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        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用研究

        2019-02-14 07:40:25曾曦
        農(nóng)村經(jīng)濟與科技 2019年20期
        關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)科技設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

        曾曦

        [摘 要]設(shè)施農(nóng)業(yè)是擺脫農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于外界環(huán)境和資源的依賴性的重要手段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可通過互聯(lián)網(wǎng)與感知系統(tǒng)的結(jié)合,進行物品間的信息實時共享。隨著我國工業(yè)化、城市化的進程逐步加快,環(huán)境承載壓力和自然資源的制約越來越突出,在此背景下,將設(shè)施農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理結(jié)合,可以極大地降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、提高作物產(chǎn)量與資源利用率,為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定保障。

        [關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)科技;物聯(lián)網(wǎng);設(shè)施農(nóng)業(yè)

        [中圖分類號]S316 [文獻標識碼]A

        農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個綜合性和復雜性的系統(tǒng),其涉及領(lǐng)域眾多,如農(nóng)學、計算機學、通信學以及電子學等,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的具體應用。在設(shè)施農(nóng)業(yè)中,可以采用各類感知技術(shù)和傳感器設(shè)備來采集生產(chǎn)過程中的農(nóng)作物生長環(huán)境等相關(guān)信息,再利用移動通信等技術(shù)進行實時傳輸與整合,最終通過自動化和遠程控制來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理的智能化、集約化、高效化。

        1 物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用優(yōu)勢

        1.1 提高農(nóng)業(yè)工作者的工作舒適度和工作效率

        通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以將種植生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的所有農(nóng)業(yè)設(shè)施的監(jiān)測信息和設(shè)備的控制信息集中起來,工作人員只通過遠程操作即可有效控制與管理,極大地減輕了農(nóng)業(yè)工作者的工作負擔,提高了工作效率。

        1.2 提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)

        利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可對作物的生長環(huán)境進行全過程的實時監(jiān)測,以此保證作物生長在一個良好安全的環(huán)境之中。該技術(shù)的應用一定程度上減少了病蟲害的發(fā)生與化學農(nóng)藥的使用,提高了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量,從源頭上增加了此類農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭能力。

        1.3 節(jié)約自然資源

        通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),可以實現(xiàn)對于土壤水分、土壤肥力及酸堿度等參數(shù)的精確控制,再加上噴灌、滴灌這類灌溉措施,極大程度提高了自然資源的利用效率,降低了傳統(tǒng)人工操作的成本。

        1.4 有利農(nóng)產(chǎn)品安全溯源

        在農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)期間,可通過傳感器、監(jiān)測設(shè)備等設(shè)備自動錄入作物各階段的生長狀態(tài)、人員種植操作等信息,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的實時監(jiān)測和管理。與此同時,也可利用射頻識別技術(shù)對供應鏈的每一個節(jié)點進行有效的標識,從而對供應鏈中食品原料、加工、包裝、貯藏、運輸、銷售等環(huán)節(jié)進行示蹤與追溯,及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,并進行妥善處理。

        2 物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用現(xiàn)狀

        2.1 大棚溫控中的應用

        在設(shè)施大棚中,通過溫度、濕度、日照數(shù)、風速等多種無線傳感器,可對其中農(nóng)作物的生長環(huán)境參數(shù)進行實時采集與分析,實行全過程數(shù)據(jù)化管理。再依照數(shù)據(jù)分析結(jié)果,智能化地開啟或者關(guān)閉特定系統(tǒng)。

        2.2 智能灌溉系統(tǒng)中的應用

        在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)民多是“憑經(jīng)驗”進行灌溉,缺乏標準的指導,因此常導致灌溉量與實際需水量相比,較多或者較少,阻礙了作物的正常生長。隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展,生產(chǎn)上可以通過土壤溫濕度和土壤pH等傳感器的綜合利用,結(jié)合該農(nóng)作物生長過程中的需水量和土壤酸堿性喜好等特點進行精準灌溉,既實現(xiàn)了農(nóng)作物的適時適量灌溉,又節(jié)約了水資源,達到節(jié)約增產(chǎn)的目的。

        2.3 蟲害監(jiān)測控制中的應用

        對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中蟲害的監(jiān)測與控制問題,可采用多種害蟲監(jiān)測傳感器來解決。在生產(chǎn)中,可依據(jù)對害蟲群密度發(fā)熱獲取,結(jié)合傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù),采用計算機視覺技術(shù)、聲音信號技術(shù)、傳感器技術(shù)、雷達技術(shù)、遙感技術(shù)等,對不同種類的害蟲進行自動監(jiān)測和計數(shù)。

        2.4 設(shè)施養(yǎng)殖中的應用

        在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,可采用智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要利用一系列傳感器對水體溫度、pH、溶解氧、鹽度、濁度、氨氮含量等對水產(chǎn)品生長有重大影響的水質(zhì)及環(huán)境參數(shù)進行實時采集和監(jiān)測。再根據(jù)收集到的不同的數(shù)據(jù)情況,智能化地控制、操作設(shè)備,使其形成一個科學且適宜的養(yǎng)殖環(huán)境。其中pH值、溫度、溶解氧以及水位等環(huán)境參數(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測中使用最為廣泛,監(jiān)測效果較好,精確度較高。

        在禽畜養(yǎng)殖方面,可通過各類傳感器對家禽家畜的養(yǎng)殖環(huán)境、行為特征以及生長健康狀況進行實時監(jiān)測,以精細養(yǎng)殖為目標,最終實現(xiàn)養(yǎng)殖的智能生產(chǎn)和自動化管控。目前,針對家畜養(yǎng)殖有較多的開發(fā)與研究,王冉等人設(shè)計開發(fā)了一套可對畜禽舍環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測,并根據(jù)其設(shè)定的指標來智能化控制畜禽舍中相關(guān)設(shè)備的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。林惠強等人針對目前各飼養(yǎng)場無法實時獲取動物行為特征和健康狀況的情況,提出了一種利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送動物信息的方法,解決了無法實時傳輸飼養(yǎng)動物生理特征信息的問題。

        3 物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用瓶頸

        3.1 設(shè)備成本過高

        信息技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)的應用前景雖然十分廣闊,但是其建設(shè)投入巨大,維持成本較高,回報期長。高昂的建設(shè)費用限制了其在農(nóng)業(yè)中的應用與發(fā)展。因此,要達到信息化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)目標,還需要各組織機構(gòu)加大相關(guān)設(shè)備的研發(fā)力度,提高整體性能,降低設(shè)備成本,同時也需要國家出臺更多惠民政策對建設(shè)現(xiàn)代信息化農(nóng)業(yè)進行補貼。

        3.2 缺乏技術(shù)標準化體系的構(gòu)建

        我國目前尚未出現(xiàn)公認的、合理的、權(quán)威的技術(shù)標準化體系。如,設(shè)施種植的同一作物,在不同的生長發(fā)育時期,對環(huán)境條件的要求也不同。針對這些不同植物或同一植物的不同生長發(fā)育階段,具體所需的水、肥、光、熱等需求參數(shù),應有一套標準化的操作體系。

        3.3 應用設(shè)備開發(fā)不足

        在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用中,傳感器是核心。但是目前我國的農(nóng)用傳感器功能單一,特色性低,準確性不高,市場份額占有率低,大部分依賴進口。而且,目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用在數(shù)據(jù)監(jiān)測上的較多,而用于智能控制上的產(chǎn)品寥寥無幾,其中主要原因就是因為缺少相關(guān)的軟件產(chǎn)品研究與開發(fā)。

        3.4 盈利模式尚不明確,投資風險較大

        當前,我國的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用較少,缺乏一套清晰的可行性方案。因此,仍需要各組織及科研機構(gòu)去深入探索和研究農(nóng)業(yè)信息化的應用模式,加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用基地的建設(shè),擴大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用規(guī)模和范圍,以及建立一個合理的且具有活力的互利互惠機制,減小投資風險。

        3.5 農(nóng)業(yè)從業(yè)者的文化素質(zhì)不高

        現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)從業(yè)者的文化素質(zhì)普遍偏低,接受新鮮事物的能力和學習能力相對較弱,但物聯(lián)網(wǎng)這項技術(shù)對從業(yè)者的專業(yè)能力和知識水平要求較高,既要求掌握農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識,又要求對信息技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)有所涉獵。因此,在實際的農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,達到標準要求的企業(yè)及組織較少,致使目前物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的推廣應用不足,嚴重制約了農(nóng)業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

        4 展望

        隨著我國信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,未來物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應用將會越來越廣泛。但就目前情況來說,物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用仍停留在初級階段,存在著關(guān)鍵技術(shù)不先進,應用集成體系不成熟、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用標準不完善,以及專業(yè)技術(shù)與人才的匱乏等一系列問題。這些問題仍需要我們不斷地去探索和研究,相信通過政府的合理引導,相關(guān)研究機構(gòu)的開發(fā)創(chuàng)新,媒體的宣傳科普,我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)必將擁有一片光明前景,農(nóng)業(yè)全智能化指日可期。

        [參考文獻]

        [1] 李可.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理中的應用[J].農(nóng)業(yè)工程,2018(11).

        [2] 程雪,周修理,李艷軍.射頻識別(RFID)技術(shù)在動物食品溯源中的應用[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2008(10).

        [3] 徐建鵬,周鹿揚,張淑靜.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應用[J].寧夏農(nóng)林科技,2012(02).

        [4] 李慧,劉星橋,李景,等.基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2013(13).

        [5] 王冉,徐本崇,魏瑞成,等.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的畜禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報,2010(03).

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        [7] 鞏文睿,金萍,鐘啟文.設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].農(nóng)業(yè)科技管理,2017(04).

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