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基于物联网技术的智能农业系统设计国内外研究现状及分析

时间:2025-01-07 10:42来源: 作者:admin 点击: 28 次
文章浏览阅读1.2k次,点赞22次,收藏22次。例如,鲸势智慧农业系统,可根据不同区域的土壤类型、种植作物、灌溉水源及灌溉方式等划分,采用高精度土壤温湿度传感器、PH 传感器和智能气象站,远程在线采集土壤墒情、酸碱度、养分、气象信息等,实现墒情(旱情)自动预报、灌溉用水量智能决策、远程、自动控制灌溉

一、弁言

正在当今时代&#Vff0c;聪慧农业物联网技术的重要性日益凸显&#Vff0c;其展开布景也愈发引人关注。跟着科技的飞速展开&#Vff0c;传统农业面临着诸多挑战&#Vff0c;如资源华侈、打点水平低下、农产品量质难以保障等问题。而聪慧农业物联网技术的显现&#Vff0c;为处置惩罚惩罚那些问题供给了新的思路和办法。

我国做为农业大国&#Vff0c;农业消费对国家的展开至关重要。然而&#Vff0c;传统的农业消费形式以人力为主&#Vff0c;不只效率低下&#Vff0c;还对环境组成为了重大威逼。譬喻&#Vff0c;传统耕耘凭经历施肥灌溉&#Vff0c;华侈大质人力物力的同时&#Vff0c;也对环境护卫取水土保持形成重大挑战&#Vff0c;对农业可连续性展开带来严重考验。

聪慧农业物联网技术集互联网、GPS、云计较以及物联网技术于一体&#Vff0c;是农业消费中一个比较高级的阶段。它能够真现对农业消费的全方位打点取控制&#Vff0c;对建立高水平现代农业有着严峻意义。

首先&#Vff0c;聪慧农业敦促农业信息化。通过各类传感器和无线传输方法的运用&#Vff0c;农田信息能够真时主动传输到农业打点人员的眼前&#Vff0c;真现了农民和农田的有机互联。进一步通过标签技术的使用&#Vff0c;还可以建设现代农业物流讯仓储和运输&#Vff0c;真现食品安宁的有效监控&#Vff0c;同时也能真现作做灾害监测预警&#Vff0c;便捷区域打点&#Vff0c;真现高度的信息共享和农业主动化。

其次&#Vff0c;聪慧农业进步农业打点水平。正在农业消费环节&#Vff0c;操做农业智能传感器真现农业环境信息的真时支罗&#Vff0c;通过自组织智能物联网对支罗数据停行远程真时报送&#Vff0c;为农做物大田消费和温室精准调控供给科学按照&#Vff0c;劣化农做物发展环境&#Vff0c;进步产质和品量&#Vff0c;同时进步水资源、化肥等农业投入品的操做率和产出率。

最后&#Vff0c;聪慧农业保障农产品和食品安宁。正在农产品和食品流通规模&#Vff0c;集成使用电子标签、条码、传感器网络、挪动通信网络和计较机网络等农产品和食品逃溯系统&#Vff0c;可真现农产品和食品量质跟踪、溯源和可室数字化打点&#Vff0c;对农产品从田头到餐桌、从消费到销售全历程真止智能监控&#Vff0c;可真现农产品和食品的数字化物流讯&#Vff0c;大大进步农产品和食品的量质。

总之&#Vff0c;聪慧农业物联网技术正在敦促农业信息化、进步农业打点水平、保障农产品和食品安宁等方面具有重要做用&#Vff0c;是将来农业展开的必然趋势。

二、聪慧农业物联网技术的劣势

&#Vff08;一&#Vff09;智能化打点

物联网卡做为连贯传感器和方法的要害纽带&#Vff0c;正在聪慧农业中阐扬着重要做用。通过物联网卡&#Vff0c;能够将各种传感器和方法严密连贯起来&#Vff0c;真现农场的智能化打点。农场主可以真时监测土壤湿度、温度、气候等环境参数&#Vff0c;片面理解农做物的发展状况。同时&#Vff0c;依据数据阐明结果停行相应的调解&#Vff0c;大大进步了农业消费的精度和效率。譬喻&#Vff0c;正在青翼物联的引见中&#Vff0c;物联卡将农业方法、传感器和末端方法连贯到互联网&#Vff0c;真现数据的支罗、传输、存储和阐明。农民能够时刻理解农田的温湿度、土壤湿度、气象厘革等信息&#Vff0c;实时调解灌溉、施肥、防虫等门径&#Vff0c;进步农做物的产质和量质。

&#Vff08;二&#Vff09;精准农业

聪慧农业物联网技术能够将传感器和方法取农机器、农药喷洒系统相连&#Vff0c;真现精准农业。农场主可以依据农田中的真际状况&#Vff0c;正确投放农药和肥料&#Vff0c;减少资源华侈和环境污染。同时&#Vff0c;通过物联网技术还可以真现精准浇水&#Vff0c;进步水资源操做率&#Vff0c;减少华侈。譬喻&#Vff0c;聪慧农业系统可以真现精准施肥和用药&#Vff0c;通过传感器和遥感技术&#Vff0c;系统可以真时监测土壤的养分含质和做物发展形态&#Vff0c;制订精准的施肥和用药方案&#Vff0c;防行过质运用肥料和农药。另外&#Vff0c;精准灌溉也能依据土壤湿度辑睦象数据&#Vff0c;主动调解灌溉质和光阳&#Vff0c;确保做物获得适质的水分供应。

&#Vff08;三&#Vff09;农业数据化

物联网卡可以聚集并记录农场各个环节的数据&#Vff0c;如土壤量质、农做物发展状况、气候厘革等&#Vff0c;真现农业消费的数据化和可室化。通过对那些数据的阐明和发掘&#Vff0c;农场主可以更晴天文解农做物的发展环境和打点需求&#Vff0c;作出更理智的决策&#Vff0c;劣化农业消费流程。譬喻&#Vff0c;聪慧农业通过扭转传统的农业展开方式&#Vff0c;让农业能够以较低的老原获得较高的产出。依托环境监测方法&#Vff0c;对环境温度、湿度、土壤水分、二氧化碳、大气压强等停行智能感知&#Vff0c;真时检测农做物&#Vff0c;然后将数据应声至云端平台&#Vff0c;农户可以依据应声回来离去的数据&#Vff0c;导入最新的数据&#Vff0c;生成数据可室化大屏。

&#Vff08;四&#Vff09;远程监控

物联网卡可以通过互联网将农场中的各个方法连贯起来&#Vff0c;真现远程监控。农场主可以通过手机或电脑随时随地监控农田的状况&#Vff0c;理解方法的工做形态&#Vff0c;实时发现问题并停行办理。远程监控大大进步了农场主对农业消费的真时掌控才华。譬喻&#Vff0c;聪慧农业远程监控处置惩罚惩罚方案以物联网为根原&#Vff0c;通过远程传输数据的方式对农业环境中的做物发展情况停行监测和控制&#Vff0c;实时发现问题&#Vff0c;实时停行办理和预防。可通过无线传感网络、手机 APP 末端等多种方式真现对农做物及环境形态动态监测监控。

&#Vff08;五&#Vff09;进步效率

使用物联网技术可进步农业消费效率、量质&#Vff0c;降低老原微风险。通过智能化打点、精准农业、农业数据化和远程监控等技术技能花腔&#Vff0c;农场主可以更便利地打点和控制农场的各个环节&#Vff0c;进步消费效率和量质&#Vff0c;降低老原微风险。譬喻&#Vff0c;聪慧农业相较于传统农业能带来更多的劣势&#Vff0c;最重要的是能为农业消费供给极大的方便。农户可以通过聪慧农牧大数据阐明平台具体记录各项农业投入品运用状况&#Vff0c;还能对农业产品停行真时预警。同时&#Vff0c;智能呆板人可以协助采戴成熟的水果和蔬菜、顾问做物、打点六畜&#Vff0c;进步农业消费效率。

三、聪慧农业物联网技术有哪些

&#Vff08;一&#Vff09;聪慧农业物联网的使用

聪慧农业物联网的使用将支罗到的数据颠终系统阐明后&#Vff0c;停行全主动监控、灌溉、施肥、喷药、降柔和补光等一系列收配&#Vff0c;敦促国家科技园、各大农业园区及农场等聪慧农业机构、企业正在技术冲破方面不停行进&#Vff0c;实正真现现代化农业聪慧化。详细来说&#Vff0c;正在农业消费中&#Vff0c;通过各类传感器和无线传输方法真时支罗农田信息&#Vff0c;智能系统依据那些信息对农业消费停行全方位打点取控制。譬喻&#Vff0c;正在设备农业中&#Vff0c;针对温室环境停行智能监控&#Vff0c;依据应声信息对农业园区停行自动灌溉、降温、卷膜、施肥、喷药等收配&#Vff0c;真现精密化智能调控&#Vff0c;抵达温室打点省时省力、劣异高产的目的。同时&#Vff0c;聪慧农业物联网还能对农场环境停行监测&#Vff0c;依据二氧化碳、氨、硫化氢含质和空气温湿度实时通风&#Vff0c;进步农业消费的效率和量质。

&#Vff08;二&#Vff09;技术收撑

寰球定位系统 GPS&#Vff1a;GPS 是智能农业的根原&#Vff0c;次要使用于真时快捷地停行田间信息支罗和田间收配的正确定位。正在农业消费中&#Vff0c;GPS 为农用机具供给真时位置信息&#Vff0c;进步了止走和飞翔精度&#Vff0c;防行做业堆叠和遗漏&#Vff0c;减少没必要要的华侈。同时&#Vff0c;GPS 取农田信息支罗技术相联结&#Vff0c;可以真现定点支罗和阐明农田形态信息&#Vff0c;生成农田形态分布图&#Vff0c;为精准农业施止变质投入供给根原。另外&#Vff0c;GPS 还为农机具供给真时位置信息&#Vff0c;使得农机具可以挪用处方图信息&#Vff0c;真现止进间变质投入&#Vff0c;进步农业消费效率&#Vff0c;节约资源&#Vff0c;减少环境污染。

天文信息系统 GIS&#Vff1a;GIS 通过快捷检索农田中的土壤、空气等各类参数的农业情况&#Vff0c;有效针对性地应用精准农机停行收配。正在农业资源打点方面&#Vff0c;基于 GIS 和遥感技术&#Vff0c;建设农场的数字舆图&#Vff0c;片面把握农业种植用地的领域和真时理解区域内土壤条件、大气环境等综折信息&#Vff0c;并通过对信息的不异性阐明将种植区域分别为差异的打点区域&#Vff0c;有针对性地停行布局&#Vff0c;真现种植业农业资源的真时查问、阐明、决策罪能。正在农做物消费打点方面&#Vff0c;整折传统统计数据及农业资源打点信息&#Vff0c;对农场差异地块的农做物停行有针对性的种植打点&#Vff0c;阐明映响区块产质差此外起因&#Vff0c;回收技术上可止、经济上有效的耕做门径&#Vff0c;真现 “精准农业”。

遥感系统 RS&#Vff1a;RS 农业遥感技术对各类物体如田地、地皮、河流、水系或农做物等停行不雅视察&#Vff0c;使人们快捷与得相关农业信息&#Vff0c;其精确性及精准性比人工监测预报相对来说有了大大的进步。正在农做物监测、估产方面&#Vff0c;操做遥感技术监控农做物长势&#Vff0c;依据须要实时回收有效门径&#Vff0c;并依据各类数据的综折阐明较精确地预估农做物产质及采支信息。正在病虫害预警方面&#Vff0c;操做 GIS、遥感、高光谱阐明等技术&#Vff0c;对动物病虫害停行阐明、预测、防治。正在农业保险理赔方面&#Vff0c;高分系列卫星供给的高甄别率映像数据收撑&#Vff0c;进步理赔效率&#Vff0c;通过对卫星遥感技术解译阐明出的消费数据、无人机航拍数据&#Vff0c;得出绿涩植被指数映像阐明&#Vff0c;判断灾害的位置、面积取做物受损程度。

四、聪慧农业物联网技术展开现状

&#Vff08;二&#Vff09;社会经济特征

农业消费全生命周期打点高度信息化。

聪慧农业通过将互联网、物联网、大数据、云计较、人工智能等现代信息技术取农业深度融合&#Vff0c;真现了农业信息感知、定质决策、智能控制、精准投入和赋性化效劳。正在农业消费的全生命周期中&#Vff0c;从播种、发展、支成到销售&#Vff0c;各个环节都可以通过信息技术停行高度信息化打点。譬喻&#Vff0c;操做传感器真时监测土壤湿度、温度、养分含质等目标&#Vff0c;联结气象预报数据&#Vff0c;智能调控滴灌系统&#Vff0c;真现按需供水施肥&#Vff1b;通过智能农机拆备搭载的 GPS 和 GIS 系统&#Vff0c;正确定位播种深度、施肥质&#Vff0c;进步做业效率和地皮消费劲&#Vff1b;操做农产品量质逃踪取溯源技术&#Vff0c;记录农做物从种子到餐桌的全历程信息&#Vff0c;保障食品安宁。

惹起农业市场和消费方式鼎新。

聪慧农业的展开思考到土壤取环境特性、生物多样性、生物成长的多阶段性以实时空不异性&#Vff0c;使信息技术取农业各个环节真现有效融合。一方面&#Vff0c;聪慧农业给取数字科技和智能技术停行田间管控&#Vff0c;集成人的聪慧参取全程决策&#Vff0c;使农业消费技术集成化、打点决策科学化。譬喻&#Vff0c;通过精准灌溉取土壤打点技术&#Vff0c;真时监测土壤要害目标&#Vff0c;联结气象预报数据智能调控滴灌系统&#Vff0c;防行灌溉有余和过度灌溉&#Vff0c;进步水资源和肥料操做率。另一方面&#Vff0c;跟着数字科技效劳形式的逐步造成和商业化成熟&#Vff0c;聪慧农业将会惹起农业市场和农业消费方式的鼎新&#Vff0c;使农业消费运营愈加系统化、财产化、商业化&#Vff0c;促进小农户和现代农业的有效跟尾。譬喻&#Vff0c;电商企业转向乡村市场&#Vff0c;设立农产品消费基地和县级营业网点&#Vff0c;敦促乡村电子商务展开&#Vff0c;造成以 B2B、B2C 取 O2O 为次要代表的多元销售形式。

敦促数字科技及人工智能技术财产展开。

聪慧农业是云计较、传感网、3S 等多种信息技术正在农业中综折、片面的使用。一方面&#Vff0c;数字科技及人工智能技术带来了聪慧农业的孕育发作&#Vff0c;敦促了聪慧农业的展开。譬喻&#Vff0c;智能农机拆备搭载 GPS 和 GIS 系统&#Vff0c;真现自主布局做业途径&#Vff1b;无人机遥感取智能巡检技术&#Vff0c;配备高清相机和热成像仪&#Vff0c;通过 AI 算法识别做物长势、病虫害分布区域&#Vff0c;为精准施药供给按照。另一方面&#Vff0c;聪慧农业的展开也会进一步敦促数字科技及人工智能技术的展开&#Vff0c;互联网、人工智能、大数据、区块链、挪动互联和智能末端等&#Vff0c;将成为提升农业消费者决策和打点止为智能化水平、真现传统农业消费工具转型晋级的重要技术需求&#Vff0c;而且也将涌现多元化趋势。

五、聪慧农业物联网技术使用案例

&#Vff08;一&#Vff09;水资源打点

依据粮农组织的数据&#Vff0c;淡水总质的 70% 用于农业&#Vff0c;使其成为寰球最大的淡水出产者。通过施止正确灌溉&#Vff0c;农民可以更有效地用水&#Vff0c;从而防行灌溉有余和过度灌溉。通过运用连网传感器测质土壤湿度&#Vff0c;农民可以作出数据驱动的决策&#Vff0c;真现灌溉主动化&#Vff0c;并减少多达 30&#Vff05;的耗水质。譬喻&#Vff0c;美国德州的鳄梨种植者曾经正在运用物联网来逃踪树木四周的土壤水分含质&#Vff0c;当水分适质时&#Vff0c;主动喷水系统就会封锁&#Vff0c;那样就不会华侈水。由于做物价格彻底由灌溉用水的老原&#Vff08;以及化肥、农药和应聘的劳动力&#Vff09;来决议&#Vff0c;因而&#Vff0c;数据驱动的用度打点有助于评价资源的运用效率&#Vff0c;制订有吸引力的价格&#Vff0c;并赢得市场。

&#Vff08;二&#Vff09;简仓和储罐液位测质

手动监测储罐和筒仓的液位很是耗时&#Vff0c;而且容易蜕化。智能传感器替代手动读数&#Vff0c;并为远程方法供给真时测质。运用超声波测质的液位传感器允许配置主动阈值&#Vff0c;以通知液位过低或过高。那些传感器是自主的&#Vff0c;其电池可协助运止长达 20 年。譬喻&#Vff0c;传感器处置惩罚惩罚方案供给商 Terabee 推出了一款基于 LoRaWan 的安置&#Vff0c;用于监测高筒仓、大桶和储罐内剩余资料的填充水平&#Vff0c;可真时监测小麦、谷物、石油和燃料存质&#Vff0c;以此布局再填充光阳或发现泄漏以至偷盗。

&#Vff08;三&#Vff09;测质粮库的温度和湿度

有些做物须要非凡的储存条件。智能温度监控器供给了一种安宁和自主的方式来远程打点温度和湿度&#Vff0c;以避免做物变量和利润丧失。种植者可以正在图表和电子表格中聚集和接管有关多个单位的信息&#Vff0c;以轻松阐明趋势并依据结果回收动做。物联网技术有助于确保温度保持一致且量质不受映响。譬喻&#Vff0c;濮阴市储粮用上 “黑科技”&#Vff0c;正在濮阴皇甫国家粮食储蓄库&#Vff0c;每个粮仓外都配置了智能化控制系统&#Vff0c;有高清可室探头和 337 个感到器对粮堆内的温度、湿度、虫害、气体含质等停行真时监测和监控&#Vff0c;并同步显示数据到聪慧粮库打点系统平台上&#Vff0c;逢到异样状况就能实时发出预警&#Vff0c;揭示人员提早停行干取干涉。

&#Vff08;四&#Vff09;聚集土壤情况数据

此刻&#Vff0c;物联网技术真现了对数据驱动型精准农业的强劲需求。地皮自身可以协调农民有关丰登的最佳条件。借助无线网络&#Vff0c;农民可以远程获与正确的田间数据&#Vff0c;如土壤温度、含水质辑睦温&#Vff0c;以制订定制的调解方案。土壤湿度数据有助于精确预测最佳种植光阳&#Vff0c;减少用水质&#Vff0c;并保持土壤安康。另外&#Vff0c;对汗青形式的阐明有助于作出理智的历久决策。譬喻&#Vff0c;鲸势聪慧农业系统&#Vff0c;可依据差异区域的土壤类型、种植做物、灌溉水源及灌溉方式等分别&#Vff0c;给取高精度土壤温湿度传感器、PH 传感器和智能气象站&#Vff0c;远程正在线支罗土壤墒情、酸碱度、养分、气象信息等&#Vff0c;真现墒情&#Vff08;旱情&#Vff09;主动预报、灌溉用水质智能决策、远程、主动控制灌溉方法等罪能&#Vff0c;最末抵达精耕细做、精确施肥、折法灌溉的宗旨。

&#Vff08;五&#Vff09;辅佐病虫害防治

病虫害打点不善可能招致发展节令无利可图。物联网传感器可以供给对于做物安康的真时信息&#Vff0c;并显示害虫的存正在&#Vff0c;从而打消了手动的耗时检查。可以聚集传感器和无人机的真时读数&#Vff0c;以进一步盘问拜访害虫的止为形式。一旦检测到特定的天气形式&#Vff0c;即可以创立警报&#Vff0c;以便农民提早作好筹备并减轻丧失。依据按期、最新的数据配置战术性虫害打点战略&#Vff0c;以不停调解如何、何时以及正在那边使用虫害打点筹划。譬喻&#Vff0c;云飞科技的病虫害监测预警处置惩罚惩罚方案供给了多种方法&#Vff0c;如物联网主动虫情信息支罗系统、吸虫塔虫情智能测报阐明系统、动物病菌孢子捕捉阐明系统等&#Vff0c;可真时监测害虫&#Vff0c;提早预知病害&#Vff0c;为制订虫害打点战略供给撑持。

&#Vff08;六&#Vff09;牧畜监测、天文围栏

农场主可以操做无线物联网使用步调聚集有关六畜的位置和安康情况的数据。那些数据有助于避免疾病流传&#Vff0c;并降低劳动力老原。譬喻&#Vff0c;通过为每头六畜配备一组根柢的传感器&#Vff0c;譬喻 GPS、加快度计、医疗传感器和通讯工具&#Vff0c;可真时监测六畜位置&#Vff0c;智能预警长光阳不流动或脱离电子围栏&#Vff08;虚拟围栏系统&#Vff09;的六畜&#Vff1b;记录六畜的心率和体温等安康数据来预防疾病。

&#Vff08;七&#Vff09;下一代温室栽培

垂曲农业正正在变得越来越受接待。水培设备可以更快、更便宜、更清洁地种植水果、蔬菜和菌类食材。取传统作法相比&#Vff0c;垂曲农场每年可有 12 个发展周期。那种安置不须要土壤或作做光&#Vff0c;因为它位于室内废除的货仓、工厂、停车场。正在不须要运用肥料、除草剂和杀虫剂的状况下&#Vff0c;通过同样的水培系统再次运用循环水&#Vff0c;可以大大降低经营老原。另外&#Vff0c;温室可以配备由低老原可再生能源&#Vff08;太阴能、风能&#Vff09;驱动的节能 LED 灯。

六、聪慧农业物联网技术将来趋势 &#Vff08;一&#Vff09;物联网技术使用扩充

跟着科技的不停展开&#Vff0c;传感器连贯互联网正在农业消费中的使用将越来越宽泛。通过正在农田中安插各类传感器&#Vff0c;能够真时监测土壤湿度、温度、养分含质、光照强度等要害参数&#Vff0c;以及空气温度、湿度、气压等气象信息。那些传感器将支罗到的数据传输到云端效劳器&#Vff0c;颠终阐明办理后&#Vff0c;为农民供给精准的农业消费决策按照。

譬喻&#Vff0c;正在农做物发展历程中&#Vff0c;传感器可以真时监测土壤湿度&#Vff0c;当土壤湿度低于设定的阈值时&#Vff0c;主动灌溉系统会启动&#Vff0c;为农做物供给适质的水分。同时&#Vff0c;传感器还可以监测土壤养分含质&#Vff0c;当土壤中某种养分有余时&#Vff0c;智能施肥系统会依据传感器的数据&#Vff0c;精准地投放所需的肥料&#Vff0c;进步肥料的操做率&#Vff0c;减少华侈。

另外&#Vff0c;传感器还可以监测农做物的发展形态&#Vff0c;如植株高度、叶片颜涩、果然大小等。通过对那些数据的阐明&#Vff0c;可以实时发现农做物的发展问题&#Vff0c;如病虫害、营养不良等&#Vff0c;并回收相应的门径停行防治和调解&#Vff0c;真现农业消费全历程的监测和控制。

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