智慧技术与物联网技术如何升级农业

2024-01-08 新闻资讯
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智慧农业是以物联网技术为支撑和手段的一种现代农业形态,它和电脑农业、精准农业和数字农业一样属于农业信息化的范畴,是现代信息技术发展到一定阶段的产物。
 目前公认的物联网定义是通过智能传感器、射频识别(RFID)、激光扫描仪、全球定位系统(GPS)、遥感等信息传感设备及系统和其他基于物-物通信模式(M2M)的短距无线自组织网络,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨大智能网络。

农业物联网体系架构


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根据物联网的技术体系架构,可将农业物联网分为 3 个层次: 信息感知层、信息传输层和信息应用层。
信息感知层由各种传感器节点组成,通过先进传感器技术,多种支持过程精细化管理的参数可通过物联网获取,如土壤肥力、作物苗情长势以及动物个体产能、健康和行为等信息。
信息传输层中,传感器通过有线或无线方式获取各类数据,并以多种通信协议,向局域网、广域网发布。
信息应用层对数据进行融合,处理后制定科学的管理决策,对农业生产过程进行控制。

农业物联网关键技术


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信息感知技术



农业信息感知技术是智慧农业的基础,作为智慧农业的神经末梢,是整个智慧农业链条上需求总量最大和最基础的环节。主要涉及农业传感器技术、RFID 技术、GPS 技术以及 RS 技术等。
农业传感器技术是农业物联网的核心,也是智慧农业的核心,农业传感器主要用于采集各个农业要素信息,包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数;畜禽养殖业中的二氧化碳、氨气和二氧化硫等有害气体含量,空气中尘埃、飞沫及气溶胶浓度,温、湿度等环境指标等参数; 水产养殖业中的溶解氧、酸碱度、氨氮、电导率和浊度等参数。

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信息传输技术



农业信息感知技术是智慧农业传输信息的必然路径,在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络 ( WSN) 是以无线通信方式形成的一个自组织多跳的网络系统,由部署在监测区域内大量的传感器节点组成,负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。在智慧农业中,ZigBee 技术是基于 IEEE802. 15. 4 标准的关于无线组网、安全和应用等方面的技术标准,被广泛应用在无线传感网络的组建中,如大田灌溉、农业资源监测、水产养殖和农产品质量追溯等。

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信息处理技术



信息处理技术是实现智慧农业的必要手段,也是智慧农业自动控制的基础,主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术。

农业物联网技术应用现状


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农业智能传感器



传感器是把被测量的信息转换为另一种易于检测和处理的量 ( 通常是电学量) 的独立器件或设备,传感器的核心部分是具有信息形式转换功能的敏感元件。在物联网中传感器的作用尤为突出,是物联网中获得信息的主要设备。物联网依靠于传感器感知到每个物体的状态、行为等数据。

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农业无线传感器网络应用



无 线 传 感 器 网 络 ( Wireless Sensor Network,WSN) 是由多个节点组成的面向任务的无线网络,是一种无基础设施的网络。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术和分布式信息处理技术等多种领域技术,能协作地进行实时监测、感知和采集节点部署区域的各种环境或监测对象的信息,并对这些数据进行处理,获得详尽而准确的信息,通过无线网络最终发送给观察者。

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智能信息处理技术应用



智能信息处理技术研究内容主要包括 4 个方面。①人工智能理论研究,即智能信息获取的形式化方法、海量信息处理的理论和方法以及机器学习与模式识别。②先进的人-机交互技术与系统,即声音、视频、图形、图像及文字处理以及虚拟现实技术与流媒体技术。③智能控制技术与系统,即给物体赋予智能,以实现人与物或物与物之间互相沟通和对话,如准确的定位和跟踪目标等。④智能信号处理,即信息特征识别和数据融合技术。
通过研究发现,目前我国已研究的农业决策模型、预测预警模型等信息处理技术,大部分还只是停留在论文和测试阶段,尚未形成真正的产品化应用软件和可共享的软件平台。农业智能决策信息处理智能化程度低、共享度差,缺乏有效的信息载体和集成应用技术,无法实现农业生产问题的实时诊断和协同决策。
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