不一样，所以充值，叠加，看流量等 *** 作通过客户和营业厅没有办法实现的，在购买物联网卡是要么是代理商提供物联网卡管理系统或APP，或者是要考究企业的资质。
提到物联卡，那就不得不说一下流量池的问题了，目前，一般运营商在将物联卡发售给企业后，为每个企业开通一个“流量池”，流量池的大小和你拿卡的数量和单卡的每月流量成正比关系，企业所拥有的物联卡在使用过程中消耗的是“流量池”中的流量。运营商可以通过后台管理、控制，甚至定位物联卡，一旦“流量池”中的流量耗尽，而企业又没有及时续费，那么运营商就会通过后台管理使物联卡无法联网，目前因为物联网行业越来越火，很多不法代理商和企业会将流量池的卡片销售给个人使用，因为用的是流量池，然后通过扣量来实现快速降低成本，物联卡虽然便宜但很脆弱，也就是所谓的“黑卡”随时面临停机。
而且，25号过后系统结算就直接进入下个月了，值得提醒的是，25号之前一定要及时缴费，因为套餐没生效、套餐余额不足，流量用超了等这些问题都会影响卡片的使用。
总之我们在选择优惠的时候一定要注意了，别被骗了就好。
最后祝你能够生活愉快，尽情享受套餐优惠。

本专题我共整理了10篇文章，来自中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、南京农业大学、英国林肯大学、华南农业大学、江南大学、国家农业智能装备工程技术研究中心、浙江大学、中国科学院、吉林农业大学、西北农林 科技 大学、国家信息农业工程技术中心等单位。

文章包含农产品质量安全纳米传感器、太阳能杀虫灯、分簇路由算法、农田物联网混合多跳路由算法、水产养殖溶解氧传感器研制、土壤养分近场遥测方法、农机远程智能管理平台、水肥浓度智能感知与精准配比、果园多机器人通信等内容，供大家阅读、参考。

专题--农业传感器与物联网

Topic--Agricultural Sensor and Internet of Things

[1]王培龙, 唐智勇 农产品质量安全纳米传感应用研究分析与展望[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 1-10

WANG Peilong , TANG Zhiyong Application analysis and prospect of nanosensor in the quality and safety of agricultural products[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 1-10

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[2]杨星, 舒磊, 黄凯, 李凯亮, 霍志强, 王彦飞, 王心怡, 卢巧玲, 张亚成 太阳能杀虫灯物联网故障诊断特征分析及潜在挑战[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 11-27

YANG Xing, SHU Lei, HUANG Kai, LI Kailiang, HUO Zhiqiang, WANG Yanfei, WANG Xinyi, LU Qiaoling, ZHANG Yacheng Characteristics analysis and challenges for fault diagnosis in solar insecticidal lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 11-27

摘要： 太阳能杀虫灯物联网（SIL-IoTs）是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具，通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据，用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态，具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能。但随着SIL-IoTs快速发展与广泛应用，故障诊断难和维护难等矛盾日益突出。基于此，本研究首先阐述了SIL-IoTs的结构和研究现状，分析了故障诊断的重要性，指出了故障诊断是保障其可靠性的主要手段。接着介绍了目前太阳能杀虫灯节点自身存在的故障及其在无线传感网络（WSNs）中的体现，并进一步对WSNs中的故障进行分类，包括基于行为、基于时间、基于组件以及基于影响区域的故障四类。随后讨论了统计方法、概率方法、层次路由方法、机器学习方法、拓扑控制方法和移动基站方法等目前主要使用的WSNs故障诊断方法。此外，还探讨了SIL-IoTs故障诊断策略，将故障诊断从行为上分为主动型诊断与被动型诊断策略，从监测类型上分为连续诊断、定期诊断、直接诊断与间接诊断策略，从设备上分为集中式、分布式与混合式策略。在以上故障诊断方法与策略的基础上，介绍了后台数据异常、部分节点通信异常、整个网络通信异常和未诊断出异常但实际存在异常四种故障现象下适用的WSNs故障诊断调试工具，如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最后，强调了SIL-IoTs的特性对故障诊断带来的潜在挑战，包括部署环境复杂、节点任务冲突、连续性区域节点无法传输数据和多种故障诊断失效等情形，并针对这些潜在挑战指出了合理的研究方向。由于SIL-IoTs为农业物联网中典型应用，因此本研究可扩展至其它农业物联网中，并为这些农业物联网的故障诊断提供参考。

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[3]汪进鸿, 韩宇星 用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 28-47

WANG Jinhong, HAN Yuxing Cognitive radio sensor networks clustering routing algorithm for crop phenotypic information edge computing collection[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 28-47

摘要： 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。

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[4]顾浩, 王志强, 吴昊, 蒋永年, 郭亚 基于荧光法的溶解氧传感器研制及试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 48-58

GU Hao, WANG Zhiqiang, WU Hao, JIANG Yongnian, GUO Ya A fluorescence based dissolved oxygen sensor[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 48-58

摘要：溶解氧含量的测量对水产养殖具有极其重要的意义，但目前中国市面上的溶解氧传感器存在价格昂贵、不能持续在线测量及更新部件维护困难等问题，难以在水产养殖物联网中大规模推广和发挥作用。本研究基于荧光淬灭原理，利用水中溶解氧浓度与荧光信号相位差的关系进行低成本、易维护溶解氧传感器的研发。首先利用自制备溶氧敏感膜，经激发光照射后产生红色荧光，该荧光寿命可由溶解氧浓度调节；然后利用光信号敏感器件设计光电转化电路实现光信号感知；再以STM32F103微处理器作为主控芯片，编写下位机程序实现激发光脉冲产生，利用相敏检波原理以及快速傅里叶变换（FFT）计算激发光与参照光的相位差，进而转化为溶解氧浓度，实现溶解氧的测量。荧光探测部分与系统主控部分采用分离式设计思想，利用屏蔽排线直接插拔连接，便于传感器探测头的拆卸、更换、维护以及实现远距离在线测量。经测试，本溶解氧传感器的测量范围是0~20 mg/L，响应延迟小于2 s，溶氧敏感膜使用寿命约1年，可以实时不间断地对溶解氧浓度进行测量。同时，本传感器具有测量方便、制作成本低、体积小等特点，为中国水产养殖低成本溶解氧传感器的研发与市场化奠定了良好的基础。

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[5]矫雷子, 董大明, 赵贤德, 田宏武 基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 59-66

JIAO Leizi, DONG Daming, ZHAO Xiande, TIAN Hongwu Near-field telemetry detection of soil nutrient based on modulated near-infrared reflectance spectrum[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 59-66

摘要： 土壤养分作为农业生产的重要指标，含量过少会降低农作物产量，过多则会造成环境污染。因此，快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分，但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、 *** 作复杂、费时费力，不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱，提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法，可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260~1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源，通过测量8通道激光光束的土壤反射率，建立土壤养分中氮（N）关于土壤反射率的计量模型，实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中，选取54组作为训练集，20组作为预测集。基于一般线性模型，对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练，筛选显著波段后的计量模型R2达到097。基于建立的计量模型，预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到09，结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。

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[6]朱登胜, 方慧, 胡韶明, 王文权, 周延锁, 王红艳, 刘飞, 何勇 农机远程智能管理平台研发及其应用[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 67-81

ZHU Dengsheng, FANG Hui, HU Shaoming, WANG Wenquan, ZHOU Yansuo, WANG Hongyan, LIU Fei, HE Yong Development and application of an intelligent remote management platform for agricultural machinery[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 67-81

摘要： 本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题，首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则，本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下，平台部分关键技术的实现方法，包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等，并提出了以地块为核心的管理平台建设思路；同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。

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[7]金洲, 张俊卿, 郭红燕, 胡宜敏, 陈翔宇, 黄河, 王红艳 水肥浓度智能感知与精准配比系统研制与试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 82-93

JIN Zhou, ZHANG Junqing, GUO Hongyan, HU Yimin, CHEN Xiangyu, HUANG He, WANG Hongyan Development and testing of intelligent sensing and precision proportioning system of water and fertilizer concentration[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 82-93

摘要： 为解决农场当地当时的复合肥料精准化配料问题，本研究将水肥一体化智能灌溉施肥系统作为研究对象，构建了水肥浓度智能感知与精准配比系统。首先提出现场在线水肥溶液智能感知模型的快速建立方法，利用数据分析算法从传感器实时监测的一系列浓度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基于上述模型设计水肥浓度智能感知与精准配比系统的框架结构，阐述系统工作原理；并通过三种水体模拟在线配肥验证了该系统原位指导水肥浓度配比的有效性，同时评价了水体电导率对水肥配比浓度的干扰。试验结果表明，正则化条件下二阶的多项式拟合曲线是表达溶液电导率与水肥浓度的变化关系最优的模型，相关系数R2均大于0999，由此模型可得出用户关心的复合肥各指标浓度。三种水体模拟在线配肥结果表明，水体会干扰电导率导致无法准确反演水肥配比的浓度，相对偏差值超过了01。因此，本研究提出的在线水肥智能感知与精准配比系统实现了消除当地水体电导率对水肥配比准确性的干扰，通过模型计算实现复合肥精准化配比，并得出各指标浓度。该系统结构简单，配比精准，易与现有水肥一体机或者人工配肥系统结合使用，可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培和大田经济作物栽培等环境下的精准智能施肥。

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[8]孙浩然, 孙琳, 毕春光, 于合龙 基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(3): 98-107

SUN Haoran, SUN Lin, BI Chunguang, YU Helong Hybrid multi-hop routing algorithm for farmland IoT based on particle swarm and simulated annealing collaborative optimization method[J] Smart Agriculture, 2020, 2(3): 98-107

摘要： 农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题，本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法（PSMR）。首先，通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首，采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题，利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度，实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明，PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法（EMR）相比，无线传感器网络生命周期提升了57%；与贪婪外围无状态路由算法（GPSR-A）相比，在相同的网络生命周期内，第1个死亡传感器节点推迟了两轮，剩余能量标准差减少了004 J，具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗，提高了不同距离簇首的能耗均衡性能，为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础，可提高农业物联网的资源利用效率。

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[9]毛文菊, 刘恒, 王东飞, 杨福增, 刘志杰 面向果园多机器人通信的AODV路由协议改进设计与测试[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 96-108

MAO Wenju, LIU Heng, WANG Dongfei, YANG Fuzeng, LIU Zhijie Improved AODV routing protocol for multi-robot communication in orchard[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 96-108

摘要： 针对多机器人在果园中作业时的通信需求，本研究基于Wi-Fi信号在桃园内接收强度预测模型，提出了一种引入优先节点和路径信号强度阈值的改进无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV-SP）。对AODV-SP报文进行设计，并利用NS2仿真软件对比了无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV）和AODV-SP在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能。仿真试验结果表明，本研究提出的AODV-SP路由协议在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能均优于AODV协议，其中节点的移动速度为5 m/s时，AODV-SP的路由发起频率和路由开销较AODV分别降低了365%和709%，节点的移动速度为8 m/s时，AODV-SP的分组投递率提高了059%，平均端到端时延降低了1309%。为进一步验证AODV-SP协议的性能，在实验室环境中搭建了基于领航-跟随法的小型多机器人无线通信物理平台并将AODV-SP在此平台应用，并进行了静态丢包率和动态测试。测试结果表明，节点相距25 m时静态丢包率为0，距离100 m时丢包率为2101%；动态行驶时能使机器人维持链状拓扑结构。本研究可为果园多机器人在实际环境中通信系统的搭建提供参考。

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[10]黄凯, 舒磊, 李凯亮, 杨星, 朱艳, 汪小旵, 苏勤 太阳能杀虫灯物联网节点的防盗防破坏设计及展望[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 129-143

HUANG Kai, SHU Lei, LI Kailiang, YANG Xing, ZHU Yan, WANG Xiaochan, SU Qin Design and prospect for anti-theft and anti-destruction of nodes in Solar Insecticidal Lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 129-143

摘要： 太阳能杀虫灯在有效控制虫害的同时，可减少农药施药量。随着其部署数量的增加，被盗被破坏的报道也越来越多，严重影响了虫害防治效果并造成了较大的经济损失。为有效地解决太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏问题，本研究以太阳能杀虫灯物联网为应用场景，对太阳能杀虫灯硬件进行改造设计以获取更多的传感信息；提出了太阳能杀虫灯辅助设备——无人机杀虫灯，用以被盗被破坏出现后的部署、追踪和巡检等应急应用。通过上述硬件层面的改造设计和增加辅助设备，可以获取更为全面的信息以判断太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏情况。但考虑到被盗被破坏发生时间短，仅改造硬件层面还不足以实现快速准确判断。因此，本研究进一步从内部硬件、软件算法和外形结构设计三个层面，探讨了设备防盗防破坏的优化设计、设备防盗防破坏判断规则的建立、设备被盗被破坏的快速准确判断、设备被盗被破坏的应急措施、设备被盗被破坏的预测与防控，以及优化计算以降低网络数据传输负荷六个关键研究问题，并对设备防盗防破坏技术在太阳能杀虫灯物联网场景中的应用进行了展望。

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