物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。他是以感知为前提,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。

    在这背后,则是在物体上植入各种微型芯片,用这些传感器获取物理世界的各种信息,再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递,从而实现对世界的感知。

    传统农业,浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉。如今,设施农业生产基地,看到的却是另一番景象:瓜果蔬菜该不该浇水?施肥、打药,怎样保持精确的浓度?

温度、湿度、光照、二氧化碳浓度,如何实行按需供给?

    一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题,都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关,农民只需按个开关,做个选择,或是完全听“指令”,就能种好菜、养好花。

一、农业物联网的原理

    在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

步骤

(1)对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;

(2)需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;

(3)将物体的信息通过网络

二、农业物联网的具体案例

“智慧园丁” 助力 智能化农业监测

    海南藏族自治州同德县气象局在同德县黄河无公害蔬菜种植基地、县扶贫产业区蔬菜温室和县生态农业观光园温室安装“智慧园丁”设施农业监测系统,并完成调试投入使用。

    该系统采用智能传感器技术,可实现温室大棚内温度、湿度、气压、光照、二氧化碳浓度等要素的实时观测和数据采集,通过无线方式将数据上传至数据服务器。

    同时,通过微信、网站等多元化网络服务渠道向农户提供农业气象监测信息,为提高设施农业的经济效益发挥积极作用。“智慧园丁”设施农业监测系统的安装为同德县更好地开展设施农业“直通式”气象服务提供了便利。

    不仅提升了“三农”服务项目科技程度,也满足了农户的高端需求,为同德县开展农业气候资源利用和农业种植区划提供了科学决策依据和有力支撑。

高清摄像头,可以360度查看棚内的每一株作物

    智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具“智慧”。

    智慧农业起源于上世纪60年代,国外相关科学家将计算机技术应用到农业领域。上世纪80年代,我国有关专家用计算机技术模拟动植物的生长过程,用数字化进行农业生产决策。随着计算机计算能力的提升,以及相关传感器的多样化、精准化发展,智慧农业的发展也日新月异。

系统实时监控

    如今,数字农业研究所研发的相关智慧农业系统已经更新至第四代,越来越体现智能化。

    “现在我们主要是基于大数据和云计算,将模型写在云端服务器,通过云端计算结果,驱动现场的的设备。”相关专家说,省农科院已面向不同应用领域、不同作业环境与生产需求,开发了系列低成本的小型气象站、自动土壤墒情监测站、智能水肥一体化软硬件系统、南方塑料大棚自动卷膜机软硬件系统等智慧农业物联网产品。

    在位于海宁的省农科院杨渡科研创新基地,蔬果大棚里藏着各种“智慧物件”——传感器。

    “这是高清摄像头,可以360度查看棚内的每一株作物。这些分别是温湿度、光照、土壤传感器,一旦监测到作物所处环境的温湿度、土壤养分含量等不适宜作物生长后,它们可以自动进行控温、控湿等处理。比如,空气过于干燥,系统便开启空气加湿设备,光照过强而导致棚内温度过高,那么棚里安装的遮阳网会合上。”

    数字农业研究所工作人员王界梁表示,这些也都可以通过手机APP进行远程控制。“哪怕人不在大棚,也没有关系,可以通过手机实时查看和控制。”

    遇到恶劣天气,智能系统的功能便愈发突出。“比如,某些水果是冬季萌发花芽的,如果处于过低的温度环境中,花芽就会被冻死。一般低温发生在凌晨,且可能会一连很多天处于低温,如果靠人工去监测和控制的话,显然不实际。一旦有一天疏忽了,前面的努力都白费了。

    依靠精确度高的温度传感器可自动检测到温度的变化,一旦低于某个值,系统可自动启动升温设备。“温度高了降温,温度低了升温,系统都将准确无误地进行控制。”

    事实上,他们的目的就是让农民能像白领一样,在办公室里即可完成相应的农业管理。“这都有赖于不断发展的智慧农业。”

高密度养殖

    智能水产养殖设备的研发也是一项重要议题,比如“高密度循环水智能养殖系统”。

    “水产养殖工厂化,其养殖密度可提高到原来的几十倍。比如某池塘1立方米水域,原先只能养殖几公斤鱼,如今要养殖几十公斤鱼的话,对水的指标要求会很高。”徐志福说,鱼多了,溶解氧会急速下降,排泄物也会大量增加,那么不及时处理,鱼很快会死亡。

    智能化水产养殖设备的出现,将实时精确检测水的指标,一旦超过阈值,那么系统自动开启相应设备来调节水的各种指标。“比如增加水中溶解氧、调节氨氮、PH值,将排泄物抽到沼气池等,力求水产养殖实现高效、高产、环保。”

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