北京ag亚游集团科技

北京ag亚游集团科技
当前位置: 主页 > 业务体系 > 解决方案 >

农业物联网信息技术整体解决方案

时间:2013-06-23 11:23来源:ag亚游集团科技 作者:admin 点击:
一、现代农业发展的趋势

       国际农业的发展经历了原始农业、传统农业和现代农业三个主要发展阶段。本世纪以来,农业的发展在取得成就的同时,带来了严重的环境问题。对此,人们提出了一系列的替代农业对策,如回归型农业、生态农业、有机农业、综合农业等发展模式。自90年代以来,随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、变量处理设备(VRT)和决策支持系统(DSS)等技术的发展,精细农业作为基于信息高科技的集约化农业问世了,并成为农业可持续发展的热门领域。精细农业的核心是指实时地获取地块中每个小区土壤、农作物的信息,诊断作物的长势和产量在空间上差异的原因,并按每一个小区做出决策,准确地在每一个小区上进行灌溉、施肥、喷药,以达到最大限度地提高水、肥和杀虫剂的利用效率,增加产量,减少环境的污染的目的。

       近几年来,美国、欧洲一些技术先进的农场在精细农业方面已经进入中等规模的实施阶段。国外精细农业的实践表明:精细农业不仅具有重要的经济效益,而且其获取的详细耕作信息有助于解决许多未知问题。精细农业的根本效益体现在降低作物的生产成本和过量施用农化产品的污染风险。“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。

       同时,为提高农业生产的效益并增强农作物的抗灾能力,设施农业 (又称工厂化农业)已成为一种新兴的农业产业。设施农业是借助温室及其配套装置来调节和控制作物生产环境条件的新农业生产方式,是农业摆脱自然制约的有效手段,是对常规农业的革命性发展,是高产、高效、优质和技术密集型的农业。近年来,国外如以色列、荷兰等国在设施农业中研究和生产方面已达到很高水平。我国近年来,塑料大棚和日光温室为主体的设施农业正迅速发展,但与国外相比,普遍存在科技含量低、劳动强度大、生产水平和效益低下。因此,迫切需要技术改进,以提高我国设施农业的整体水平。

       要实现高水平的设施农业,实现我国农业向精细化、集约化方向发展,利用科技进步,特别是重视信息技术在农业领域的应用至关重要。2009年8月7日下午,国务院总理温家宝在无锡考察时指出,物联网是新世纪影响人类发展的重要技术之一,并提出了“感知中国”的发展设想。实现物联网技术在农业领域中的应用是改善我国农业生产手段、提高农业生产效率和生产水平的有益尝试。

二、环境对作物生长的影响

       植物只有在一定的环境范围内才能够生长。环境对生长的影响是综合的,它既可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程,也可以通过影响有机物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长,还可以直接影响土温、气温,通过影响水肥的吸收和输导来影响植物的生长。

(1) 温度和湿度:作物的生长与温度和湿度有密切关系,塑料大棚的控制参数中,温度与湿度检测、控制是主要参数之一。

(2) 土壤干燥度:作物生长需要水份,在设施农业中如何灌水,做到既不影响作物生长又不浪费水资源是至关重要的问题。土壤干燥度的检测,需要用干燥度传感器。目前较广泛采用的干燥度传感器是由负压传感器与陶瓷过滤管组成的。

(3) CO2:农作物生长发育离不开光合作用,而光合作用又与CO2有关,所以控制CO2的浓度,有利于作物的生长发育。

(4) 光照度:设施农业中,采用栽培管理自动化系统其光源完全为人工光,而不用太阳光,采用光传感器来检测和控制光照强度,使作物可以得到均匀一致的光照。

(5) 土壤养分:土壤养分依赖于施肥,合理施肥不仅可以提高作物产量,而且可以避免过施肥而造成不必要的损失。土壤养分的测定包括土壤有机质、pH值、氮、磷、钾以及交换性钙和镁的检测。土壤养分测定,广泛采用离子、生物传感器。

       相关资料表明,在可自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照的温室中,每平方米温室一季可产番30kg~50kg,黄瓜40kg,相当于露地栽培产量10倍以上。其他各类作物在这种环境下的产量也将得到明显的提升。

       对于温室作物生产过程中环境条件调控的好坏直接影响着温室作物栽培的成败。因此,环境调控成为生产中的关键技术。如何科学、合理地调节温室内的温度、湿度、光照、水分、气体等生态环境因子使之能更好地促进作物的生长发育,对于温室作物生产有着重要意义。

三、物联网技术在国外精细农业中的应用

1、物联网技术应用于精细农业

       将物联网布设于农田、园林、温室等目标区域,网络节点大量实时地采集温度、湿度、光照、气体浓度等环境信息,精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息,这些信息在数据汇聚节点汇集,为精确调控提供了可靠依据。

网络对汇集的数据进行分析,帮助生产者有针对地投放农业生产资料,智能地控制温度、光照、换气等动作,从而更好地实现耕地资源的合理高效利用和农业的现代化精准管理,推进我国耕地资源的高效管理和利用、农田管理水平和农业生产效能的提升。

2、在国外的应用案例

       2002年,英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。物联网传感器节点被分布在葡萄园的每个角落,每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量,以确保葡萄可以健康生长。研究人员发现,葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析,便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。

    我国是农业大国,农作物的优质高产对国家的经济发展意义重大。在这些方面,物联网有着卓越的技术优势。它可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表检测。

四、系统技术方案

       基于物联网的精准农业监测系统可应用于葡萄园、大棚等场所,布设在葡萄园或大棚中的无线传感器节点实时采集农作物生长所需的空气温度,空气湿度,土壤温度,土壤湿度,光照强度,二氧化碳浓度等参数,并通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输,所有数据汇集到中心节点,通过一个无线网关与互联网相连,利用手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息,专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。

       同时在环境参数超标的情况下,系统可以远程对遮阳帘、风机、灌溉装置等进行控制,实现农业生产的智能化管理。
       本系统可以实现所有农作物的监控联网,农作物研究人员或农户可以根据环境状况制定合理的生产管理方案,提高农作物的产量与质量,走品牌化的发展道路,提高农作物的竞争力与生产效益。
 
       通过现代传感技术及软件信息技术对有机农作物从来源、生产、检测体系及快递物流等环节进行全过程可视数字化管理,并为消费者提供全过程可视追溯查询平台。该示范项目将利用温度、湿度、光照、化学等多种传感器对农产品(蔬菜)的生长过程进行全程监控和数据化管理,通过传感器节点实时感知生产过程中是否添加有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂等物质;结合RFID电子标签对每批种苗来源、等级、培育场地以及在培育、生产、质检、运输等过程中具体实施人员等信息进行有效、可识别的实时数据存储和管理。项目以物联网平台技术为载体,提升有机农产品的质量及安全标准,让老百姓吃上放心菜。

(责任编辑:admin)
顶一下
(13)
100%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
解决方案
推荐内容
地址:北京市 朝阳区 建国东路15号甲1号院B座1110 邮编:100024 电话:010-65751988 传真:010-65752025
Copyright © 2013 ffrui. All Rights Reserved
京ICP备13009200