自古以來 糧食生產(chǎn)在人口密度大 耕地面積少的中國 占有重要地位 隨著社會的發(fā)展 農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā) 揮了重要作用 近幾年 隨著人工智能時代的到來 智慧農(nóng) 業(yè) 一詞逐漸發(fā)展并且成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進程中的重要組成部 分 在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的大環(huán)境下 傳感器作為現(xiàn)代智能 化的重要工具 為推進實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)揮了重要作用 1 國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 智慧農(nóng)業(yè)是運用傳感器網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)通過移動平臺 實現(xiàn)信息采集 生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集等功能并達到對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智 能控制的效果 據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院分析 開展智慧農(nóng)業(yè)項 目 不僅能有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 還能夠顯著提高農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)經(jīng)營效率 徹底改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者 消費者的觀念和組織 體系結(jié)構(gòu) 1 智慧農(nóng)業(yè)是推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑 為了促進我 國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高和加快實現(xiàn)現(xiàn)代化 國家為此發(fā)布多 個政策并給予諸多的扶持 從 2012 年中央一號文件中提到 加快推動農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新 到 2019 年 2 月國家發(fā)布的 關(guān)于 堅持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展做好 三農(nóng) 工作的若干意見 中提 到 夯實農(nóng)業(yè)基礎(chǔ) 保障重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給 提出加快突 破農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù) 培育一批農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略科技創(chuàng)新力量 推 動生物種業(yè) 重型農(nóng)機 智慧農(nóng)業(yè) 綠色投入品等領(lǐng)域自主 創(chuàng)新 2 無一不顯示出智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展實施的必然性 我國智慧農(nóng)業(yè)起步雖晚 但發(fā)展速度非?？?2018 2019年 在國家相關(guān)政策的響應(yīng)下 諸多國內(nèi)企業(yè)紛紛投資 布局智慧農(nóng)業(yè) 加快我國智慧農(nóng)業(yè)建設(shè) 比如美團 未來食 物農(nóng)場 騰訊 智慧農(nóng)業(yè)平臺 京東 京東農(nóng)場 和阿里巴 巴 AI養(yǎng)豬 等 但是與國外相比 智慧農(nóng)業(yè)起步晚的劣勢仍 然存在 技術(shù)含量 生產(chǎn)水平等方面普遍存在不足 因此 加 大科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平勢在必行 2 傳感器的概念 傳感器是一種可以將被測量的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換 成電信號或者其他形式信息輸出的檢測裝置 具有微型化 數(shù)字化 智能化 多功能化 系統(tǒng)化 網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點 3 農(nóng)業(yè)傳感器主要包括生命信息傳感器和環(huán)境傳感器 生命信息傳感器是通過檢測植物生長過程中植物信息元素 和農(nóng)藥化肥等元素含量 并對植物生長體征進行數(shù)字化處 理 進而分析植物生長狀況 環(huán)境傳感器主要是對水分 土 壤 空氣等植物所生長的環(huán)境進行監(jiān)控分析 及時了解環(huán)境 變化 保證植物成長和農(nóng)作物質(zhì)量達到最優(yōu)水平 目前 常 用的農(nóng)業(yè)傳感器主要包括溫度傳感器 濕度傳感器 pH 值 傳感器 氣敏傳感器 生物傳感器 光電傳感器和壓力傳感 器等 4 現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展離不開傳感器 目前 市場所生 產(chǎn)的傳感器質(zhì)量參差不齊 傳感器的性能選擇也影響著農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)力的提高 低功耗 材質(zhì)耐腐蝕 抗低溫性能好的傳 感器可在戶外田間的環(huán)境中使用 受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)限制和 大多數(shù)農(nóng)民對傳感器知識缺乏的影響 應(yīng)選擇安裝方式簡 單 方便攜帶 穩(wěn)定性好和校正周期短的傳感器 3 傳感器在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 3 1 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 由于國內(nèi)傳感器技術(shù)具有局限性 傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 的應(yīng)用大多存在于育種育苗過程中 例如 通過使用生物 傳感器操縱種子的遺傳基因以達到培育優(yōu)良品種的目的 另外 在作物生長過程中進行生理生態(tài)監(jiān)測 配合相應(yīng)的智 能化系統(tǒng) 對作物的各項參數(shù)進行準確有效記錄 能夠?qū)崟r 了解作物生長狀況 針對監(jiān)測情況及時做出調(diào)整 進而提高 收成率 比如 可以利用顏色傳感器 水分傳感器檢測作物 的顏色和水分含量來判斷作物的成熟程度以便于在適當(dāng)?shù)?時間進行采摘 除了育種育苗 農(nóng)業(yè)機械在作物種植以及生長過程中也 占有很大的比重 帶有傳感器裝備的農(nóng)機不僅會大幅提高 工作效率 還可以減輕一定量的人力勞動 傳感器在農(nóng)業(yè)機 械方面的應(yīng)用可以體現(xiàn)在近幾年來非常普遍的智能節(jié)水灌 溉系統(tǒng)和未來可期的農(nóng)業(yè)機器人等 在智能節(jié)水灌溉系統(tǒng) 中 利用傳感器進行土壤濕度的檢測是最必需和基本的操 作 當(dāng)濕度傳感器反饋結(jié)果為土壤干燥的情況下 配合智能 平臺及時啟動灌溉系統(tǒng)進行相應(yīng)的灌溉調(diào)度 相反 當(dāng)濕度 傳感器檢測到水分已達到合適的標準時 關(guān)閉灌溉系統(tǒng)以達 到精準灌溉的效果 對于期待值最高的未來農(nóng)業(yè)智能機器 人 它是一個集視覺 力覺 壓力 避障 超聲波 紅外 觸 覺等多種傳感器于一身并且由平臺控制 從而實現(xiàn)各種作 業(yè)的機器設(shè)備 通過融合多個傳感器的感知 獲得更加精確 的信息 完成信息交融 5 3 2 在監(jiān)測管理中的應(yīng)用 傳感器在監(jiān)測管理中的應(yīng)用大多體現(xiàn)在對作物生長周 下轉(zhuǎn)第 175頁 傳感器在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用分析 呂桂英 山東省濟南市萊蕪區(qū)羊里鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 山東濟南 271118 摘要 本文介紹了國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 分析了傳感器在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 具體包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 監(jiān)測管理和加工儲存等方面 最后對傳感器的未來發(fā)展進行了分析和展望 以期為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供參考 關(guān)鍵詞 傳感器 智慧農(nóng)業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 應(yīng)用 發(fā)展趨勢 中圖分類號 TP311 52 文獻標識碼 A 文章編號 1007 5739 2020 15 0171 01 開放科學(xué) 資源服務(wù) 標識碼 OSID 作者簡介 呂桂英 1970 女 山東濟南人 高級農(nóng)藝師 研究方向 農(nóng) 業(yè)技術(shù)推廣 收稿日期 2020 04 08 農(nóng)業(yè)工程學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2020年第 15期 171 上接第 171頁 圍環(huán)境的監(jiān)測 比如土壤 大氣 水環(huán)境 雜草等的監(jiān)測 目 前 傳感器在大棚種植中有顯著效果 例如技術(shù)較為成熟的 大棚智能監(jiān)測系統(tǒng) 在此系統(tǒng)中 溫度傳感器 濕度傳感器 光傳感器等實時監(jiān)測育種環(huán)境使其作物達到最優(yōu)生長的條 件 土壤傳感器實時監(jiān)測土壤水分 不同土層溫度 土壤 pH 值 氮 磷 鉀等農(nóng)藥化肥元素等 進而精準傳遞土壤水分和 土壤顆粒組成的信息 二氧化碳傳感器可以實時監(jiān)控植物 生長環(huán)境中二氧化碳的含量以保障植物光合作用 新興的雜 草檢測傳感器技術(shù)可以進行雜草識別達到除草自動化等 相應(yīng)地 在禽畜飼養(yǎng)領(lǐng)域的動物育種繁殖 生存環(huán)境等 環(huán)節(jié)也需要應(yīng)用傳感器 例如 育種使用生物傳感器 生存 環(huán)境采用氣敏傳感器 溫度傳感器 濕度傳感器 光電傳感 器等 及時調(diào)整飼養(yǎng)方案 提高飼養(yǎng)質(zhì)量 3 3 在加工儲存中的應(yīng)用 傳感器在加工儲存上的應(yīng)用主要是監(jiān)督農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安 全 在分類加工成熟的農(nóng)作物過程中 根據(jù)農(nóng)作物特有的性 質(zhì)進行相應(yīng)的傳感器檢測 例如 根據(jù)水分傳感器來判斷 蔬菜新鮮程度 同樣地 在儲存過程中 溫濕度傳感器實時 監(jiān)測倉庫存儲環(huán)境 確保農(nóng)產(chǎn)品保持良好的存儲狀態(tài) 4 傳感器在智慧農(nóng)業(yè)上的未來發(fā)展趨勢 國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃 2018 2022 年 指出大力發(fā) 展數(shù)字農(nóng)業(yè) 實施智慧農(nóng)業(yè)工程和 互聯(lián)網(wǎng) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行 動 鼓勵對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行數(shù)字化改造 加強農(nóng)業(yè)遙感 物聯(lián) 網(wǎng)應(yīng)用 提高農(nóng)業(yè)精準化水平 發(fā)展智慧氣象 提升氣象為 農(nóng)服務(wù)能力 6 在此情形下 實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)數(shù)字智能化和加 強與其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相融合是大勢所趨 對于智慧農(nóng)業(yè)來說 傳感器是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的最基礎(chǔ) 也是最必不可少的 探頭 工具 隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技 術(shù)的逐漸成熟和傳感器行業(yè)的飛速發(fā)展 傳感器也向更加 微型化 集成化和智能化等方向發(fā)展 成本低 功耗小 使用簡單的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是實現(xiàn) 傳感器集成化的一種技術(shù) 也是精準農(nóng)業(yè)體系中至關(guān)重要的 一部分 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種集成傳感器并通過無線通 信進行感知 采集 處理傳輸網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)被感知對象的信 息的分布式傳感網(wǎng)絡(luò) 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 該技術(shù)主要用來獲取 環(huán)境信息 也是目前使用最廣泛的一項技術(shù) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準 化水平發(fā)揮了重要的促進作用 比如 未來需要發(fā)展的智 能農(nóng)業(yè)機器人 一個集多種傳感器于一身且可以智能操縱 的機器人 不僅可以代替人工實現(xiàn)更加精確的信息數(shù)據(jù)獲 取和田間勞作 還可以配合大數(shù)據(jù)平臺得到更合適的治理 方案 同樣 在遙感領(lǐng)域 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實現(xiàn)地形分析 災(zāi)害研究 病蟲害監(jiān)控和植保無人機等占有主導(dǎo)地位 此外 傳感器和物聯(lián)網(wǎng) 云計算等技術(shù)的結(jié)合可以打造 一個智能化 數(shù)字化的多功能智慧農(nóng)業(yè)平臺 也是實現(xiàn)傳統(tǒng) 農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡的重要節(jié)點 一方面 可以對傳感器所 測的數(shù)據(jù)進行信息整理 整個過程的數(shù)據(jù)分析 決策支持 遠程控制 災(zāi)變預(yù)警等也同樣需要平臺處理 另一方面 通 過與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合 不僅能夠完善農(nóng)產(chǎn)品電商平臺的 構(gòu)建 還可以打破農(nóng)業(yè)市場時間和地理的限制性因素 促進 農(nóng)村經(jīng)濟新業(yè)態(tài) 5 參考文獻 1 王輝 湯文亮 王永祥 江西省智慧農(nóng)業(yè) PPP 模式發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分 析 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018 2 174 176 2 新華社 2019 年中央一號文件擷要 J 新農(nóng)業(yè) 2019 6 7 10 3 張建召 論傳感器技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展 J 黑龍江科技信息 2010 11 30 4 姚金霞 王利 郭鵬 等 傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J 四川農(nóng)業(yè)與農(nóng)機 2019 1 26 27 5 馬雪麗 王宏陽 農(nóng)業(yè)機器人中的傳感器技術(shù) J 智庫時代 2019 37 291 291 6 中共中央政治局召開會議審議 鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃 2018 2022年 和 關(guān)于打贏脫貧攻堅戰(zhàn)三年行動的指導(dǎo)意見 J 實踐 思想理論 版 2018 6 12 13 上接第 173頁 行組合 縮小了土壤間隙 有助于減緩?fù)寥浪终舭l(fā) 增加 土壤蓄水能力 3 5 合理使用降雨資源 與地區(qū)氣象部門形成工作合力 促進地區(qū)農(nóng)業(yè)高效利用 地區(qū)降雨資源 以政府部門牽頭 加大降雨水資源儲存設(shè)施 的修建 為農(nóng)業(yè)提供灌溉用水 以防地區(qū)旱情出現(xiàn)時給農(nóng)業(yè) 發(fā)展造成嚴重的影響 促進地區(qū)形成良好的水資源循環(huán)利 用系統(tǒng) 促進農(nóng)業(yè)發(fā)展 4 參考文獻 1 曹鴻鵬 李勇 張磊 等 旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)在吉林省西部半干旱地區(qū)應(yīng)用 的重要性 J 吉林農(nóng)業(yè) 2018 23 39 2 李杰林 集雨節(jié)灌推廣綜合配套的應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù) C 中國農(nóng)業(yè)資源 與區(qū)劃學(xué)會 2014 年中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集 福 州 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃學(xué)會 2014 3 鐘新才 李壽山 馮耀祖 等 農(nóng)藝節(jié)水是干旱區(qū)水資源高效利用的重 要途徑 J 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 2005 5 342 344 4 張盼盼 關(guān)于我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的幾點思考 J 農(nóng)技服務(wù) 2020 37 3 112 114 下移到根層以下 而土壤表層又不致因含水量過高而增加 土面蒸發(fā) 不僅灌水量小 還可使土壤溫度降幅小 通氣性 良好 為作物提供一個良好的生長環(huán)境 實踐表明 該方法 比連續(xù)畦灌省水 34 5 而作物產(chǎn)量與連續(xù)畦灌幾乎一樣 與間歇灌類似的灌溉方法還有限額灌溉 低定額灌溉以及 通過種植結(jié)構(gòu)調(diào)整擴大雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)等多種節(jié)水方式 3 結(jié)語 農(nóng)田節(jié)水灌溉對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展意義重大 必須加強農(nóng)田 水利建設(shè) 發(fā)展農(nóng)田節(jié)水灌溉 要加大宣傳力度 提高人們 的節(jié)水意識 同時各部門統(tǒng)籌兼顧 針對各地不同情況做到 具體問題具體分析 使我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉事業(yè)獲得可持續(xù)發(fā) 展 從而提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益 4 參考文獻 1 馬良霄 農(nóng)業(yè)水利工程的節(jié)水技術(shù)和節(jié)水策略 J 江西農(nóng)業(yè) 2020 6 54 2 趙金龍 淺談加快農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的措施 J 門窗 2012 7 114 3 王田 齊泰輝 淺談水利水環(huán)境及節(jié)水灌溉標準化的影響與思考 J 黑龍江科技信息 2008 21 132 4 高青春 肖雪梅 李雪松 加快農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整推廣節(jié)水灌溉技術(shù) J 河 北水利 2005 10 30 5 周愛國 徐恒力 甘義群 等 西北地區(qū)水資源 生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的若 干問題探討 J 長江流域資源與環(huán)境 2001 5 419 425 趙云鵬等 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)措施 175