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物联网技术在设施农业中的应用及其研究方向

时间:2015-07-14 09:14 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:lunwenbuluo 点击次数:

    摘要:初步探讨了目前制约我国农业物联网向纵深发展的主要瓶颈问题,提出缺乏应用研究是关键因素。设施农业物联网应用研究要结合生产实际和未来发展趋势,重点在5个方面,包括数据的积累与分析、研究适宜的应用模式、开发适用的傻瓜化的物联网管理系统、研究制订农业物联网应用标准、加强作物生理生态信息的监测与研究。

  关键词:温室;设施农业;物联网;应用研究

  农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。它利用各类感知设备,采集农业生产、农产品流通以及动植物本体的相关信息,通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输,最后通过智能化操作终端,实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务[1]。

  近年来,随着物联网技术的不断发展,其应用已经涉及水产养殖与畜牧业、种植业、农产品加工、运输与流通等农业领域。由于设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产,更有利于物联网技术助力设施农业实现精准高效,因此设施农业物联网技术的推广应用成效最为显著,前景十分广阔。

  1物联网技术应用于设施农业的历史及现状

  发达国家设施农业物联网发展较快,20世纪后期就已经有基于网络化、分布式的温室环境控制系统研发的报道,这与他们先进的生产管理水平密切相关。英国研发出用于储藏室或花园温室的入侵警报系统和霜冻系统、通风加热控制系统、远程无线洒水系统等系列无线设备;日本研究开发出“OpenPlannet,OP”双向远程监控系统,利用基于以太网的嵌入式网络技术实现了温室环境和视频的实时动态监控[2]。荷兰向花卉培育者提供植物生长控制系统,可以实现复杂环境下温室植物的个性化追踪管理。在美国,20%的精细农业都应用感知技术,在农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施中发挥了关键作用。美国加州研发出的“草莓培育物联网系统”能够实时监测植物的生长状况,根据土壤和环境空气的动态变化,自动启动施肥浇水或温度调节等智能设施。近年来,随着一些发达国家大面积推广精细化、自动化的农业生产技术,对农作物的生长环境进行监测,并针对作物生长需要进行生长环境、农业机械的自动控制,使得物联网技术可以无缝接入,应用环境较为完善[3]。著名的系统有英国开发的农业管理与决策选择系统、美国的作物决策管理系统等[1]。有此作保证才能真正实现农业生产管理的智能决策与控制。这其中,欧美发达国家尤其值得我们学习的是农业知识处理与应用系统开发方面,他们通过集成大量知识和农业生产流通第一线数据,来为品种选择、土壤营养诊断、水肥管理、病虫害诊断、农产品加工、流通等农业生产全过程提供信息化服务。

  我国物联网的研究几乎与国外发达国家同步进行,在农业上的研究应用领域也较为广泛。2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,包括北京市设施农业在内的三大国家级物联网应用示范工程开始启动,2013年,上海、天津、安徽3个省市被农业部列为农业物联网区域试点[4],我国农业物联网发展驶入快车道。迄今全国已有8个省(区、市)(另外还有黑龙江、内蒙古、新疆)承担的国家物联网应用示范工程和农业物联网区域试验工程先后启动实施,并取得了阶段性成果,也带动了各地农业物联网的发展。


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