智慧農(nóng)業(yè)簡介

1、智慧農(nóng)業(yè)簡介一、意義我國是農(nóng)業(yè)大國,而非農(nóng)業(yè)強(qiáng)國.近30年來果園高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)藥化肥的大量投入,大局部化肥和水資源沒有被 有效利用而隨地棄置,導(dǎo)致大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染. 我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主,傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng) 驗(yàn)施肥灌溉,不僅浪費(fèi)大量的人力物力,也對環(huán)境保護(hù)與水 土保持構(gòu)成嚴(yán)重威脅,對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性開展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn). 本工程針對上述問題,利用實(shí)時(shí)、動態(tài)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采 集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速、多維、多尺度的果園信息實(shí)時(shí)監(jiān)測,并 在信息與種植專家知識系統(tǒng)根底上實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉、智 能施肥與智能噴藥等自動限制.突破果園信息獲取困難與智 能化程度低等技術(shù)開展瓶頸.目前,我國大多數(shù)水

2、果生產(chǎn)主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)盡心治理, 缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo).設(shè)施栽培技術(shù)的開展,對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代 化進(jìn)程具有深遠(yuǎn)的影響.設(shè)施栽培為解決我國城鄉(xiāng)居民消費(fèi) 結(jié)構(gòu)和農(nóng)民增收,為推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了重要作用,溫 室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位.要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和優(yōu)化設(shè)施生物環(huán)境限制,信息獲取手段是最重要 的關(guān)鍵技術(shù)之一.作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大根底傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度集成而形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù).網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的低 能源、低功耗的智能傳感器節(jié)點(diǎn)所組成,能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān) 測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,并對其進(jìn)行處 理,獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息,通過無

3、線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到基站 主機(jī)以及需要這些信息的用戶,同時(shí)用戶也可以將指令通過 網(wǎng)絡(luò)傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)使其執(zhí)行特定任務(wù).二、概念所謂“智慧農(nóng)業(yè)就是充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)成果,集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、音視頻技術(shù)、3S技術(shù)、 無線通信技術(shù)及專家智慧與知識,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可視化遠(yuǎn)程診 斷、遠(yuǎn)程限制、災(zāi)變預(yù)警等智能治理.智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級階段,是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、 移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體,依托部署在農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點(diǎn) 環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、 圖像等和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智 能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 提供精準(zhǔn)化種植、可

4、視化治理、智能化決策.“智慧農(nóng)業(yè)是云計(jì)算、傳感網(wǎng)、3S等多種信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中綜合、全面的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)更完備的信息化根底支撐、 更透徹的農(nóng)業(yè)信息感知、更集中的數(shù)據(jù)資源、更廣泛的互聯(lián) 互通、更深入的智能限制、 更貼心的公眾效勞.“智慧農(nóng)業(yè) 與現(xiàn)代生物技術(shù)、種植技術(shù)等咼新技術(shù)融合于一體,對建設(shè) 世界水平農(nóng)業(yè)具有重要意義.三、技術(shù)特點(diǎn)智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,主要有監(jiān)控功能系統(tǒng)、監(jiān)測功能系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能.1 監(jiān)控功能系統(tǒng)：根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物生長環(huán)境 信息,如監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、 光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù).其它參數(shù)也可以選配,如 土壤中的PH值、

5、電導(dǎo)率等等.信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳 感會聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)治理,實(shí)現(xiàn)所有 基地測試點(diǎn)信息的獲取、治理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀 的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據(jù)以上各類信息的反 饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進(jìn) 行液體肥料施肥、自動噴藥等自動限制.2 監(jiān)測功能系統(tǒng)：在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動信息檢測與 限制,通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn),太陽能供電系統(tǒng)、信息采集 和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸系統(tǒng),每個基點(diǎn)配置無 線傳感節(jié)點(diǎn),每個無線智能限制系統(tǒng)傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測土壤水 分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分 含量等參數(shù).根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)

6、警信息和 短信報(bào)警信息.3實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的根本概 念是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān) 系網(wǎng)絡(luò),通過多維信息與多層次處理實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的最正確生長 環(huán)境調(diào)理及施肥治理.但是作為治理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言, 僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營造作物最正確生長條件. 視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達(dá) 方式.比方：哪塊地缺水了,在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能 看到水分?jǐn)?shù)據(jù)偏低.應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地 僅僅根據(jù)這一個數(shù)據(jù)來作決策.由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻 性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端,而很難從單純的技 術(shù)手段上進(jìn)行突破.視頻監(jiān)控的引用,直觀地反

7、映了農(nóng)作物 生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài),引入視頻圖像與圖像處理,既可直觀反映 一些作物的生長長勢,也可以側(cè)面反映出作物生長的整體狀 態(tài)及營養(yǎng)水平.可以從整體上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決 策理論依據(jù).四、應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控：通過布設(shè)于農(nóng)田、溫室、園林等目 標(biāo)區(qū)域的大量傳感節(jié)點(diǎn),實(shí)時(shí)地收集溫度、濕度、光照、氣 體濃度以及土壤水分、電導(dǎo)率等信息并匯總到中控系統(tǒng).農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)人員可通過監(jiān)測數(shù)據(jù)對環(huán)境進(jìn)行分析,從而有針對性 地投放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,并根據(jù)需要調(diào)動各種執(zhí)行設(shè)備,進(jìn)行 調(diào)溫、調(diào)光、換氣等動作,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生長環(huán)境的智能限制食品平安：利用技術(shù),建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng),通過對農(nóng)產(chǎn) 品的高效可靠識別和對生產(chǎn)、加工環(huán)

8、境的監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品 追蹤、清查功能,進(jìn)行有效的全程質(zhì)量監(jiān)控,保證農(nóng)產(chǎn)品安 全.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn) 全過程嚴(yán)格限制,使用戶可以迅速了解食品的生產(chǎn)環(huán)境和過 程,從而為食品供給鏈提供完全透明的展現(xiàn),保證向社會提 供優(yōu)質(zhì)的放心食品,增強(qiáng)用戶對食品平安程度的信心,并且 保證合法經(jīng)營者的利益,提升可溯源農(nóng)產(chǎn)品的品牌效應(yīng).五、作用“智慧農(nóng)業(yè)能夠有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境.將農(nóng)田、畜牧養(yǎng)殖場、水產(chǎn)養(yǎng)殖基地等生產(chǎn)單位和周邊的生態(tài)環(huán)境視為整 體,并通過對其物質(zhì)交換和能量循環(huán)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)、精密運(yùn) 算,保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境在可承受范圍內(nèi),如定量施肥 不會造成土壤板結(jié),經(jīng)處理排放的畜禽糞便不

9、會造成水和大 氣污染,反而能培肥地力等.“智慧農(nóng)業(yè)能夠顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率.基于精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù) 進(jìn)行多層次分析,并將分析指令與各種限制設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動完 成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、治理.這種智能機(jī)械代替人的農(nóng)業(yè)勞作,不僅 解決了農(nóng)業(yè)勞動力日益緊缺的問題,而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高 度規(guī)?；?、集約化、工廠化,提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然環(huán)境風(fēng) 險(xiǎn)的應(yīng)對水平,使弱勢的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)成為具有高效率的現(xiàn)代產(chǎn) 業(yè).“智慧農(nóng)業(yè)能夠徹底轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、消費(fèi)者觀念和組 織體系結(jié)構(gòu).完善的農(nóng)業(yè)科技和電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)效勞體系,使 農(nóng)業(yè)相關(guān)人員足不出戶就能夠遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)知識,獲取各種 科技和農(nóng)產(chǎn)品供求信息；專家系統(tǒng)和信息化終端成為農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)者的大腦,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營,改變了單純依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的模式,徹底轉(zhuǎn)變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者對傳 統(tǒng)農(nóng)業(yè)落后、科技含量低的觀念.另外,智慧農(nóng)業(yè)階段,農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模越來越大,生產(chǎn)效益越來越高,迫使小農(nóng)生 產(chǎn)被市場淘汰,必將催生以大規(guī)模農(nóng)業(yè)協(xié)會