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农业物联网研究与应用现状及发展对策研究   (2)

时间:2016-03-08 11:37 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:葛文杰、赵春江 点击次数:


  1.3农业物联网通讯技术
  由于农业环境的复杂性,农业物联网中的信息传输不是简单的将现有的通讯技术搬来使用,要根据不同情况选择不同的通讯方式。设施农业中要考虑墙体厚度及材质对传感器节点之间信息通讯的影响;大田作物要考虑作物高度、地形地貌、田间遮挡物对通讯的影响,节点布设与节能机制研究成为重点。果园中树冠形状及与天线的相对高度对信息传输有明显的影响,2.4GHz无线信号在不同相对高度的条件下传播特性不同,有特定的信号衰减规律,郭秀明等研究建立了一个以天线高度、果树生育期、传播距离为参数的信号传输模型M。
  1.4农业物联网应用
  农业物联网应用层是指将感知输出的各种数据信息,通过数据挖掘和知识发展,建立基于业务逻辑的管理控制策略和模型,通过终端设备提供有效信息服务和对农业生产实施具体的管理控制措施,从这个意义上讲,农业物联网应用是_个闭环控制过程。农业物联网应用层的关键技术包括海量数据信息管理与挖掘技术(云计算),数据资源虚拟化与智能信息推送技术(云服务),农业物联网信息融合与优化处理技术(模型决策),农业物联网数据、服务、系统技术标准规范。由于农业具有生命特性和生态区域性特点,农业物联网应用很难用一种技术或模式解决问题,在实践上一般是面向特定应用领域(大田、设施、果园、畜禽等)的随需而变的物联网应用64。从应用模式上可以是基于网络的WEB服务应用,也可是以嵌入系统为核心的智能仪器仪表单体应用。
  近些年来,美国和欧洲的_些发达国家相继开展了农业物联网应用示范研究,实现了物联网技术在农业生产、经营、管理、服务等阶段“人-机-物”信息交互与精准农业的实践与推广,形成了一批良好的产业化应用模式,推动了相关新兴产业的发展。在我国,农业物联网的应用仍处于试验示范阶段,中国农业大学、国家农业信息化工程技术研究中心、中国农科院信息所、浙江大学等科研机构近些年开展了较多的应用研究,形成了一些典型的应用示范案例,实现了农业资源防、环境、生产过程盼、流通过程等环节信息的实时获取和数据共享,起到了一定的引领带动作用。
  当前我国农业物联网发展已初步形成以农业传感器、网络互连和智能信息处理等农业物联网共性关键技术研究为重点,以探测农业生态资源环境、感知大田、设施、果园动植物生命信息,农业机械装备作业调度和远程监控、农产品与食品质量安全可追溯、服务平台集成、标准体系制定等方面为重要应用发展领域,以农业传感器和移动信息装备制造产业、农业信息网络服务产业、农业自动识别技术与设备产业、农业精细作业机具产业、农产品物流产业等为重点战略新兴产业的格局,逐步形成了从关键技术研究、标准制定、产品研发、平台构建、应用示范为_体的发展技术路线。
  1.5农业物联网标准规范
  标准是实现物联网技术应用的关键。国际上RFID标准已经比较成熟的有ISO/IEC、EPCglobal标准,在感知设备接口方面有IEEE1451标准,在传输网络方面ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi和IEEE802通信网络标准应用广泛。除信息领域的相关技术标准外,专门面向农业应用的物联网技术标准还很少,为推进物联网农业应用,国内成立了农业物联网行业应用标准工作组和国家传感器网络标准农业应用研究项目组(WGSN-1PG3),2013年国家批准立项了14项农业物联网国家标准项目。
  2我国农业物联网应用发展存在问题
  (1)农业物联网技术应用的局限性
  我国目前农业物联网技术应用更多体现在环境信息感知、数据传输和监测环节,终端的智能控制应用环节较少,有感知无决策、有决策无控制的单环节应用比较普遍,尚未形成“感知-决策-空制”的应用“闭环”从而大大降低了农业物联网对改造传统农业的作用。
  (2)农业物联网实用技术产品缺乏
  农业相对于其他领域,由于农业动植物的生命特征、农业系统环境的开放性和复杂性,加之应用对象经济条件的限制,对农业物联网技术产品提出了更高的要求。根据对我国不同的农业物联网技术用户群分析,目前急需研制动植物生命信息感知技术产品,适合农村不同地理环境的高通量、低资费的信息通讯技术,支持闭环控制应用的终端技术,提高农业物联网技术产品的经济性、稳定性、适用性、准确性、可靠性。
  (3)农业知识模型和应用控制阈值模型急需加
  农业物联网技术应用目标是实现农业生产的按需控制和智慧化的精细管理,必须要有农业知识模型和阈值模型支撑。虽然农业物联网应用汇集了大量农业数据,但这些实时感知数据没有得到充分挖掘利用,缺乏农业智能决策模型和应用控制阈值模型,导致目前主要还是时序控制、单一指标控制,难于实现按需控制和多指标控制,应用系统的智能化程度需要提高。
  (4)农业物联网产业发展滞后
  目前我国农业物联网技术应用总体处于试验示范阶段,规模小而分散,农业传感、控制设备等物联网关键技术产品难于实现批量生产,导致产品价格高,用户难于接受。农业物联网技术产品投放市场前缺乏严格质量检测,当设备暴露在恶劣自然环境下,导致设备稳定性差,故障率高,维护成本高,后续技术服务落后,农业物联网应用系统不能持续正常运行,影响了用户的使用积极性,导致农业物联网产业发展缓慢。

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