張家口市鄉(xiāng)村振興促進(jìn)中心 張秀萍
智慧農(nóng)業(yè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)科學(xué) ,它涉及多門學(xué)科 、多個(gè)領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、通信、電子等。這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用。在設(shè)施農(nóng)業(yè)中 ,我們可以利用各種設(shè)施設(shè)備,來(lái)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種信息,再利用網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)整合傳輸信息 ,最后我們就可以通過(guò)這些信息來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的管理。 設(shè)施農(nóng)業(yè)是脫離農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)分依賴外部環(huán)境和資源的情況的重要手段 。我們可以利用因特網(wǎng)的理念來(lái)實(shí)現(xiàn)物體的因特網(wǎng)技術(shù), 將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和感知設(shè)備結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的溝通與交流。 隨著中國(guó)不斷飛速地發(fā)展,向現(xiàn)代化不斷邁步 ,資源和環(huán)境的問(wèn)題不斷困擾著農(nóng)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。在當(dāng)今社會(huì)情況下,設(shè)施農(nóng)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這兩項(xiàng)技術(shù)的大范圍應(yīng)用和普及化,即可以節(jié)約人力資源 ,又可以提升農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量,為農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步提供了有力的支持。
通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,我們可以收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的所有信息。工作人員便可以通過(guò)這些信息進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,這不僅方便了管理,同時(shí)也減少了工人的工作量和人力的使用,還極大的提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作效率。
我們可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),隨時(shí)檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)變化趨勢(shì),確保農(nóng)作物時(shí)刻處于良好的狀態(tài)和環(huán)境且未發(fā)生意料外的變化。該技術(shù)大幅度的降低了可能出現(xiàn)的作物生病和蟲害以及農(nóng)藥的使用,還能提升農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)出,極大的提升了農(nóng)產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力,有利于農(nóng)產(chǎn)品的銷售。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用使得我們可以精確控制作物生長(zhǎng)的各種參數(shù),例如土壤水分 、土壤肥沃度 、pH等參數(shù)。 另外,加上噴泉、滴灌等灌溉措施,這不僅節(jié)約了水資源,還降低了人力成本。
在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中,可以在傳感器 、監(jiān)控設(shè)備等設(shè)備自動(dòng)輸入作物各階段的生長(zhǎng)狀況、人員的栽培操作步驟等信息 ,實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。同時(shí),也可以利用該項(xiàng)技術(shù)有效監(jiān)管供應(yīng)鏈的各個(gè)部分,實(shí)時(shí)追蹤供應(yīng)鏈中的每一個(gè)環(huán)節(jié) ,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在和可能存在的問(wèn)題,并將其掐滅于萌芽。
RFID技術(shù)還被稱為無(wú)線近距離識(shí)別技術(shù),它主要采用無(wú)線信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)和感知目標(biāo),并記錄數(shù)據(jù)。該技術(shù)主要適于小范圍的數(shù)據(jù)識(shí)別域傳輸。該技術(shù)主要有三個(gè)部分, 分別是軟件處理系統(tǒng) 、讀取器寫入器和應(yīng)答器。 RFID技術(shù)相較于傳統(tǒng)有許多的優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管。讀取器寫入器可以感知由檢測(cè)對(duì)象散發(fā)的信號(hào),然后使用天線將信號(hào)發(fā)射出去。軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收并存儲(chǔ)信號(hào) ,并將信號(hào)處理篩選, 最終將信息反饋給讀取器。讀取器接收頻率信號(hào),進(jìn)行對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)解析,實(shí)現(xiàn)信息控制。
該技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)處理單元組件、傳感器和通信組件的傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)在工作過(guò)程中會(huì)隨機(jī)的分布在不同的地方進(jìn)行傳輸和采集信息,不同的點(diǎn)相互連接,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。傳感器中擁有大量的節(jié)點(diǎn),且分布隨機(jī),密集,這些節(jié)點(diǎn)有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。而且為了保證傳感器能夠正常工作,節(jié)點(diǎn)具備一定的能量?jī)?chǔ)存功能。傳感器在物體的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中起著重要的作用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中發(fā)揮了極大的作用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以監(jiān)控農(nóng)業(yè)的生長(zhǎng)情況和環(huán)境條件, 并構(gòu)建信息交流網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息的互通與交流。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有幾個(gè)方面。1感知層主要是對(duì)信息的采集和應(yīng)用。2傳輸層。主要負(fù)責(zé)收集信息和傳遞信息。3應(yīng)用層。作為信息的傳遞終端,它也是處理終端。應(yīng)用層能夠分析處理信息,并得出結(jié)論,及時(shí)做出調(diào)整。
監(jiān)控系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)刻刻的監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境和作物的生長(zhǎng)趨勢(shì) ,幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題,提高作物的生產(chǎn)量。監(jiān)視系統(tǒng)需要恒定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量以便后續(xù)的操作。另外,監(jiān)視系統(tǒng)需要強(qiáng)大的防雷電,防火災(zāi)等抗自然災(zāi)害能力。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是可以實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)業(yè)環(huán)境傳感器模塊。例如,在智能作業(yè)之中,它可以監(jiān)視土壤環(huán)境的情況和大氣環(huán)境的變化。使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),具有傳輸速度高、耗能低、成本便宜等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)擁有很多節(jié)點(diǎn),其中包括調(diào)整節(jié)點(diǎn)和感測(cè)節(jié)點(diǎn)。感測(cè)節(jié)點(diǎn)將信息采集并發(fā)送至協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn),然后協(xié)調(diào)器在將采集的信息發(fā)送到上級(jí)的系統(tǒng), 通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。
無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要連接網(wǎng)絡(luò)和太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行供能,才能發(fā)揮它的價(jià)值和應(yīng)有的功能。其中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)要求高環(huán)境的適應(yīng)性,同時(shí)需要具有一定的抗?jié)B透性和抗干擾性才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代促進(jìn)了農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展做出了極為重要的貢獻(xiàn)。而智能農(nóng)業(yè)作為新型的農(nóng)業(yè)形式,它相較與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)擁有高效率、高產(chǎn)能、人工少的優(yōu)點(diǎn)。智能農(nóng)業(yè)必然是是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。要促進(jìn)農(nóng)業(yè)進(jìn)行高效可持續(xù)發(fā)展,就必須加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行科學(xué)化、經(jīng)濟(jì)化的改革,并不斷創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式 ,提高生產(chǎn)效率。
在溫室內(nèi),通過(guò)無(wú)線傳感器將溫度、濕度 、光找強(qiáng)度、風(fēng)速等各種信息實(shí)時(shí)收集、分析農(nóng)作物的成長(zhǎng)條件與需求的各種參數(shù) ,來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,農(nóng)民通常按照經(jīng)驗(yàn)灌溉,缺乏規(guī)范性的指導(dǎo)和專業(yè)的知識(shí) ,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致灌溉的水不符合農(nóng)作的需求 ,這對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育極為不利。但物聯(lián)網(wǎng)的不斷普及,現(xiàn)如今可以利用測(cè)量各種數(shù)據(jù)的傳感器,再結(jié)合作物生長(zhǎng)的特點(diǎn),既可以做到正確灌溉,又能做到適量灌溉。此外,還節(jié)約了水資源,可謂是一舉多得。
對(duì)于防治和監(jiān)測(cè)害蟲,我們同樣可以使用傳感器來(lái)解決。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中 ,根據(jù)害蟲群密度,我們可以利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對(duì)害蟲進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得有關(guān)害蟲的種類、數(shù)量 、何時(shí)到來(lái)等信息 ,以便及時(shí)的采取正確的應(yīng)對(duì)策略。
水產(chǎn)養(yǎng)殖可以采用智能監(jiān)視系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要是使用傳感器進(jìn)行收集并監(jiān)控水溫、水質(zhì)等各種參數(shù),監(jiān)控環(huán)境的變化 。 再通過(guò)得到的數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的結(jié)論,及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整養(yǎng)殖方案。再配合相應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng),我們就可以進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)殖。
在畜牧養(yǎng)殖方面, 我們也可以利用各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)家畜的成長(zhǎng)發(fā)育和相應(yīng)的環(huán)境因數(shù)、 再配合相應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化。目前,我國(guó)對(duì)畜牧業(yè)的進(jìn)行科學(xué)研究的人有很多 ,例如王冉等人設(shè)計(jì)了環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ,能夠監(jiān)測(cè)家畜生長(zhǎng)是的各種環(huán)境因數(shù),智能控制牲畜舍內(nèi)的相關(guān)設(shè)備 ;林惠美等人提出了通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸動(dòng)物信息的方法, 能夠?qū)崟r(shí)傳達(dá)動(dòng)物的生理特性。
信息技術(shù)前景十分廣闊 ,但其建設(shè)需要大量資金且回報(bào)期長(zhǎng)。由于各種各樣的原因和條件環(huán)境的制約,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難以被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)業(yè) 。因此 ,為了推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的發(fā)展和普及 ,農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和智能化的實(shí)現(xiàn) ,需要更加努力研發(fā)科技 ,推動(dòng)技術(shù)的整體進(jìn)步,降低物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及的成本。同時(shí),國(guó)家也需要推出相應(yīng)的惠民政策,鼓勵(lì)更多人投身于這項(xiàng)行業(yè),并對(duì)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行大力推廣 ,加快農(nóng)業(yè)智能化,自動(dòng)化,使智慧農(nóng)業(yè)的時(shí)代早日到來(lái)。
現(xiàn)在 ,我國(guó)還沒(méi)有被公認(rèn)的合理 、權(quán)威的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng) 。例如 ,一部分設(shè)施里栽培的農(nóng)作物,根據(jù)成長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的不同環(huán)境條件也不同。根據(jù)不同植物和不同生長(zhǎng)階段的差異,應(yīng)該對(duì)具體的水、肥料、光、熱等有不同的操作制度。
在單網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用中 ,傳感器是核心。 但是,現(xiàn)在中國(guó)的農(nóng)業(yè)傳感器功能單一,特性低,精度低,市場(chǎng)占有率低 。另外 ,農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)廣泛用于數(shù)據(jù)監(jiān)控 ,但用于智能控制的產(chǎn)品很少,主要原因是相關(guān)軟件產(chǎn)品的研發(fā)不足。
目前,我國(guó)的農(nóng)業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用上還比較少,沒(méi)有明確的可行性方案。因此,還有許多人在探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)該如何應(yīng)用 、應(yīng)用的領(lǐng)域、應(yīng)用的模式。 所以我們應(yīng)建立相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和普及化研究中心 ,并擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用范圍 ,并推出一個(gè)合理的 ,可行的,具有盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。這樣就能加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
在現(xiàn)階段 ,我國(guó)從事農(nóng)業(yè)的工作者普遍學(xué)歷較低 ,難以接受新興事物,更難以學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用這種復(fù)雜 ,高深的知識(shí)。但是,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及是勢(shì)在必行的、無(wú)法阻擋的,所以這勢(shì)必要求相關(guān)的從業(yè)人員掌握大量的相關(guān)知識(shí)并能加以利用。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及化、廣泛化、民用化的道路上,缺乏相關(guān)的有資歷 ,能符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)或組織,這就導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用難度大,推廣難,普及程度低。
隨著我國(guó)信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。 然而 ,就目的而言 ,物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。目前還存在一些問(wèn)題,如物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還不成熟,沒(méi)有先進(jìn)的建設(shè)技術(shù) ,專業(yè)技術(shù)和人才建設(shè)。 通過(guò)我們不斷地努力探索 ,我們相信 ,有政府的政策鼓勵(lì)和大力支持 、相關(guān)機(jī)構(gòu)的不斷研究和發(fā)展 、媒體的官方傳播 、農(nóng)業(yè)的信息化 、智能化的共享,在這些條件的幫助下智能農(nóng)業(yè)將有一個(gè)美好的未來(lái)。