随着物联网时代兴起,智能农业种植为提高人们的生活水平带来极大的便利,而传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求,种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响,下面由广州市莱安智能化系统有限公司以现代化科学种植大棚环境的控制作为例子来详细介绍一下:
现代农场与物联网两者可说是相辅相成,物联网应用于农场中,主要分为两个部分:一是用传感器经行感知,二是远程智能化控制。
农场主可以在农场的任何角落放置多参数的传感器,如土壤养分、土壤水分、空气温度、湿度、CO2、光照等传感器,每个传感器通过无线网络实时上传监测信息,让你坐在电脑前玖能了解整个农场的情况。农场主可以根据监测的信息经行及时的点对点远程大棚内的风机、天窗、遮阳布、灌溉等。
物联网在农业中的应用不仅如此,还可以应用于农产品加工和销售的整个过程,使食品安全在农产品源头得到控制,它的原理也很简单,就是农场主在农产品的种植开始就潜入EPC标签,这样在农产品的加工及成品的销售过程中,消费者就可以通过输入标签,查询农产品从原料到成品的整个过程,以及相关信息,从而可根据实时信息确定是否购买,提高了消费者的自主性,也提高了农场主的收益。
物联网技术虽然是一个新型的交叉学科,但是它的几个关键技术都比较成熟,并分别得到了广泛的应用。农业物联网技术的应用是现代农业
物联网(The Internet of Things)是通过各种信息传感设备,如传感器、RFID、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个庞大网络。
物流网不是一项全新的技术,而是在计算机、通讯技术、传感技术、网络技术以及信息处理技术发展到今天而产生的集成性创新技术。农业物联网核心是通过物联网技术实现农产品生产、加工、流通和消费等信息的获取,通过智能农业信息技术实现农业生产的基本要素与农作物栽培管理、畜禽饲养、施肥、植保及农民教育相结合,提升农业生产、管理、交易、物流等环节智能化程度。
实现生产资料生产环节智能化
利用智能传感器可实现农业生产环境信息的实时采集,组织智能物联网可以对采集数据进行远程实时报送。采用不同的传感器节点构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度、气压、光照度和CO2浓度等物理量参数,同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,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,为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据,优化农作物生长环境,不仅可获得作物生长的最佳条件,提高产量和品质,还可以提高水资源、化肥等农业投入品的利用率和产出率,从而实现生产资料生产的智能化、科学化及集约化。
实现农产品种养环节精细化
精细农业(Precision Agriculture)是利用3S,即全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)的差异对地块水平精确到平方厘米的一整套综合农业管理技术,实现农田 *** 作的自动指挥和控制。在土壤检测阶段,通过采用高精度土壤温湿度传感器,依据土壤墒情和作物用水次第施行精准灌溉,不但能有效提高农业灌溉用水使用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,并且为作物提供了更好的生长环境,充分发挥现有节水设施的作用,优化调度,提高效益,使灌溉更加简约有效;在环境监测阶段,有线或无线网络可以将温室内温度、湿度、光照度、土壤含水量等数据传递给数据处理系统,如果传感器上报的参数超标,系统将出现阈值(Threshold Value)告警,并自动控制相关设备进行智能调节。
实现农产品加工环节自动化
物联网技术将进一步渗透到农产品的深加工技术与设备中,使农产品的深加工设备朝着自动化和智能化方向发展。在品质分级阶段,计算机视觉和图像识别技术可用于农产品的品质自动识别和分级方面,如种蛋、谷粒表面裂纹检测。梨、苹果等农产品表面缺陷和损伤的检测。根据大小、形状和颜色对黄瓜、土豆、苹果、玉米和辣椒等果蔬进行自动分级,从而实现农产品加工过程的自动远程控制,实现降低成本、提高生产效率和产品品质的目标。
实现农产品流通环节信息化
在农产品运输阶段,可对运输车辆进行位置信息查询和视频监控,及时了解车厢内外的情况和调整车厢内温湿度。还可对车辆进行防盗处理,一旦发现车锁被撬或车辆出现异常,自动进行报警。在存储阶段,通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察,记录现场情况以保证粮库内的温湿度平衡,为粮食的安全运送和存储保驾护航。在农产品销售阶段,农产品可以实现网络展示于交易,瞬间完成信息流、资金流和实物流的交易,农产品电子商务已不再仅仅是产品供求交易的 *** 作平台,而是前延至产前订单,后续至流通配送等一体化的综合平台,即紧紧围绕产业链环节,在信息化管理的平台上实现信息共享、管理对接和功能配套。
实现农产品消费环节可溯化
由集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络等构建农产品和食品追溯系统,可实现农产品质量跟踪、溯源和可视数字化管理,即对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,及农产品安全信息在不同供应链主体之间进行无缝衔接,大大提高了农产品质量。消费者购物时,只需根据商家提供的EPC(产品电子代码)标签,就可以通过电脑、手机、电话及扫描查询机等各种终端设备快捷方便地查询到农产品从原料供应、生产、加工、流通到消费整个过程的信息(见图2),从而作出适当的购买决策,满足了消费者的安全权、知情权、选择权和监督权。发展的需要,也是未来农业发展的方向。物联网技术对于农业应用来说不是噱头,而是机遇。正如20世纪80年代生物技术在农业领域的应用推动了农业科技的跨越式发展一样,物联网科技的发展也必将深刻影响现代农业的未来。
物联网改变生活,特别是对传统农业,使其成为现代化农业,以发达国家美国为目标发展着。通过物联网进入农业领域前后对比,不难发现:传统农业的种植生产过程已经发生了翻天覆地的变化,由以前农民凭借自己务农的经验,以及对天气变化的掌握情况对庄家进行浇水、施肥、打药等,到现在在温室大棚里数字化的控制、浇水、施肥、打药全部机械化完成,而且还可以实时对植物进行智能分析而实时调节大棚里的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度等等,并且还可以根据需要,分片进行不同量的供给。
物联网节约了农民更多的时间。通过农业物联网,种大棚的人可以通过家里的电脑实时了解大棚内的各种影响植物生长和产量的要素的情况,比如温度、水分和二氧化碳浓度等。此外,农民可以实时把自己家大棚里的情况分享给远在千里之外的批发商,通过远程交谈,可以促成一单单生意。而农民也可以将自己大棚情况挂在农业生产企业网站上,让批发商和市民实时了解自家大棚内的生产情况。目前物联网技术已覆盖相当广,如农业和林业等。
物联网可以让农产品更符合需求。因为农民可以借助物联网来了解当前市场状态,需要什么样的农产品,哪种农产品需求量更大,进而可以进行精准种植,将来收成了也好销售,价格也高,避免了以前依靠菜农经验来盲目种菜的弊端。
物联网让农业更深入人心。因为不管是批发行还是市民,都可以通过物联网的手段来知道自己今天所买的蔬菜或者水果怎样长出来的,环境是否合乎标准,是否使用了生态肥料等。这些信息,市民都可以通过查阅标签的方式而知晓,甚至市民可以观看生态蔬菜和水果的生长基底视频等。市民还可以通过物联网来知晓自己买的蔬菜水果等运输时经历了哪些地方,运输时间多长等,当然这只是冰山一角。
以上这些都是物联网带给农业的巨大变化,这些变化包含空间和时间各个方面,极大促进了农业的飞速发展。
物联网在农业领域的应用有精耕细作、农业无人机、智能温室等。
1、精耕细作
精准农业是在饲养牲畜和种植农作物时让耕种实践更加受控和准确。在这种农场管理方法中,关键是使用IT和各种项目,例如传感器、控制系统、机器人技术、自动驾驶车辆、自动化硬件、可变速率技术等。高速互联网、移动设备以及卫星(用于图像和定位)访问是精准农业的关键技术。
2、农业无人机
技术随着时间的推移而发生了变化,而农业无人机就是一个很好的例子。如今,农业已成为整合无人机的主要产业之一。地面和空中无人机可以帮助农业实现农作物健康评估、灌溉、监测、药物喷洒、种植以及土壤分析。
3、智能温室
温室种植是一种有助于提高蔬菜、水果、农作物等产量的方法。温室通过人工干预或比例调配机制来控制环境参数。由于人工干预会导致生产损失、能源损失和浪费成本,因此可以借助物联网来改造智能温室,实现智能监视和控制气候,从而无需人工干预。
为了控制智能温室中的环境,使用了根据工厂要求测量环境参数的不同传感器。我们可以创建一个云服务器,以在使用物联网连接系统时远程访问系统。
近3年,伴随着传感器精度的提高,大数据、机器视觉、机器学习等领域的高速发展,智慧农业商业化的时间点已经来临,行业龙头和VC都在积极投资。根据中金公司智慧农业行业研究报告分析,预计到2020年,智慧农业的可及市场空间将超过800亿美元。其中以农业物联网应用的“精准农业”发展最为迅速。“精准农业”主要是指:将传感器等硬件收集到的实时农作物、土壤、牲畜数据与天气、温度,湿度等环境数据相结合,利用分析软件对数据进行处理后,向农业用户提供更好的决策建议,达到节省资源、提高产量、降低风险等一系列目的。具体应用包括精准种植、精准灌溉、精准施肥、精准农药喷洒等。该部分在智慧农业中市场规模最大、商业化最成熟,根据MarketsAndMarkets预计,到2022年精准农业可及市场空间将超过200亿美元。
可根据个人或企业的种植园区或种植基地的实际情况,选择适合园区或基地本身的农业物联网解决方案,如果只是针对生产过程,可选农业远程智能监控房方案;如果针对农产品,可选择农产品溯源,如果需要综合考虑,可选择智慧农业云平台等方案,智慧农业解决方案提供商也会到实地进行考察,给出相关的建议。
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