农业物联网上关键的应用是什么

1 农业物联网信息感知技术应用进展

目前， 国外农业物联网信息技术及感知产品相对较成熟， 国内大部分的农业物联网信息感知产品在农业信息化基地逐渐使用； 但大部分仍然处于试验阶段， 产品的可靠性、 稳定性等和国外有明显的差距。

1） 大田种植方面。

国外， Hamrita 等人 2005 年应用 ＲFID 技术开发了土壤性质监测系统， 实现对土壤湿度、 温度的实时检测， 对后续植物的生长状况进行研究； Ampatzidis 等人 2009 年将 ＲFID 应用在果树信息的检测中， 实现对果实的生长过程及状况进行检测。国内， 卜天然等人 2009 年将传感器应用在空气湿度和温度、 土壤温度、 CO2浓度、 土壤 pH 值等检测中， 研究其对农作物生长的影响； 张晓东等人利用传感器、 ＲFID、 多光谱图像等技术， 实现对农作物生长信息进行检测； 中国农业大学在新疆建立了土壤墒情和气象信息检测试验， 实现按照土壤墒情进行自动滴灌。

2） 畜禽养殖方面。

国外， Parsons 等人 2005 年将电子标签安装在 Colorado 的羊身上， 实现了对羊群的高效管理； 荷兰将其研发的 Velos 智能化母猪管理系统推广到欧美等国家， 通过对传感器检测的信息进行分析与处理， 实现母猪养殖全过程的自动管理、 自动喂料和自动报警［7］。国内， 谢琪等人设计并实现了基于 ＲFID 的养猪场管理检测系统； 耿丽微等人基于 ＲFID 和传感器设计了奶牛身份识别系统。

3） 农产品物流方面。

国外， Spiessl － Mayr E 等人将 ＲFID 技术应用到猪肉追溯中， 实现了猪肉追溯管理系统。国内， 谢菊芳等人利用 ＲFID、 二维码等技术， 构建了猪肉追溯系统； 史海霞等人利用构件技术、 ＲFID 技术等， 实现了柑橘追溯系统； 北京、 上海、 南京等地逐渐将条形码、 ＲFID、 IC 卡等应用到了农产品质量追溯系统的设计与研发中。除此之外， 农业物联网信息感知技术在设施园艺、 水产养殖等方面也有较多应用。

2 农业物联网信息传输技术应用进展

1） 大田种植方面。

国外， 美国 AS Leader 公司采用 CAN 现场总线控制方案； 美国 StarPal 公司生产的HGIS 系统， 能进行 GPS 位置、 土壤采样等信息采集，并在许多系统设计中进行了应用； Masayuld 等基于无线传感网络， 开发了农业和土地检测系统， 实现对农田信息的检测。国内， 何龙等人基于无线传感网络，实现了杭州美人紫葡萄栽培实时检控； 高军等人基于 ZigBee 技术和 GPＲS 技术实现了节水灌溉控制系统； 杨婷等人基于 CC2430， 设计了基于无线传感网络的自动控制滴灌系统。

2） 畜禽养殖方面。

国外， Bishop － Hurlen GL 等人进行了耕牛自动放牧试验， 实现了基于无线传感器网络的虚拟栅栏系统； Nagl 等人基于 GPS 传感器设计了家养牲畜远程健康监控系统； Taylor 等人基于无限传感器， 实现动物位置和健康信息的监控。在国内， 林惠强等人利用无线传感网络实现动物生理特征信息的实时传输， 设计实现了基于无线传感网络的动物检测系统。除此之外， 农业物联网信息传输技术在农产品物流、 设施园艺及水产养殖等方面也有较广泛的应用。

3 农业物联网信息处理技术应用进展

农业物联网信息处理是将模式识别、 复杂计算、智能处理等技术应用到农业物联网中， 以此实现对各类农业信息的预测、 预警、 智能控制和智能决策等。预测是以所获得的各类农业信息为依据， 以数学模型为手段， 对所研究的农业对象将来的发展进行推测和估计。

预警是在预测的基础上， 结合实际， 给出判断说明， 预报不正确的状态及对农业对象造成的危害， 最大程度避免或减少遭受的损失。国外， 欧美等发达国家研发了大量的预测预警模型， 开发了大量的软件， 并进行了许多的应用。国内， 张克鑫等人基于BP 神经网络对叶绿素 a 浓度进行了预测预警研究， 并在湖南镇水库中进行应用； 李道亮等人分别基于 PSO－ LSSVＲ 和 ＲS － SVM 进行了集约化河蟹养殖水质预测模型和预警模型的研究及应用。智能控制是通过实时监测农业对象个体信息、 环境信息等， 根据控制模型和策略， 采用智能控制方法和手段， 对相关农业设施进行控制。目前， 国内外对农业信息智能控制研究较多， 如在温室温度和湿度智能控制、 二氧化碳浓度控制、 光源和强度控制、 水质控制、 农业滴灌控制和动物生长环境智能控制等方面研究和应用较多。

智能决策是预先把专家的知识和经验整理成计算机表示的知识， 组成知识库， 通过推理机来模拟专家的推理思维， 为农业生产提供智能化的决策支持。目前， 国内外对农业智能决策的研究主要表现在对农田肥力、 品种、 灌溉、 病虫害预防和防治、 农作物产量、动物养殖、 动物饲料配方和设施园艺等方面。除此之外， 国内外对农业物联网智能处理、 农业诊断推理和农业视觉信息处理等研究也较多， 并进行了许多探索性的应用。

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