農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上關(guān)鍵的應(yīng)用是什么

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)應(yīng)用進展

目前， 國外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及感知產(chǎn)品相對較成熟， 國內(nèi)大部分的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)信息化基地逐漸使用； 但大部分仍然處于試驗階段， 產(chǎn)品的可靠性、 穩(wěn)定性等和國外有明顯的差距。

1） 大田種植方面。

國外， Hamrita 等人 2005 年應(yīng)用 ＲFID 技術(shù)開發(fā)了土壤性質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)， 實現(xiàn)對土壤濕度、 溫度的實時檢測， 對后續(xù)植物的生長狀況進行研究； Ampatzidis 等人 2009 年將 ＲFID 應(yīng)用在果樹信息的檢測中， 實現(xiàn)對果實的生長過程及狀況進行檢測。國內(nèi)， 卜天然等人 2009 年將傳感器應(yīng)用在空氣濕度和溫度、 土壤溫度、 CO2濃度、 土壤 pH 值等檢測中， 研究其對農(nóng)作物生長的影響； 張曉東等人利用傳感器、 ＲFID、 多光譜圖像等技術(shù)， 實現(xiàn)對農(nóng)作物生長信息進行檢測； 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在新疆建立了土壤墑情和氣象信息檢測試驗， 實現(xiàn)按照土壤墑情進行自動滴灌。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國外， Parsons 等人 2005 年將電子標簽安裝在 Colorado 的羊身上， 實現(xiàn)了對羊群的高效管理； 荷蘭將其研發(fā)的 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)推廣到歐美等國家， 通過對傳感器檢測的信息進行分析與處理， 實現(xiàn)母豬養(yǎng)殖全過程的自動管理、 自動喂料和自動報警［7］。國內(nèi)， 謝琪等人設(shè)計并實現(xiàn)了基于 ＲFID 的養(yǎng)豬場管理檢測系統(tǒng)； 耿麗微等人基于 ＲFID 和傳感器設(shè)計了奶牛身份識別系統(tǒng)。

3） 農(nóng)產(chǎn)品物流方面。

國外， Spiessl － Mayr E 等人將 ＲFID 技術(shù)應(yīng)用到豬肉追溯中， 實現(xiàn)了豬肉追溯管理系統(tǒng)。國內(nèi)， 謝菊芳等人利用 ＲFID、 二維碼等技術(shù)， 構(gòu)建了豬肉追溯系統(tǒng)； 史海霞等人利用構(gòu)件技術(shù)、 ＲFID 技術(shù)等， 實現(xiàn)了柑橘追溯系統(tǒng)； 北京、 上海、 南京等地逐漸將條形碼、 ＲFID、 IC 卡等應(yīng)用到了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)中。除此之外， 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)在設(shè)施園藝、 水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面也有較多應(yīng)用。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)應(yīng)用進展

1） 大田種植方面。

國外， 美國 AS Leader 公司采用 CAN 現(xiàn)場總線控制方案； 美國 StarPal 公司生產(chǎn)的HGIS 系統(tǒng)， 能進行 GPS 位置、 土壤采樣等信息采集，并在許多系統(tǒng)設(shè)計中進行了應(yīng)用； Masayuld 等基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)， 開發(fā)了農(nóng)業(yè)和土地檢測系統(tǒng)， 實現(xiàn)對農(nóng)田信息的檢測。國內(nèi)， 何龍等人基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了杭州美人紫葡萄栽培實時檢控； 高軍等人基于 ZigBee 技術(shù)和 GPＲS 技術(shù)實現(xiàn)了節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)； 楊婷等人基于 CC2430， 設(shè)計了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的自動控制滴灌系統(tǒng)。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國外， Bishop － Hurlen GL 等人進行了耕牛自動放牧試驗， 實現(xiàn)了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的虛擬柵欄系統(tǒng)； Nagl 等人基于 GPS 傳感器設(shè)計了家養(yǎng)牲畜遠程健康監(jiān)控系統(tǒng)； Taylor 等人基于無限傳感器， 實現(xiàn)動物位置和健康信息的監(jiān)控。在國內(nèi)， 林惠強等人利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)動物生理特征信息的實時傳輸， 設(shè)計實現(xiàn)了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的動物檢測系統(tǒng)。除此之外， 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流、 設(shè)施園藝及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面也有較廣泛的應(yīng)用。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)應(yīng)用進展

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息處理是將模式識別、 復(fù)雜計算、智能處理等技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中， 以此實現(xiàn)對各類農(nóng)業(yè)信息的預(yù)測、 預(yù)警、 智能控制和智能決策等。預(yù)測是以所獲得的各類農(nóng)業(yè)信息為依據(jù)， 以數(shù)學(xué)模型為手段， 對所研究的農(nóng)業(yè)對象將來的發(fā)展進行推測和估計。

預(yù)警是在預(yù)測的基礎(chǔ)上， 結(jié)合實際， 給出判斷說明， 預(yù)報不正確的狀態(tài)及對農(nóng)業(yè)對象造成的危害， 最大程度避免或減少遭受的損失。國外， 歐美等發(fā)達國家研發(fā)了大量的預(yù)測預(yù)警模型， 開發(fā)了大量的軟件， 并進行了許多的應(yīng)用。國內(nèi)， 張克鑫等人基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對葉綠素 a 濃度進行了預(yù)測預(yù)警研究， 并在湖南鎮(zhèn)水庫中進行應(yīng)用； 李道亮等人分別基于 PSO－ LSSVＲ 和 ＲS － SVM 進行了集約化河蟹養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測模型和預(yù)警模型的研究及應(yīng)用。智能控制是通過實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)對象個體信息、 環(huán)境信息等， 根據(jù)控制模型和策略， 采用智能控制方法和手段， 對相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施進行控制。目前， 國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)信息智能控制研究較多， 如在溫室溫度和濕度智能控制、 二氧化碳濃度控制、 光源和強度控制、 水質(zhì)控制、 農(nóng)業(yè)滴灌控制和動物生長環(huán)境智能控制等方面研究和應(yīng)用較多。

智能決策是預(yù)先把專家的知識和經(jīng)驗整理成計算機表示的知識， 組成知識庫， 通過推理機來模擬專家的推理思維， 為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化的決策支持。目前， 國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)智能決策的研究主要表現(xiàn)在對農(nóng)田肥力、 品種、 灌溉、 病蟲害預(yù)防和防治、 農(nóng)作物產(chǎn)量、動物養(yǎng)殖、 動物飼料配方和設(shè)施園藝等方面。除此之外， 國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能處理、 農(nóng)業(yè)診斷推理和農(nóng)業(yè)視覺信息處理等研究也較多， 并進行了許多探索性的應(yīng)用。