1、农村农业向数字化转型升级
近年来,农业数字化转型稳步推进,数字技术在农业生产经营活动的渗透率不断提升,农业数字化转型初见成效。中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书(2021)》中显示,2020年,我国农业数字经济占行业增加值比重平均值为89%,较上年提升07个百分点。广义上的农业分为种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式。前瞻初步统计2021年的农业数字经济渗透率为97%,预测2022年,农业数字经济渗透率为107%,至2027年渗透率约为168%。
总体分析来看,目前智慧农业的需求主要体现在农业的生产环节中,主要为农业种植和畜牧养殖上,农业数字经济比重由高到低依次为林、渔、农、畜,低于绝大多数服务业和工业行业,农业数字化转型仍相对滞后,但存在较大提升空间。随着农业数字化水平的提高,机器人、物联网、人工智能等先进技术被不断应用到农业生产经营的各个环节,未来智慧农业的需求将不断攀升。
从互联网普及率来看,2018年上半年至2021年上半年,农村地区互联网普及率总体呈现上升的趋势,并在2021年上半年达到了592%,较上年同期增长了69个百分点。截至2022年6月,农村地区互联网普及率为588%,较2021年12月提升12个百分点。农村互联网基础设施建设全面强化,以及数字技术在农业生产领域的广泛应用助力农村数字化转型升级,预计未来我国农村地区互联网普及率将进一步上升。
2、智慧农业智能化、数字化发展的必要性
中国是一个农业大国,发展高效、安全的现代生态农业是中国农业现代化建设的目标,然而,随着人口快速增长、耕地面积不断减小以及城镇化加速推进,农业面临的挑战日趋严峻。应用智能期数打造智慧农业,可以提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率,增强农业抗风险能力,保障国家粮食安全和生态安全,实现农业可持续发展。毫无疑问,农业智能化将成为未来农业的重要发展方向。
3、智慧农业数字化发展前景和趋势
按照国家部署,从当前到2035年是我国基本实现现代化的关键时期。加快智慧农业发展必须立足新的发展阶段,贯彻新发展理念,实现农业高质高效发展;聚焦“保障国家粮食安全、食品安全、生态安全,促进农民持续增收”的目标,针对农业“新基建”、智慧种养、智慧供应链、农业智能信息服务、智慧农业相关技术产业化等方向,按照“抓重点、补短板、强弱项”的总体思路,开展重点建设。
据《面向2035年智慧农业发展战略研究》,到2025年,我国农业数字化转型取得重要进展。种植业、畜牧业、渔业等数字化水平以及农村互联网普及率等逐步提高。具体而言,预计大田、设施、畜禽、水产生产的数字化水平分别达到25%、45%、50%、30%,生鲜农产品冷链流通率超过40%,实现质量安全追溯的农产品占比超过25%,农业数字经济占第一产业国内生产总值的比重超过15%,行政村电子商务站点覆盖率不低于85%。
注:除特别标注外,基期值均为2019年数据。
智慧农业关键技术创新研究将是未来研究核心。形成包括物联网标准、智慧硬件(传感器、农业机器人等)的统一开发技术标准,优化数据传输方式,既保证效率,又确保稳定和安全。目前研究集中在数据的采集过程,而对数据处理、挖掘研究较少,大力发展云计算、大数据技术,数据融合、数据存储、数据挖掘等数据处理方法将是研究的重点;如何实现互联网、物联网、大数据的深度融合,并在生产中开发集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖物联网一体的技术平台是推动智慧农业发展的关键。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国智慧农业发展前景预测与投资战略规划分析报告》“在我的印象里,老田非常和善亲民,爱为百姓做实事”不少村民都对他有着这样的评价。“为百姓做事儿心里高兴。”从他轻松的言语中,我们却能解读出他背后的辛苦。他是百姓心中的民心镇长,他是产业发展创新的饯行者,他是乡村振兴蓬勃的领路人。走近,我们无需打探,他就是沂源县东里镇常务副镇长——田立伟。
凝心聚力惠民生,心系百姓千万家
“老田,吃了吗?”“老田,干嘛去?”,走在村里,总能听到百姓这样叫他。不知不觉中,田立伟已然成为百姓的“家人”。“我一开始很不习惯,但渐渐地,我明白 ‘老’并不是代表年龄,而是百姓们对我的尊重和认可。”
“一心只为百姓积功德,无二意不牟私利行善事”可以很贴切的用来形容田立伟。田立伟刚上任时,就面对的东里镇遗留的难以解决的问题,由于错误地全部停收承包费以及土地分配不均,再加上人口增添,导致数口人没有收入来源。为了解决棘手的现状,田立伟创造性提出来了"承包费征收"的概念,并且将收取的费用补贴到了人口增添上,这样的举措改变了当时泥泞不堪的局势,赢得了通往百姓的心里的大路。 此外,田立伟将基础设施建设作为重中之重。 起初,驻地村除主街外都是泥土地,地面崎岖不平,下雨天时,百姓寸步难行,田立伟聆听百姓的需求,着手解决,一连两年,一年修一万多米的街道硬化,使百姓走上了平坦的大路。 这新修建的路,是通往秀美乡村的路,是通往民心的路,更是大家心心相通的路。2015年,在田立伟的带领下,东里镇积极参加了山东省财政厅的一个美丽乡村治理的项目,东里镇以文化为主,外加生态修复,借此彻底改变了当时基础设施落后的局面,实现百姓往幸福生活的大跨步,成为百姓的“贴心人”。“为百姓办实事,让百姓得到实惠,他们就不会忘记你,这也是我非常自豪的一件事。”干部有感情,百姓有真情,田立伟对村子、百姓的爱并不是单箭头的,百姓也是由衷地爱戴他。
摒弃陋习包袱轻,厚养薄葬树新风
明明的是天光,清清的是溪水。明明的是相思,清清的是缅怀。“一切为了群众”这句话在田立伟那里,虽是老生常谈,却是颠扑不破的。为促进社会主义精神文明和生态文明建设,田立伟所管理的片区,全面开展殡葬改革工程,大力弘扬时代新风。较之以往的白公事,现在的追悼会在程序上大大简化,摒弃了原来披麻戴孝、长龙泼汤的陋习,采取了佩戴白花、开追悼会的形式,回顾逝者生平,寄托亲友哀思。“如今采用大锅菜的形式,大大避免了不必要的浪费,既算好了道义账,又算好了经济账,充分引导百姓们自觉树立文明新风尚。”田立伟这样说。开展移风易俗,倡树文明新风,并不是一朝一夕的事情,进一步推进移风易俗工作咬定青山不放松,久久为功,文明新风一定会吹遍东里大地。
东里修建公墓
埋头实干谋发展,智慧赋能谱新篇
俗话说“靠山吃山,靠水吃水”,东里镇依山傍水,是林果业特色镇,但近几年,林果业生产也遇到了“瓶颈”,群众依靠林果业增收到达了一个“坡顶”。“发展是第一要务,想把振兴做好,必须有个载体,这个载体一定是群众增收,让百姓得到了实惠,群众的向心力才会增高。” 田立伟这样说。为此,东里镇各村在田立伟及各领导的带领下坚持问题导向,强化“有解”思维,以党支部领办合作社为基础,高标准定位、高水平发展,通过改造老果园、建设示范园等方式建设“智慧果园”促进林果业涅槃发展,千方百计助力农民增收。“现在采取合作社种植,通过水肥一体化自动控制、数字监控、无人机飞防打药等智能系统,把农民从繁重的农务劳动中解放出来,降低劳动成本,节约水、肥和药的开支,同时也提高了果品的质量,以能保证农民老了以后也能有稳定的收入。”目前,特色林果产业特已经成为当地乡村振兴和农业增收一个新亮点。此外,田立伟还针对镇上水资源不足问题创造性的提出了"全域水资源,统筹配给 "方案,集中实施了5000亩水肥一体化设施改造,实现了区域的设施升级。在田立伟的步步引导下,东里镇的产业振兴稳步提升。
田立伟介绍“智慧果园”
充沛地域风土情,建筑携“美”同发展
“美即是和谐,和谐即是美。”这是田立伟对美的理解。近年来,东里镇依托山水优势,大力发展民宿产业,越来越多有设计感有美感的建筑在乡村涌现。他发现,如今负责乡村民宿设计工作的,大多是学习美术而非学习建筑的学生,并且这个现象越来越普遍。虽然对美术生而言,民宿设计是普通的逆城市化打造农村景观,然而百姓却未必能够欣赏。“百姓需要引导,去填补他们审美方面的空缺,这也是学习艺术的人的责任。”田立伟这样说。东里镇在接下里会加大与美术学院的合作力度,创办多样化乡村环境建设规划方面的设计比赛,让在校大学生为美丽乡村建设出谋划策。把爱赋予房子变家庭,把真理赋予红砖变学校,把信仰赋予陋屋变圣殿,把“美”赋予乡村变未来。田立伟已经勾画好美丽的蓝图,东里的文化旅游项目在不久的将来一定会蓬勃发展!
田立伟向参观人员介绍民宿
东里镇民宿修建情况
山腰上果树硕果累累,街道上儿童欢欣鼓舞……一幅天蓝、树绿、水清、果香、民足的发展盛景正在这里逐步展现出来。想到百姓们脸上幸福知足的笑容,田立伟的嘴角也不自觉地上扬了起来。
他的付出远不能用几段文字感受,只愿你我共同展望东里镇更美丽的未来。
作为一位不辞辛劳的人民教师,可能需要进行教案编写工作,通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。那么应当如何写教案呢?下面是我收集整理的幼儿园大班教案5篇,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
幼儿园大班教案 篇1活动目标:
1、尝试用前后重叠的方法表现江南水乡民居。
2、感受用水墨画表现的江南水乡的美。
活动准备:
1、范例(单幢民居、多幢民居、江南水乡风景)各一张。
2、民居贴绒五幢、镜框 照相机、水墨画绘画用品。
活动过程:
1、给房子拍照——我们已经欣赏过江南水乡的房子,水乡的房子和我们现在住的房子有什么不一样的地方?(房子是矮矮的,屋顶是尖尖的、呈三角形——出示一幢的民居范例)——(出示五幢磁性房子)这里有五幢漂亮的民房,我们来给房子拍照片,要把这些房子全部放入照片镜框内,可以怎样放?
——请个别幼儿上来摆放房子。老师将幼儿摆放结果用照相机拍下来。
——展示我们的照片:
A、你喜欢哪一张照片,为什么?
B、为什么这幢房子不能看到全部?(前后重叠或部分重叠关系)C、你觉得还能怎么摆放也很美丽?
2、绘画重点——重叠的房子应该怎样表现——今天我们要把这些民居变成一幅美丽的水乡风景画,你认为可以添上哪些背景?
3、幼儿创作画——鼓励幼儿画出多幢房子,表现出前后重叠的房子。
——合理地添画一些水乡的背景,展现画面的美。
4、分享与交流——说说我的水乡画是怎样的?有几幢房子?它们是怎样表现在画里的?
幼儿园大班教案 篇2活动目标:
1、学画几种不同造型的花灯,色彩要漂亮。
2、学画提灯和看灯的小朋友。
3、再次回忆和体味元宵节的欢乐气氛。
活动准备:
花灯范画若干
活动过程:
1、引出内容:
我们中国有个节日,每到这一天,家家户户都要吃汤团,你们知道这是什么节日吗?你是怎么过元宵节的?最难忘的是什么?
2、出示各种范例(圆灯笼、长方形灯笼、熊猫灯笼、鱼灯笼等),引起幼儿兴趣。
引导幼儿观察各种花灯的外形结构,说说自己最喜欢的花灯。
3、讲解示范:
示范灯笼的画法及看灯人的画法。
4、幼儿练习:
提醒幼儿画抬头看灯的小朋友时,先画圆圆的头,把头发画在下面,嘴巴画在上面,眼睛放中间,头就抬起来了;要求幼儿涂上漂亮的色彩;引导动作快的幼儿大胆添画(礼花等)
5、结束:把幼儿作品展示主题墙上,开个热热闹闹的元宵灯会
幼儿园大班教案 篇3活动设计背景:
本班的孩子都是村上的,而且还是个混合班,但还是对青蛙也都有一定的认知,特别是在模仿青蛙声音的时候,可以做到惟妙惟肖,在数学这一领域,却是个很大的弱点。因此,为了激发她们学习数学的兴趣,把孩子们感兴趣的实物结合数学知识一起学习,能达到不一样的效果。
活动目标:
1、学习6以内的加法。
2、能惟妙惟肖的把青蛙的声音给表现出来。
3、学习用顿音和停顿表现歌曲,感受歌曲的欢快、诙谐。
4、培养幼儿的观察力、判断力及动手 *** 作能力。
5、培养幼儿的尝试精神,发展幼儿思维的敏捷性、逻辑性。
教学重点、难点:
1、学习6以内的加法
2、学习用顿音和停顿表现歌曲,感受歌曲的欢快、诙谐
活动准备:
1、录音磁带《青蛙笑》,幼儿用书《美好的乡村》
2、教师自制大图(池塘中有几片荷叶和荷花)
3、折纸青蛙6个(其中有一只大一些,做青蛙妈妈)
活动过程:
一、说一说
师:小朋友们,看一下,老师手中的朋友是谁呀
生:青蛙
师:对了,是青蛙,那你们知道青蛙生活在哪里吗它平时吃什么谁可以模仿一下青蛙的叫声
生:青蛙是害虫,生活在河里和池塘里,还有在稻田里。它的声音是呱呱呱。
师:小朋友们真棒,把青蛙的声音模仿的真像,老师现在带着大家一起去池塘边看看,看一下池塘里有多少是青蛙看谁的眼睛最仔细观察了。
二、看看说说
1、教师出示大图,通过摆放青蛙表现出一个算式情境。先将这个情镜描述一下,然后口述算式,得出一个数。如:五只青蛙在荷叶上,“扑通”又有一只青蛙跳上荷叶,现在有几只在荷叶上为5+1=6
2、教师在大图上摆放青蛙,幼儿根据教师摆放的'情境进行口算。
3、请个别幼儿尝试在大图上摆放青蛙,并请其他同学来进行口算
4、幼儿完成幼儿用书《青蛙有多少》的练习,并进一步学习6以内的加法练习
三、学唱歌曲《青蛙笑》
1、教师播放录音磁带《青蛙笑》的第一段,幼儿一边翻看幼儿用书 《青蛙笑》,一边欣赏
2、学唱歌曲,注意唱出歌曲中的顿音和停顿的地方(要求唱出欢快、诙谐的感觉)
3、教师和幼儿进行情境式的表演(教师扮演青蛙妈妈,幼儿扮演青蛙宝宝)
4、结束课堂
教学反思:
在教学《青蛙》这一活动时,先引导幼儿回想起青蛙的特征,并了解青蛙的生活常态和模仿青蛙的声音,让幼儿学会青蛙的基本知识,并在模仿中激发她们的学习兴趣,为下一环节打下一个基础,通过看大图,贴一贴,创设情景,极大地提高了幼儿的学习积极性,激发了他们的学习兴趣,引导学生并学会描述这个情景,再刚开始的时候,只有几个能力比较强的孩子会,经过几次的练习和幼儿自己在大图上摆放和编题,带动了很多幼儿也学会编题和列示,特别是在幼儿用书上的练习,除了几个年龄相差太大的跟不上,基本上都完成的比较好,根据课堂反馈信息来看,幼儿知识掌握的都比较好,由此可见,数学课堂上引导幼儿多运用幼儿动手、动口、动脑,多种感官参与学习活动创设最佳情景,激发幼儿的学习兴趣,调动学生积极性,最大限度地发挥学生身心潜能,省时高效地完成学习任务,是幼儿学好数学的重要途径。另外,在课堂教学的各个环节中,如果将生活实际加进去,合理地运用动手、动口、动脑 *** 作,可以帮助幼儿理解抽象的数学知识,把幼儿难于理解的数学知识具体化,进而大大提高他们的学习兴趣,发展幼儿的数学素质和能力。
幼儿园大班教案 篇4教学目标:
1、使学生知道用数的组成计算8的减法;
2、使学生掌握看图列减法算式;
3、使学生体会数学来源于生活,激发学生热爱生活,热爱数学,感受数学与生活的联系。
4、通过各种感官训练培养幼儿对计算的兴致及思维的准确性、敏捷性。
5、培养幼儿边 *** 作边讲述的习惯。
教学重难点:
正确计算8减几
教具准备:
多媒体课件,教具
教学过程:
一、组织教学
二、谈话导入
师:小朋友们,你们喜欢看动画片吗,喜欢动画片中的巧虎吗(喜欢)
师:今天巧虎来到了我们的课堂上和小朋友们一起去学数学,好不好
三、复习
首先巧虎带我们来到开心乐园里面,复习一下我们以前学习的知识。
1、开火车,算一算。
师出示数字卡片,开火车回答问题。
4+2=7-3=2+4=1+6=6-5=3+3=
2、复习8的分成
老师出示题目,让学生回答,8可以分成()和()
3、揭题:刚刚我们复习了以前学习的知识,小朋友都表现的非常棒,下面我们一起来到聪明乐园里学习新的知识,好不好?那么,今天巧虎和小朋友们一起学习什么呢?出示课题:8减几。学生齐读课题。
四、探索新知
1、吹气球
师:看,这是什么?有几个气球?我们一起来数一数
生:8个气球
电脑出示动画:气球正慢慢的飘动起来
师:哎呀!气球怎么飞走了,飞走了几个气球?还剩下几个?你能完整地说吗?
生(尝试说):原来有8个气球,飞走了1个,还剩下7个
生(边 *** 作边说)
师:气球飞起来我们用虚线框起来,用什么方法计算呢?(减法)应该怎么列式呢主要强调看见虚线就是用减法。
生(尝试说):8-1=7
师:算式中8,1,7表示什么呢?请学生回答
如果老师把右边的七个气球用虚线框起来,表示七个气球飞走了,我们用什么方法,怎么列式呢?学生尝试回答,然后列式:8-7=1
师:算式中8,7,1表示什么呢?请学生回答。
2、吃糖果
师:巧虎还给我们带来了什么?
生:糖果
师:图上有几个糖果呢?
生:8个
师:看一看吃掉了几个?还剩下几个?算式应该怎么列呢?
师:我们用虚线把两个糖果框起来,表示吃掉了,用什么方法计算?应该怎么列式呢主要强调看见虚线就是用减法。
生(尝试说):8-2=6
师:算式中8,2,6表示什么呢?请学生回答
老师把这里的6个糖果用虚线框起来,现在吃掉了几个糖果?我们用什么方法,怎么列式呢?学生尝试回答,然后列式:8-6=2
师:算式中8,6,2表示什么呢?请学生回答
3智慧果园
巧虎带小朋友们来到了智慧果园,果园里有哪些水果呢?有草莓,有葡萄,师在黑板上出示磁性教具草莓、葡萄
(1)师让学生数一数黑板上有几个草莓
(2)现在师拿走一个草莓,放在虚线左边,看到虚线用什么方法?怎么列式呢?。
(3)让学生回答问题:8-1=7,同时教师在黑板上板书。
同样的方法让学生列式8-7=18-2=68-6=2
五、游戏:摘苹果
下面我们轻松一下,巧虎想和小朋友玩一个摘苹果的游戏,好不好?
大家一起数一数树上一共有几个苹果,先看看老师摘了几个苹果,然后列式。请学生点击鼠标——摘苹果,提问:这位小朋友摘了几个苹果,树上还有几个?(齐数)我们把摘下的苹果用虚线框起来,谁能列出数学算式?(指名学生回答)
四、巩固新知:
师说:刚才我们学习了八减几的四个算式,你们都学会了吗下面让我们带着新学的知识来解决生活中的数学问题,好不好?
1、看图列式
课件出示各种生活中的
(1)师引导学生说一说图的意思
(2)学生列式。
(3)师评析,表扬回答问题好的学生。
师发给每个小朋友一张作业纸,师巡视指导。
(4)师让学生上台说一说图的意思
(5)让学生列式。
(6)师评析,表扬回答问题好的学生
六、小结:
今天我们和巧虎一起学习了8减几,巧虎和我们玩的真开心,每个小朋友都非常聪明。最后我们一起和巧虎说再见吧!
幼儿园大班教案 篇5一、活动目标:
1、学会讲述自己家房子的样子及周围的景物,并能运用简笔画的形式描绘出来。
2、欣赏优秀的儿童画,能用较清楚、连贯的语言描述画面中房子的景色及自己的感受。
3、能大胆想象创作新房子及周围的景物。
二、活动准备:
两张优秀的儿童画 范画一张 白纸、铅笔及蜡笔若干
三、活动过程:
1、课堂引入:
师:小朋友们每天被爸爸妈妈从幼儿园接走后都去哪啊(引导小朋友们说"回家")家在小朋友们的印象中是什么啊?(引导小朋友们说"是一幢大房子")那小朋友们的家的房子都长什么样子啊?(举手发言讲述)老师现在给每位小朋友发一张纸和一支铅笔,小朋友们把自己脑海中家里房子的样子简单的画出来,五分钟后老师看看谁画的最好哦
2、欣赏优秀儿童画作
老师手上有两张画也是关于新房子的,让我们一起来欣赏一下吧(1)出示第一幅:《蘑菇房子》
提问:这是一幢长的什么样子的房子啊?是用什么建造的啊?有什么颜色啊?里面都住了谁呀?房子周围都有什么啊?
(注:这是一幢蘑菇式样的房子 用蘑菇造的 有一扇木门 屋顶点缀着五颜六色的蘑菇点 房子周围有小草和木栅栏)(2)出示第二幅:《冬日里的房子》
提问:图画中房子是什么样子的啊?是什么季节啊?房顶上覆盖着什么啊?房子旁边的小树、小草是怎么了啊?房子前边的路是什么样子的啊?
(注:房子是红色的 有烟囱 屋顶上覆盖了雪 是冬季的房子 小树枯了 小草黄了 屋子前边有石子路)
3、图画创作:
(1)师:如果小朋友们有一幢新房子,你们想它是什么样子的呢?又想房子的周围有些什么呢?(幼儿进行自由讨论)(2)请幼儿发言说出自己心目中新房子的样子,教师出示范画(例如草地上的房子)
4、展示交流:
幼儿分组进行互相欣赏,互相提意见看法。
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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