智能化農業(yè)灌溉精選(九篇)
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第1篇：智能化農業(yè)灌溉范文
1 物聯(lián)網(wǎng)灌溉基本情況
隨著我國水資源的日漸緊缺，我國的水資源供需矛盾也逐漸表現(xiàn)出來，而農業(yè)作為用水大戶，其發(fā)展節(jié)水型農業(yè)已經(jīng)成了農業(yè)未來發(fā)展勢在必行的方向[2]。目前節(jié)水農業(yè)主要采取了滴灌、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉措施，雖然相對于大水漫灌而言，已經(jīng)實現(xiàn)了較高的用水效率，但綜合分析，其精準度依舊不夠，無法根據(jù)農作物的具體需水要求進行灌溉。物聯(lián)網(wǎng)技術結合農業(yè)的發(fā)展誕生了物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)，不僅提高了灌溉精準度，同時也減輕了人力勞動，實現(xiàn)了遠程控制，全面提高了農業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)智能化農業(yè)灌溉是指不需要人進行其實控制，系統(tǒng)能夠自動的感知對農作物何時進行灌溉，以及為農作物灌溉多少的問題。物聯(lián)網(wǎng)智能化灌溉可以根據(jù)農作物的數(shù)據(jù)采集結果自動開啟灌溉系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術是目前我國從傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代化農業(yè)轉型的重要技術支撐，也幫助農業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了向遠程化、精細化、自動化、虛擬化的轉型[3]。物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)提高了灌溉的綜合管理水平，將原本最需要人的經(jīng)驗才可以進行生產(chǎn)的農業(yè)，轉變成了科技化生產(chǎn)模式，不僅杜絕了人為操作的盲目性與隨意性，同時提高了全面管理水平，實現(xiàn)了一個人對上萬畝地的管理。由此可見，推廣物聯(lián)網(wǎng)智能化節(jié)水灌溉，不僅可以有效地緩解我國的水資源短缺危機提高我國農業(yè)現(xiàn)代化的水平，改變原先粗放式的灌水模式，同時也可以實現(xiàn)農業(yè)管理水平的提升，提高農業(yè)生產(chǎn)效率，減少人力勞動，全面優(yōu)化農業(yè)生產(chǎn)方式。所以基于物聯(lián)網(wǎng)的農業(yè)節(jié)水灌溉技術，必然成為今后農業(yè)灌溉的發(fā)展趨勢。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉體系
為了全面實現(xiàn)我國農業(yè)高效灌溉系統(tǒng)的建設，必須要大力推廣基于物聯(lián)網(wǎng)技術的農業(yè)灌溉應用，這就需要建立基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉體系[4]。利用物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉體系首先應該利用物聯(lián)網(wǎng)技術通過傳感器采集土壤的溫度、濕度、墑情、光照強度、二氧化碳濃度等基本信息，然后通過適合的無線傳感設備，將采集的基本信息轉化為數(shù)字信號，并通過無線通訊方式將這些信息的數(shù)字信號傳遞給計算機系統(tǒng)進行分析處理，計算機系統(tǒng)會將采集的信息進行智能化判斷，根據(jù)需要及時的控制相關的智能灌溉設備的驅動，對，農作物進行智能化、精細化的灌溉。從而做到灌溉水量、灌溉時間和灌溉周期的三準確，提高水資源的利用率，達到灌溉用水的智能化控制。且由于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的網(wǎng)絡具有信息互遞、自主組建網(wǎng)絡、網(wǎng)絡通訊時間同步等特點，因此可以對整個灌溉區(qū)域與灌溉節(jié)點的數(shù)據(jù)進行綜合對比分析，即便個別數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，也可以對數(shù)據(jù)進行更正[5]。同時采集的數(shù)據(jù)也可以直接上傳到網(wǎng)絡，經(jīng)過相關技術人員的分析，可以根據(jù)分析結果對灌溉數(shù)據(jù)進行更正，從而確保灌溉的準確性與高效性，如果發(fā)現(xiàn)農作物發(fā)生病蟲害，也可以通過灌溉系統(tǒng)對農作物進行除病害作業(yè)。同時隨著農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設，也可以將這些數(shù)據(jù)上傳到平臺進行管理，對于構建一個高效、低耗、低投入、多功能的農業(yè)灌溉節(jié)水平臺就這十分重要的意義，然后也對平臺采集的信息進行分析，并根據(jù)分析的結果進行灌溉，甚至可以對預期將會發(fā)生的天?獗浠?進行預防性灌溉，提高農作物對災害的抵抗能力，這也是未來物聯(lián)網(wǎng)智能化灌溉發(fā)展的必然要求。
第2篇：智能化農業(yè)灌溉范文
關鍵詞：農業(yè)灌溉；智能節(jié)水；設計分析；單片機
目前，農業(yè)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)主要是把AT89C52單片機作為主控芯片，而又是有多個傳感器以及電路共同組成，主要包括：濕度傳感器、超限警報電路、數(shù)據(jù)處理電路和LED動態(tài)顯示電路等。該智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)主要是通過由濕度傳感器監(jiān)測土壤的濕度，然后將濕度值報告給單片機，單片機再根據(jù)預先設定的濕度值控制其它系統(tǒng)對土壤輸送水分，待達到規(guī)定的濕度值后，系統(tǒng)則自動停止補充水分，讓土壤始終保持最合適的濕度，進而促進農作物的快速生長。
1 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的整體設計
智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)是把型號為AT89C52的單片機作為系統(tǒng)的主控芯片，在土壤中安裝多個濕度傳感器，由它來監(jiān)測土壤中水分含量。當土壤中含量低于標準值時，濕度傳感器則將這個信息轉化成電流信號，再通過信號處理電路進行一系列的處理后就變成了可用的電壓模擬性信號，然后通過A/D轉換器將它轉化為數(shù)字信號，直接傳輸?shù)街骺匦酒瑔纹瑱C中，單片機就對整個系統(tǒng)進行合理地調控，在數(shù)碼管上會顯示出濕度值。一旦濕度值發(fā)生了變化，該智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)就會自動控制水泵開關。農業(yè)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)結構框圖如圖1所示：
圖1 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)結構圖
2 單片機的最小系統(tǒng)
AT89C52單片機具有功耗低、性能高的優(yōu)點，在農業(yè)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)中得到較為普遍的應用。該單片機在工作時的額定電壓為5V，在單片機的內部存在一個256B的RAM和一個8kB的PEROM，這就保證單片機能夠與標準MCS-51指令系統(tǒng)共同控制運作，這主要是運用了由ATMEL公司研制出的高密度生產(chǎn)技術和非易失性存儲技術，在單片機內部還分布著Flash存儲單元和8位CPU，芯片為40個引腳，這就包括了32個外部雙向I/O口、2個全雙工串行通信口、2個外部中端口、2個16為可編程定時計數(shù)器。該芯片不僅能夠實現(xiàn)常規(guī)編程，還能夠實現(xiàn)在線編程，依靠可反復擦寫的Flash存儲器與MCU將其有機結合，這就直接使得芯片的靈活性得到大幅度提升，還減少了系統(tǒng)的制造成本。
3 時鐘電路
單片機的內部結構從根本上分析也即是同步時序邏輯電路，其核心就是時鐘電路，主要依賴于時鐘信號對時序邏輯系統(tǒng)進行有效控制，并且CPU具備的不同種指令功能即是在由時序單路生成的時鐘信號控制下逐一實現(xiàn)的。其中，MCS-51型號的單片機中所含有的時鐘信號可以分為兩種方式：通過外部電路生成；通過單片機內部的振蕩電路生成。
4 復位電路
為了確保CPU與其它相關的功能部件均可以從某個確定的狀態(tài)開始工作，因此，單片機在每一個開機時都必須重新復位，此時，復位電路就起到了關鍵作用。復位電路一般分為按鍵復位和上電復位等形式。在對MCS-51型號的單片機進行復位時，主要是由外部復位電路來完成，其工作原理為：當按下按鈕之后，就使得RC電路進行充電，且RESET端發(fā)生高電平，此時只要將高電平始終維持在10ms以上，即可完成單片機的復位工作。
5 數(shù)據(jù)采集處理電路
由傳感器監(jiān)測到的模擬信號是非常微弱的，并且此時存在很多干擾信號，所以信號在傳輸?shù)街骺匦酒g就必須通過濾波、信號放大以及模數(shù)轉換等步驟。該智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)通過運算放大器U2、U3把信號進一步放大，進而能適應之后A/D轉換器的工作要求。
ADC0809主要包括一個A/D轉換器、一個8通道模擬開關、一個三態(tài)輸出鎖存器和一個地址譯碼鎖存器等，該數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)可以同時允許8個模擬信號傳輸，并實現(xiàn)A/D轉換器的轉換共享。
6 LED顯示系統(tǒng)電路
在采用單片機的系統(tǒng)中，一般所采用到的顯示器件包括數(shù)碼管和顯示器。這兩種器件具備的優(yōu)勢十分明顯，包括價格便宜、配置容易、與主控芯片接口簡便等。可以在農業(yè)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管，實現(xiàn)動態(tài)顯示。把數(shù)碼管的LED的引出端與單片機I/O口的8位線進行連接，調節(jié)共陰極數(shù)碼管的高電平使之有效，再選擇8位并行輸出端，則就可以在LED顯示器上實時顯示不同的數(shù)值。
7 超限警報電路
如果該智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的運行環(huán)境超出預置的范圍，就需要設置一個超限警報電路來提醒使用者，以便及時采取有效措施加以解決，現(xiàn)今普遍采用的報警電路主要包括：蜂鳴報警、閃光報警及語音報警等。例如，采用語音報警裝置，則一般選擇采用1SD1420型號的語音報警芯片，由A/D轉換器傳出的數(shù)字信號經(jīng)過主控芯片的P0接口輸送到主控芯片內，然后由主控芯片對信號進行智能化處理并與配置值作對比。如果比預置值要小，那么P2.1口將會輸出低電平，單片機就會控制語音芯片發(fā)出報警信號；反之，那么P2.1口將會輸出高電平，系統(tǒng)不會出現(xiàn)語音報警信號，則系統(tǒng)運行正常。
8 結束語
本文簡要介紹了農業(yè)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計組成，這體現(xiàn)了自動化技術在我國農業(yè)灌溉中的有效應用，同時也體現(xiàn)了我國農業(yè)科技水平的顯著提高。而目前，我國農業(yè)灌溉的智能化水平在整體上看來偏低，這需要國家農業(yè)部門進一步加大農業(yè)智能化研發(fā)力度，在農田灌溉方面設計出高度智能化、自動化的供水系統(tǒng)，既能節(jié)約大量的水資源，還能促進農作物快速成長。
參考文獻
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[3]黃建鋒.蔬菜節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設計與應用[J].寧波農業(yè)科技，2003，02：26-28.
第3篇：智能化農業(yè)灌溉范文
[關鍵詞]自動控制技術 農業(yè)自動化
中圖分類號：TD823.8 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0256-01
由于歷史、觀念和技術等方面的原因， 我國傳統(tǒng)農業(yè)機械與發(fā)達國家相比有很大差距， 已遠遠不能適應農業(yè)的科技進步。近些年來， 自動化的研究逐漸被人們所認識， 自動控制在農業(yè)上的應用越來越受到重視。例如，把計算機技術、微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術結合起來， 應用于傳統(tǒng)農業(yè)機械， 極大地促進了產(chǎn)品性能的提高。我國農業(yè)部門總結了一些地區(qū)的農業(yè)自動化先進經(jīng)驗（如臺灣地區(qū)的農業(yè)生產(chǎn)自動化、漁業(yè)生產(chǎn)自動化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動化及農產(chǎn)品貿易自動化）的開發(fā)與應用情況， 同時也汲取了國外一些國家的先進經(jīng)驗、技術， 如日本的四行半喂人聯(lián)合收割機是計算機控制的自動化裝置在半喂人聯(lián)合收割機中的應用，英國通過對施肥機散播肥料的動力測量來控制肥料的精確使用量。這些技術和方法是我國農業(yè)機械的自動化裝置得到了補充和新的發(fā)展， 從而形成了一系列適合我國農業(yè)特點的自動化控制技術。
一、已有的農業(yè)機械及裝置的部分自動化控制
自動化技術提高了已有農業(yè)機械及裝置的作業(yè)性能和操作性能。浙江省把自動化技術應用于茶葉機械上， 成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機， 它利用計算機控制電功加壓機構， 能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序實現(xiàn)揉捻過程的自動控制， 是機電一體化技術在茶葉機械上的首次成功應用。
1.應用于拖拉機
在農用拖拉機上已廣泛使用了機械油壓式三點聯(lián)結的位調節(jié)和力調節(jié)系統(tǒng)裝置， 現(xiàn)又在開發(fā)和采用性能更完善的電子油壓式三點聯(lián)結裝置。
2.應用于施肥播種機
根據(jù)行駛速度和檢測種子粒數(shù)來確定播種量是否符合要求的裝置， 以及將馬鈴薯種子割成瓣后播種的裝置等。
3.應用于谷物干燥機
不受外界條件干擾， 能自動維持熱風溫度的裝置停電或干燥機過熱引起火災時， 自動掐斷燃料供給的裝置。
二、微灌自動控制技術
我國從20世紀年50代就開始進行節(jié)水灌溉的研究與推廣據(jù)統(tǒng)計。到1992年， 全國共有節(jié)水灌溉工程面積0.133億m2， 其中噴灌面積80萬m2， 農業(yè)節(jié)水工程取得了巨大的進展。灌溉管理自動化是發(fā)展高效農業(yè)的重要手段， 高效農業(yè)和精細農業(yè)要求必須實現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術監(jiān)測土壤墑性和作物生長情況， 對灌溉用水進行動態(tài)監(jiān)測預報， 實現(xiàn)灌溉用水管理的自動化和動態(tài)管理。在微灌技術領域， 我國先后研制和改進了等流量滴灌設備、微噴灌設備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補償式滴頭、折射式和旋轉式微噴頭、過濾器和進排氣閥等設備， 總結出了一套基本適合我國國情的微灌設計參數(shù)和計算方法， 建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區(qū)實現(xiàn)了自動化灌溉系統(tǒng)， 可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。這種系統(tǒng)中應用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器、電線等。
三、自動控制技術在精準農業(yè)中的應用
第4篇：智能化農業(yè)灌溉范文
通河縣地處黑龍江省中部，小興安嶺南麓，松花江中游北岸，幅員面積5675.5平方公里，素有“魚米之鄉(xiāng)”、“塞外明珠”等美譽。該縣總人口24萬，其中農業(yè)人口13萬。全縣耕地總面積180.56萬畝，其中水田面積140.15萬畝，農業(yè)人口人均10畝，居全國首位，是全省水稻生產(chǎn)大縣。全縣農業(yè)綜合機械化程度達95%以上，水稻生產(chǎn)實現(xiàn)全程機械化。2013年全縣糧食總產(chǎn)16.5億斤，連續(xù)5年實現(xiàn)超億斤增長，其中水稻總產(chǎn)達到14億斤，農業(yè)總產(chǎn)值34.4億元，農民人均純收入11646元，2010年被評為全國糧食生產(chǎn)先進縣。
稻米產(chǎn)業(yè)是通河的主導產(chǎn)業(yè)，也是該縣農業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。近年來，通河縣委、縣政府結合縣情實際，把發(fā)展稻米產(chǎn)業(yè)作為農業(yè)和農村經(jīng)濟發(fā)展的中心任務，確定了把通河水稻生產(chǎn)大縣建設成為水稻生產(chǎn)強縣的目標，依托土壤、物候、水資源、農業(yè)基礎設施等各種優(yōu)勢，科學決策、多方投入，積極調整產(chǎn)業(yè)結構，大力發(fā)展水稻種植業(yè)，在促進農業(yè)增產(chǎn)增效、引領農民增收致富上取得了良好成效。
獨特的物候環(huán)境和豐富的水資源
為稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的先決條件
水稻品質的優(yōu)劣不但取決于水稻的品種，更重要的是它的生長環(huán)境。通河縣地處第三積溫帶，屬溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫2.4℃，年均降水量610毫米，全年日照時數(shù)2487小時，無霜期年均120天。通河土質肥沃，黑土層厚，是富饒的農業(yè)區(qū)。通河境內河流縱橫，泡澤星羅棋布，松花江流經(jīng)通河縣域123公里，縣境內有大小河27條，年均徑流量15.2億立方米。全縣有大小沼澤275個，小型I水庫8座，小型Ⅱ水庫4座，塘壩820個，加上可開采量1.1億立方米的地下水，全縣水資源總量達16.3億立方米。良好的自然環(huán)境給通河水稻種植提供了良好的條件，2013年，通河水稻種植面積已經(jīng)發(fā)展到了135萬畝，平均單產(chǎn)為每畝550公斤，總產(chǎn)量達到14億斤。其中，有機水稻種植取得認證面積2萬畝，綠色水稻達90萬畝。
完善的農田水利基礎設施建設
成為稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可靠保障
為進一步擴大水稻種植面積，提升稻米品質，近年來，通河縣在農田水利建設上加大了控制性水利工程建設力度，依托松花江及大型水庫，建提水泵站，修渡槽溝渠，引江河湖泊自然水資源灌溉水田，取得了良好效果。
李義是該縣烏鴉泡鎮(zhèn)依山村的農民，自2005年當?shù)匦藿艘郎焦鄥^(qū)烏鴉泡提水站后，他家的幾十畝水田就用上了松花江水，不但自家稻田用水有了保障，還比原來井水灌溉提高了稻米質量。當?shù)氐囊郎酱濉⑽逅拇濉⒉砹趾愚r場等6萬畝水田都用上了松花江水。
據(jù)了解，為充分利用松花江水，該縣擬沿江建設6個提水泵站。目前，該縣境內松花江沿岸已建成太陽谷、依山兩處大型提水泵站，設計灌溉能力達15萬畝。洪太、中興、東部灌區(qū)的沿江提水泵站建設已納入“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃。總投資1.6億元的太陽溝現(xiàn)代農業(yè)示范園區(qū)內的濃河鎮(zhèn)提水泵站及灌區(qū)配套工程已經(jīng)完工。負責此項工程的縣水務局副局長孫為民介紹，太陽溝現(xiàn)代農業(yè)示范區(qū)工程采用現(xiàn)代化的控制管理設備，實現(xiàn)灌區(qū)科學配水調度，設計灌溉面積為5.12萬畝，可改善現(xiàn)有2.1萬畝水田灌溉條件，增加水田面積3.02萬畝，示范區(qū)年可增加糧食產(chǎn)量940萬公斤，增加效益2500萬元。
現(xiàn)代化的水稻育苗基地建設
為稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展增添后勁
為加快發(fā)展水稻生產(chǎn)，2010年以來，該縣相繼在通河鎮(zhèn)、祥順鎮(zhèn)、富林鄉(xiāng)、三站鄉(xiāng)建成了4處高標準智能化水稻育苗園區(qū)。水稻智能化育苗園區(qū)建設是實現(xiàn)水稻增產(chǎn)的重要舉措。位于通河鎮(zhèn)的該縣首座水稻智能化育苗園區(qū)占地面積17萬平方米，總投資1100萬元。園區(qū)共分三個功能區(qū)，包括由200棟鋼結構育苗大棚組成的智能化育苗區(qū)、單批次浸種催芽能力200噸的智能化浸種催芽車間、智能化集中控制區(qū)。大棚采用微噴供水、變頻給水先進技術，工作人員坐在智能集中控制室內，通過操縱智能控制系統(tǒng)，就能監(jiān)看各個大棚的溫濕度、通風情況，還能控制整個園區(qū)的生產(chǎn)。去年春季，該園區(qū)為當?shù)剞r業(yè)生產(chǎn)提供了1.24萬畝水田用優(yōu)質秧苗和12萬畝水田用優(yōu)質芽種，對解決農民育種、育苗難題，提高當?shù)剞r業(yè)生產(chǎn)水平，為農民節(jié)本增效起到了積極作用。
據(jù)了解，采用智能技術育出的秧苗具有素質好、返青快、分蘗早、產(chǎn)量高的特點。如今，該縣已建成4處水稻智能化育苗園區(qū)，水稻生產(chǎn)智能化率走在全省先進行列。此外，該縣還建成水稻大棚育苗小區(qū)45處，育秧大棚2.85萬棟，水稻智能化浸種催芽車間11處，單批次浸種催芽2100噸，可覆蓋全縣105萬畝水田。
大型稻米加工企業(yè)的出現(xiàn)
成為拉動稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭
稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須有企業(yè)尤其是龍頭企業(yè)的拉動，才能更有效促進稻米加工轉化增值，進而帶動農業(yè)增效、農民增收。據(jù)了解，通河稻米加工企業(yè)總的設計加工能力80萬噸左右，現(xiàn)實際加工量每年約在45萬噸左右。近年來，該縣加大對糧食企業(yè)的招商引資力度，黑龍江省迎春糧油有限公司、北京萬里利達集團、哈爾濱康源營養(yǎng)米業(yè)有限公司、哈爾濱秋豐糧油科技有限公司等一批大型稻米加工企業(yè)相繼落戶通河。目前，全縣規(guī)模以上稻米加工企業(yè)達到21家，小型稻米加工企業(yè)43家，全縣稻米倉儲能力已達到100萬噸左右，其中糧庫倉儲能力達60萬噸。
農業(yè)部門積極為企業(yè)牽線搭橋，建立完備的企業(yè)農戶聯(lián)結機制，幫助企業(yè)找糧源，幫助農戶搞銷售。各企業(yè)積極同農戶簽訂水稻收購合同，形成了穩(wěn)定的定單農業(yè)。目前，全縣已有9家稻米生產(chǎn)加工企業(yè)聯(lián)結農戶1000余戶，涉及水稻種植面積約5萬畝。
新型農業(yè)經(jīng)營主體的產(chǎn)生
開辟稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展新途徑
近年來，以農民專業(yè)合作社為主的新型農業(yè)經(jīng)營主體在通河縣漸漸形成，有效地提高了農民的組織化程度，在促進農業(yè)增效、農民增收及農產(chǎn)品生產(chǎn)和流通方面發(fā)揮重要作用。據(jù)統(tǒng)計，該縣登記在冊的各種農民專業(yè)合作社共628家。其中，農機專業(yè)合作社10家，水稻農民專業(yè)合作社297家。各種合作社成員總數(shù)6924戶，出資總額15.6億元，帶動農戶10296戶，占農戶總數(shù)的33%。合作社成員人均增收比非合作社成員高出約20%。
水稻農民專業(yè)合作社是該縣發(fā)揮作用最明顯、農民受益最大的合作組織。截至目前，全縣注冊登記的297家水稻農民專業(yè)合作社共有成員3788人，帶動農戶4821戶，涉及種植面積27萬余畝，其中經(jīng)營1000～3000畝的合作社22家，3000～5000畝的合作社15家，5000畝以上4家。通河縣五谷信合、華隆、柞樹崗水稻農民專業(yè)合作社還被評為黑龍江省星級示范社。
李福民是清河鎮(zhèn)西北河村村民，2009年加入通河縣五谷信合水稻農民專業(yè)合作社。入社前，他都是自己零散買種子、化肥、農藥等生產(chǎn)資料，不但質量得不到保障，還要多花錢。入社后，他和其他社員一樣，由合作社集中統(tǒng)一購買生產(chǎn)資料，不但省心、省錢，生產(chǎn)資料的質量也都由合作社嚴格把關。2010年春季，他為自己的6公頃水田育的秧苗有一大半發(fā)生了病害，由于當時家里有事，沒時間伺弄，秧苗眼看著一天比一天枯黃，李福民難過的要放棄。合作社工作人員得知這一情況后，立即介入，派技術人員幫忙補救，終于救活了秧苗，挽回了李福民近4千元的損失。徐金貴家住東勝村，在加入合作社前，每年1公頃水田只能收獲一萬四五千斤水稻。入社后，他通過合作社統(tǒng)一采購種子、化肥等生產(chǎn)資料，統(tǒng)一進行水稻種植技術指導等，1公頃水田每年能收獲一萬七八千斤水稻，增加了3000多斤。
優(yōu)越的惠農政策為稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強勁動力
第5篇：智能化農業(yè)灌溉范文
1精細農業(yè)生產(chǎn)是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展必走之路
精細農業(yè)生產(chǎn)是由信息技術支持的根據(jù)空間變異來定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農事操作技術與管理的系統(tǒng)，用戶只要將手機或手持終端按下鍵盤，就能查看到設施農業(yè)實時的綜合生態(tài)信息。精細農業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了農業(yè)智能化、精確化生產(chǎn)。
2物聯(lián)網(wǎng)技術是精細農業(yè)生產(chǎn)強大的技術支撐
物聯(lián)網(wǎng)4大技術的組成和應用領域包括傳感網(wǎng)、M2M、RFID和兩化融合技術[1]，物聯(lián)網(wǎng)兩化融合是指技術、產(chǎn)品、業(yè)務和產(chǎn)業(yè)衍生4個方面的融合[2]。在精細農業(yè)中的兩化融合主要是信息技術、先進設備與農業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)的融合，即農業(yè)信息化和農業(yè)產(chǎn)業(yè)化的融合，其為傳統(tǒng)農業(yè)的發(fā)展提供了新的機遇，有助于加快農業(yè)現(xiàn)代化進程[3]。
3物聯(lián)網(wǎng)精細農業(yè)自控系統(tǒng)在精細農業(yè)生產(chǎn)中的應用
物聯(lián)網(wǎng)精細農業(yè)自控系統(tǒng)以先進的無線傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)等信息技術為基礎[4]，主要通過WIFI設備服務器與遠端天線矩陣通訊，再通過第三代光載無線交換機，將數(shù)據(jù)實時地送到遠程智能系統(tǒng)，再發(fā)送給各級用戶，從而實現(xiàn)農業(yè)智能化和精確化的精細作業(yè)生產(chǎn)。
3.1物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)
3.1.1無線墑情監(jiān)測系統(tǒng)無線墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要負責采集農業(yè)種植生產(chǎn)環(huán)境信息（見表1），并將結果傳輸?shù)街行姆掌鳎賹⑾鄳臄?shù)據(jù)反饋給用戶，即墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)、旱災預警數(shù)據(jù)、走勢分析數(shù)據(jù)、報表分析數(shù)據(jù)、短信、信息及圖形預警信息。
3.1.2苗情監(jiān)測系統(tǒng)田間作物無線苗情監(jiān)測系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡，定時采集作物、植物生長發(fā)育狀態(tài)進行田間物候的遠程連續(xù)定位攝像，并將圖片自動上傳到遠程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務平臺，實現(xiàn)植保監(jiān)測人員的遠程物候觀測。
3.1.3蟲情監(jiān)測系統(tǒng)蟲情監(jiān)測系統(tǒng)通過搭建在田間的智能蟲情監(jiān)測設備，能進行無公害誘捕殺蟲，綠色環(huán)保；同時利用無線網(wǎng)路，定時進行遠程診斷，采取相應防治措施，控制蟲害。
3.1.4災情監(jiān)測系統(tǒng)用戶通過視頻系統(tǒng)可以清晰直觀地查看種植區(qū)作物的生長及病蟲害情況，并對突發(fā)性異常事件的過程進行及時監(jiān)視和記憶，提供及時高效的指揮和調度，進行有效地防災控災。
3.2物聯(lián)網(wǎng)智能傳輸系統(tǒng)智能傳輸系統(tǒng)是屬于傳輸層層面的連接，其將物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)的感知層數(shù)據(jù)，發(fā)射到就近天線矩陣轉換為光信號。
3.3物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)智能灌溉系統(tǒng)將這些環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測采集，通過控制中心控制施肥罐、施水罐，實現(xiàn)節(jié)水灌溉，同時減少化肥使用，降低生產(chǎn)、人工成本。
3.4物聯(lián)網(wǎng)智能預警預報系統(tǒng)在智能預警預報系統(tǒng)中設置農作物環(huán)境參數(shù)危害發(fā)生程度的安全值域，當監(jiān)測到的數(shù)據(jù)超出安全范圍時，報警系統(tǒng)啟動，管理平臺上的參數(shù)將會顯現(xiàn)紅色字樣，并將危害狀況通知用戶。
3.5物聯(lián)網(wǎng)智能專家系統(tǒng)該系統(tǒng)將農業(yè)專家信息及聯(lián)系方式全部集中到一起，用戶可聯(lián)線或以短信、QQ和微信的方式咨詢專家各種病蟲害防治難題，亦可將自己的防控經(jīng)驗分享到系統(tǒng)中。
3.6物聯(lián)網(wǎng)智能信息管理應用平臺該管理應用平臺利用WEB服務器及PC終端應用層專業(yè)控制軟件，用戶可在本地數(shù)據(jù)庫調用現(xiàn)場實時視頻錄像。
4小結
第6篇：智能化農業(yè)灌溉范文
關鍵詞：農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園、物聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)、數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)
近年來，我國數(shù)字化農業(yè)技術取得了一些進展，主要表現(xiàn)在：農業(yè)傳感器微型化、農業(yè)灌溉智能化、實時監(jiān)控農作物生長、農業(yè)信息可移動化、農產(chǎn)品質量追溯化等已成為主流。這得益于農業(yè)生產(chǎn)信息化技術的成熟和發(fā)展，尤其是農產(chǎn)品種植、加工智能化技術的應用。
國內關于農業(yè)園區(qū)應用物聯(lián)網(wǎng)技術的相關研究主要涉及溫度監(jiān)控、光溫智能控制、精準灌溉等方面。如，浙江大學等單位對農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知、傳輸和應用等方面進行研究，主要涉及智能化程度、肥水利用率及農產(chǎn)品安全等問題。取得了一系列成果。但總體來看，數(shù)字化技術在農業(yè)生產(chǎn)中的集成應用研究還比較少。本文提出構建完全數(shù)字化的生鮮農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)基地，該基地基于總線技術集成，由統(tǒng)一的信息系統(tǒng)進行集中管理和統(tǒng)一調度，充分運用物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息技術，加強數(shù)據(jù)處理及控制，合理布局傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、養(yǎng)分傳感器、土壤成分傳感器等），實現(xiàn)完全數(shù)字化。
一、生鮮農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)的實施意義
1.加速信息化。農業(yè)發(fā)展越來越受到信息技術的影響，信息化成為我國加快實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和農業(yè)信息技術的廣泛應用，現(xiàn)代農業(yè)高速發(fā)展，新的農業(yè)科技革命即將到來。
2.提高數(shù)字化。數(shù)字化有利于發(fā)展我國自主產(chǎn)權的農業(yè)高技術體系，對于我國在世界范圍內新的農業(yè)科技革命中占有一席之地，以及提升我國農業(yè)科技在國際上的整體競爭力，具有戰(zhàn)略意義。
3.提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的手工勞作、粗放型、分散型農業(yè)產(chǎn)業(yè)模式已不適應時展，我國經(jīng)濟進入規(guī)模經(jīng)濟時代，設施的效率決定了生產(chǎn)的效率，也體現(xiàn)了生產(chǎn)力的發(fā)展水平。
4.節(jié)能減排。精準農業(yè)在高新技術的基礎上，充分利用現(xiàn)代信息技術，成為現(xiàn)代農業(yè)的一種先進生產(chǎn)形式和管理模式。為能自動感知、獲取并分析作物生產(chǎn)的環(huán)境因素實際存在的時間和空間差異信息以及實現(xiàn)自動診斷和監(jiān)測，確立起按需投入，在技術上和經(jīng)濟上可實施的應對方案，對物聯(lián)網(wǎng)技術提出了系統(tǒng)化的理念和技術要求。
二、生鮮農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)的構成
如圖1所示，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的生鮮農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)，主要包括設備執(zhí)行層、通訊層、調度監(jiān)控層和信息管理層等四個層級。整個管控系統(tǒng)由計算機管理調度系統(tǒng)（中央控制系統(tǒng)）、水肥一體自動控制系統(tǒng)、自動通風控制系統(tǒng)、無線傳感器系統(tǒng)、卷簾控制系統(tǒng)、診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)等六個子系統(tǒng)組成。
1.計算機管理調度系統(tǒng)（中央控制系統(tǒng)）
生鮮農產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)，是在系統(tǒng)總體規(guī)劃的原則下，為實現(xiàn)農產(chǎn)品種植基地的智能化、數(shù)字化、精準化管控而進行的計算機軟、硬件系統(tǒng)設計，在信息自動化統(tǒng)一軟件平臺的基礎上，結合農作物生產(chǎn)經(jīng)驗，開發(fā)農產(chǎn)品種植系統(tǒng)，采用面向對象的分析、設計和開發(fā)手段。充分考慮系統(tǒng)的柔性，并為系統(tǒng)的全面集成留有接口。
系統(tǒng)由管理層信息系統(tǒng)集中管理和統(tǒng)一調度，在監(jiān)測與預警系統(tǒng)的監(jiān)控下獲取數(shù)據(jù)采集層下各類型傳感器所提供的作物成長環(huán)境的物理參數(shù)，如：空氣溫濕度、土壤水分含量、PH值、CO2濃度等，再經(jīng)通訊層傳輸?shù)焦芾韺又醒肟刂破鳎r產(chǎn)品種植系統(tǒng)對感知的信息進行融合處理，智能對比適宜農作物生長的最佳環(huán)境變量，并形成完整的按需配給策略，由通訊層到達發(fā)出控制指令的具體分管控制器，完成對農作物的按需供給，保障農作物的健康成長環(huán)境。
整個管控系統(tǒng)形成了一整套完全智能化、數(shù)字化和精準化的管理理論和實踐方法，對智能并聯(lián)調度系統(tǒng)、診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)、水肥一體化精準管控系統(tǒng)等新技術模塊進行了研究應用。
系統(tǒng)結構分為四個層次，即：信息管理層、通訊層、調度監(jiān)控層和設備執(zhí)行層。其中，計算機系統(tǒng)始終貫徹整個系統(tǒng)的運行中，從整體調度到具體信息的收集與傳輸、指令信息的下達，涵蓋信息管理層、通訊層、調度監(jiān)控層的所有業(yè)務以及設備執(zhí)行層的大部分業(yè)務，上聯(lián)中央控制系統(tǒng)，下聯(lián)設備執(zhí)行層。
系統(tǒng)硬件模型，如圖2。
2.水肥一體自動控制系統(tǒng)
水肥一體自動控制系統(tǒng)是一項現(xiàn)代農業(yè)新技術，該技術可以精確控制灌溉和施肥的數(shù)量與時間，以微灌系統(tǒng)為基礎，根據(jù)農作物的需水需肥規(guī)律及土壤狀況，運用計算機技術自動對水和肥料進行調配和供給。
在滴灌、滲灌、微噴灌等工程節(jié)水的基礎上，通過布置在田間的水分傳感器、養(yǎng)分傳感器、土壤成分傳感器等多種類別傳感器，測得土壤各指標的基本狀況，經(jīng)傳感器將信號傳到電腦，再由程序智能指導灌水施肥。
由于系統(tǒng)沒有非常復雜的運算，需要低功耗和具有較強抗干擾性，因此采用單片機作為自動控制中心模塊，用來處理灌溉區(qū)的信號輸入等工作。由于水灌溉自動控制系統(tǒng)對水位的控制精度要求不高，將自制水位傳感器安裝到要求的液位，直接感知液位信息。由液位信息控制電磁閥，從而實現(xiàn)精準施灌。系統(tǒng)中的很多資料需要長期保存，同時需要在系統(tǒng)斷電時仍能保存信息，根據(jù)自動控制系統(tǒng)以及用戶信息存儲大小需求，選用雙備份磁盤陣列為該系統(tǒng)的存儲設備。
水肥一體自動控制系統(tǒng)包括兩大類。即葉面施灌和根系施灌，前者采用噴霧頭施灌，后者采用滴灌。
系統(tǒng)將各種農作物的特征需求數(shù)據(jù)、種植歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)、專家知識等集成、組構、融合，編制成生鮮農產(chǎn)品種植專家系統(tǒng)，將測定的實時信息與生鮮農產(chǎn)品種植專家系統(tǒng)的參數(shù)對比后，可計算出灌溉時長、施加肥液時長和肥液配比等值。控制程序得到開始工作指令后立即運行，系統(tǒng)運行過程的數(shù)據(jù)均可查閱。系統(tǒng)主程序流程，如圖3。
3.自動通風控制系統(tǒng)
自動通風控制系統(tǒng)綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)通風系統(tǒng)，可以自動調控風機轉速與風量，感應空氣品質，從而改善空氣質量，提高通風安全，實現(xiàn)運行管理智能化。該系統(tǒng)主要由智能中央控制子系統(tǒng)及空氣品質感應子系統(tǒng)等組成，還包括通風管道、可調節(jié)的風口末端及數(shù)字化節(jié)能風機等。
4.無線傳感器子系統(tǒng)
WSN（WirelessSensorNetwork，無線傳感器網(wǎng)絡）由多個部分組成，其主要構成：無線傳感網(wǎng)絡基礎設施、網(wǎng)絡應用支撐層和基于該網(wǎng)絡應用業(yè)務層的一部5y.等，參見圖4。將WSN應用于培養(yǎng)種植農作物，可提高農業(yè)數(shù)字化水平。其工作原理為：在監(jiān)察區(qū)域設置大量廉價的微型傳感器，通過傳感器感知并收集所需監(jiān)察對象的信息，這些信息經(jīng)過處理后發(fā)送給觀察者。
5.卷簾控制系統(tǒng)
當前使用的溫室大棚卷簾機大部分存在安全隱患，其主要原因是動力源為現(xiàn)場人工送電，不論溫室中是否有勞動任務，管理人員都必須到現(xiàn)場操控設備，造成了時間和人力資源的浪費。
為解決上述問題，可以通過自動遠程控制，實現(xiàn)卷簾機的升降，不僅可以減少安全隱患，而且降低勞動強度，提高效率。其主要做法為.在設備中嵌入一個模塊，利用處理器的指令控制來實現(xiàn)GSM系統(tǒng)的短信息服務。該方法實施方便、操控簡單、成本低，有較高的應用率。
6.診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)
在農作物種植基地采用診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)，主要針對系統(tǒng)中關鍵設備的開關和運行情況進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時處理，從而盡量避免損失的發(fā)生。
為了加強監(jiān)測和預警，該系統(tǒng)設計并充分應用無線結構健康監(jiān)測試驗儀器。基于成本和便捷性，該儀器主要應用ISM（IndustrialScientificMedical）頻段，這是因為：ISM頻段耗能低、成本少，組網(wǎng)方便且無需授權申請，非常適合無線結構的健康監(jiān)測使用。其覆蓋范圍，如圖5。
診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)涵蓋整個系統(tǒng)，實時監(jiān)測各系統(tǒng)的運行狀況，并根據(jù)系統(tǒng)的實際情況經(jīng)傳輸系統(tǒng)反饋給中央控制系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)的健康運行具有重要意義。
第7篇：智能化農業(yè)灌溉范文
關鍵詞：現(xiàn)代農業(yè)；農業(yè)機械；自動化；技術
傳統(tǒng)農業(yè)體系中，人工是農業(yè)生產(chǎn)的基礎，但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，農業(yè)產(chǎn)品市場需求增加，人工生產(chǎn)模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代農業(yè)的生產(chǎn)要求。在此背景下，農業(yè)機械化、自動化概念應運而生，轉變了現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)模式，在各類自動化農機設備的使用中，農業(yè)生產(chǎn)效率明顯提升，為建設精準化現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)模式提供較大可能性。
1農業(yè)機械自動化概述
農業(yè)機械自動化是基于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)信息技術，將自動控制技術、計算機軟件、大數(shù)據(jù)分析技術高度整合在農業(yè)機械生產(chǎn)研發(fā)中，使其能夠在具體使用時，高效率地處理各類農業(yè)生產(chǎn)、管理事務。現(xiàn)代農業(yè)體系中，農業(yè)機械自動化趨勢逐漸明朗，其在農業(yè)生產(chǎn)中的推廣、應用價值愈發(fā)突出。在此背景下，農機設計中的自動化程度不斷提高，自動化技術成為創(chuàng)新、完善農機功能的核心技術，可以幫助農業(yè)生產(chǎn)人員優(yōu)化調整生產(chǎn)模式，智能、有效地管控農業(yè)機械設備，最大限度地改善農業(yè)生產(chǎn)條件[1]。隨著現(xiàn)代農業(yè)體系的完善，農業(yè)機械自動化可以滿足新時期農業(yè)高效、高質量生產(chǎn)的基本要求，并且對解決農村勞動力問題、轉變農村傳統(tǒng)勞作及生產(chǎn)模式有著不可忽視的作用。一方面，農業(yè)機械自動化能夠進一步提升現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約農作物成長期間的勞作時間，同時有助于減少人力、財力成本，落實各種有利于農業(yè)生產(chǎn)的新興技術。另一方面，基于農業(yè)機械自動化，農業(yè)生產(chǎn)模式改變，農業(yè)生產(chǎn)人員可借此構建信息化、自動化的農業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，全方位地監(jiān)控農產(chǎn)品生產(chǎn)鏈條，逐步地落實“精準農業(yè)”的理念。
2現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
現(xiàn)階段，農業(yè)機械自動化成為“現(xiàn)代農業(yè)建設”的基本內容，但在提升現(xiàn)代農業(yè)自動化程度時，仍存在較多問題，具體可體現(xiàn)在以下幾方面。首先，農業(yè)機械設備先進性不足。機械設備的實際性能、機械自動化水平直接關系著現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新的效果，但根據(jù)當前農村地區(qū)對農業(yè)機械的使用情況可知，多數(shù)農村區(qū)域，農民所使用的農機設備較為落后，缺乏先進性。設備功能、設備自動化程度均不符合現(xiàn)代農業(yè)的生產(chǎn)需求，制約著現(xiàn)代農業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)模式。導致現(xiàn)代農業(yè)在機械化、自動化發(fā)展中，農業(yè)體系中的生產(chǎn)觀念、生產(chǎn)流程、區(qū)域農業(yè)發(fā)展均受到較多限制，使得農業(yè)機械自動化的推廣、宣傳范圍難以持續(xù)擴大。對此，相關農業(yè)部門還應基于農作物生產(chǎn)的現(xiàn)狀，加大對自動化農機的宣傳力度、政策扶持力度，促進農業(yè)生產(chǎn)模式的轉型與升級[2]。其次，農業(yè)生產(chǎn)中農機設計的科技水平低。目前，現(xiàn)代農業(yè)體系中，農業(yè)生產(chǎn)中的各類農機的自動化水平逐漸提升，但農業(yè)機械中的科技含量較低，其所包含的技術優(yōu)勢不明顯，設備功能創(chuàng)新性較弱，使得我國農業(yè)機械化、自動化發(fā)展中，完善農產(chǎn)品生產(chǎn)模式的進程緩慢。所以相關研究人員還應及時借鑒國外成熟的農業(yè)機械研發(fā)技術，針對性分析農業(yè)機械化、自動化發(fā)展需求，逐步地融入各類先進技術，提高農機設備中的科技含量。最后，農業(yè)機械自動化區(qū)域發(fā)展不均衡。我國土地資源豐富，國土遼闊，農業(yè)種植區(qū)域大、分布廣，但不同區(qū)域的農業(yè)經(jīng)濟增長速度、區(qū)域經(jīng)濟水平存在較大差異，繼而使得農業(yè)機械自動化推廣、應用受到較多影響，各個區(qū)域內農業(yè)機械自動化發(fā)展呈現(xiàn)出不均衡的特點。
3現(xiàn)代農業(yè)中農業(yè)機械自動化的具體應用
3.1生產(chǎn)監(jiān)測自動化
現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)中，農業(yè)機械自動化在具體應用時，能夠實現(xiàn)農業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測的自動化。具體來說，在農機設備自動化設計后，計算機成為自動化控制農業(yè)生產(chǎn)設備的核心工具，在農業(yè)生產(chǎn)活動中，計算機可操控農機設備的運行與管理，將其投入農業(yè)生產(chǎn)活動中獲取相關數(shù)據(jù)，而系統(tǒng)可自動化分析農業(yè)生產(chǎn)中的各項信息，對農機設備下達指令，使其自動調節(jié)農業(yè)生產(chǎn)設備功能[3]。例如，在現(xiàn)代農業(yè)中，農產(chǎn)品種植、栽培場所逐漸改變，對于生長在溫室內的農產(chǎn)品，農業(yè)機械設備的自動化技術，可以利用功能完善的感應裝置，監(jiān)控農業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內的含水量、溫度，評估現(xiàn)有的溫濕度是否符合農作物萌芽、抽芽、生長要求。與此同時，相關人員可基于計算機技術，自動化地分析處理溫室內的各項數(shù)據(jù)，智能調節(jié)農業(yè)生產(chǎn)中的光照、溫度，為農作物提供更為適宜的生長環(huán)境。比如，在農業(yè)機械自動化發(fā)展中，GPS技術被應用在現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)中。該技術可自動收集農作物生長數(shù)據(jù)，改善農作物生長條件，并在與GIS技術聯(lián)合應用的過程中，準確獲取農作物土壤結構內的營養(yǎng)元素，使農業(yè)生產(chǎn)人員可以依據(jù)土壤數(shù)據(jù)，精準除草、施肥、澆水灌溉，夯實農作物生產(chǎn)基礎。不僅如此，農業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農業(yè)中的應用，同樣可將“生產(chǎn)監(jiān)測自動化”滲透在農作物的整個生命周期內，從農作物萌芽、生長、成熟、收割等各個環(huán)節(jié)進行自動化監(jiān)控。部分農業(yè)機械設備可及時對農作物進行采摘、初步清理、存儲，及時清空農作物生長區(qū)域，為后期種植做好準備，全面地提升農業(yè)生產(chǎn)效率。
3.2農業(yè)灌溉自動化
灌溉是農作物生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，在將農業(yè)機械自動化技術應用在現(xiàn)代農業(yè)時，部分農機設備可實現(xiàn)農業(yè)生產(chǎn)中排水灌溉的自動化。具體來說，在全球范圍內，水資源短缺問題尤為突出，而農業(yè)生產(chǎn)中的水資源卻屬于不可缺少的生產(chǎn)要素。在農業(yè)灌溉中應用農業(yè)機械自動化技術，不僅是為了提升農業(yè)生產(chǎn)灌溉效率，更是為了通過精準地控制農業(yè)灌溉時的用水量，以節(jié)約農業(yè)生產(chǎn)中的水資源，將“節(jié)約用水”理念滲透到農業(yè)生產(chǎn)活動中[4-5]。在此背景下，現(xiàn)代農業(yè)體系中的灌溉設備功能逐步完善，正式灌溉農作物前，相關人員可根據(jù)農田面積、農田內農作物的密集度以及農作物生長需求，自動化分析每畝農田的需水量，繼而通過現(xiàn)代農機設備的精密控制，科學地對農田進行灌溉，落實自動化的農業(yè)生產(chǎn)灌溉技術。在此期間，農業(yè)灌溉所用的農業(yè)機械設備包括農機傳感設備、大數(shù)據(jù)監(jiān)控分析平臺、計算機系統(tǒng)，是自動化控制技術與現(xiàn)代農業(yè)相互融合的載體，對節(jié)約農業(yè)生產(chǎn)中的水資源、灌溉成本意義重大。農業(yè)生產(chǎn)人員可利用農業(yè)生產(chǎn)灌溉的自動化，進一步改善農作物生產(chǎn)條件，使其健康成長，保障農作物生產(chǎn)質量、生產(chǎn)效率。
3.3農產(chǎn)品裝檢機械化
現(xiàn)代農業(yè)體系不僅包括農作物生產(chǎn)，農產(chǎn)品產(chǎn)銷、包裝均屬于現(xiàn)代農業(yè)的生產(chǎn)管理工作。所以農業(yè)機械自動化的應用不僅局限于農作物生產(chǎn)，同樣可以應用在農產(chǎn)品包裝、質量檢測等方面。首先，農業(yè)機械自動化會促進現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)結構的創(chuàng)新，優(yōu)化農業(yè)生產(chǎn)管理流程，并根據(jù)市場對農產(chǎn)品的實際需求，改進農產(chǎn)品質量檢測、農產(chǎn)品包裝模式。在傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)管理中，農業(yè)機械化、自動化技術水平低，人工是農產(chǎn)品包裝與質檢的主體。而隨著農業(yè)機械自動化發(fā)展，相關人員研發(fā)出“自動檢測包裝設備”，該設備的核心技術是自動控制技術，可以自動檢測農產(chǎn)品外觀、大小，合理地對農產(chǎn)品進行分類包裝。其次，在農產(chǎn)品裝檢機械化中，相關人員同樣可借助自動化影像技術，實時監(jiān)測農產(chǎn)品生長中的各項指標，全面監(jiān)控農作物種植區(qū)域。然后，利用計算機軟件，整理農作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)、成長信息，構建可視化的三維立體模型，為農業(yè)收割、采集、包裝、質量檢驗提供詳細的參考數(shù)據(jù)，使相關人員在農業(yè)生產(chǎn)實踐中制定出更為科學的管理方案[6]。最后，在農業(yè)機械自動化發(fā)展中，現(xiàn)代農產(chǎn)品的裝檢機械化趨勢愈發(fā)明顯，并且在現(xiàn)代農業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中，農產(chǎn)品包裝、質量檢測等流程呈現(xiàn)出“集約型”的管理特點。各個農業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中，農業(yè)機械自動化推廣效應不斷擴大，集約化的農產(chǎn)品分揀、包裝會突破傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)管理困境，使非生產(chǎn)環(huán)節(jié)的農業(yè)機械自動化水平不斷提高，促進了現(xiàn)代農業(yè)結構、農業(yè)機械自動化技術的相互融合，進一步增強現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)人員的專業(yè)能力、綜合素質，為我國農業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。
3.4農業(yè)管理精準化
農業(yè)機械自動化應用于現(xiàn)代農業(yè)時，可促進農業(yè)管理精準化。首先，農業(yè)生產(chǎn)人員可基于計算機技術，開發(fā)農田管理軟件，該軟件在與UPS接收器連接后，能夠繪制農田地圖，記錄各個區(qū)域中的農作物產(chǎn)量，匯總UPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)。之后，在農業(yè)生產(chǎn)管理中，農業(yè)生產(chǎn)人員可檢測農田土壤樣本，測定農田中的土壤成分，并根據(jù)農作物葉子顏色、植株顏色判斷農作物生長情況。與此同時，在農作物生長過程中，該軟件具有獲取農田航拍圖像的作用，可以按照農作物健康狀況的檢測結果，精準地確定各個區(qū)域農作物施肥需求量、農作物種植的合理密度[7-8]。其次，UPS接收器與自動化農業(yè)生產(chǎn)管理軟件融合后，可監(jiān)測農田內拖拉機、深耕設備、收割機等農用機具的位置，便于農業(yè)生產(chǎn)人員精準地管理農作物施肥、打藥、收割、播種工作，精準地管控各環(huán)節(jié)的操作成本，有效地改善農作物周圍的生態(tài)環(huán)境。另外，現(xiàn)代農業(yè)體系中，農業(yè)機械自動化能夠更為準確地定位農機，甚至可以自動化控制農機操作過程。比如，在使用農業(yè)機械播種、施肥、打藥時，UPS接收器與計算機管理軟件可精準地將種子、農藥或肥料投入對應的區(qū)域，實現(xiàn)高效收割、高效播種、高效施肥等精準化管理目標，突出農業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農業(yè)中的應用優(yōu)勢。
4基于農業(yè)機械自動化的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展趨勢
4.1農業(yè)生產(chǎn)模式智能化發(fā)展
隨著農業(yè)機械自動化的推廣與應用，農業(yè)生產(chǎn)模式的智能化發(fā)展趨勢會更加明顯。基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術的各類先進技術，將成為農業(yè)生產(chǎn)的技術支撐，所以在農作物播種、生產(chǎn)管理、收割、運輸、銷售等環(huán)節(jié)中，農業(yè)活動的智能化水平會逐步提高。在未來農業(yè)體系中，農業(yè)機器人會被廣泛應用在現(xiàn)代農業(yè)生產(chǎn)中，用以監(jiān)控、預測農業(yè)生產(chǎn)參數(shù)，獲取完整、真實且準確的農業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。而農業(yè)生產(chǎn)人員可利用智能化管理平臺，遠程記錄、分析農業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提前做好病蟲害、排水灌溉、施肥等工作，人工下田操作會逐漸減少，農業(yè)機械設備會代替人工，有序地完成農業(yè)生產(chǎn)任務[9-10]。不僅如此，在現(xiàn)代農業(yè)中，農業(yè)機械化、自動化水平會持續(xù)提高，農機生產(chǎn)、研發(fā)中可利用的先進技術增多。相關人員可進一步完善農機性能，使其具有智能操控、自動控制的基本能力，農業(yè)生產(chǎn)人員可利用升級后的農機設備，改善農業(yè)生產(chǎn)條件，構建智能化、自動化的農業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，高效率、精細化地完成農業(yè)生產(chǎn)管理工作，滿足現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展需求，促進農業(yè)經(jīng)濟增長。
4.2精準化農業(yè)生產(chǎn)模式逐漸完善
農業(yè)機械自動化發(fā)展中，農業(yè)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)管理等操作更為“精準”，所以在未來“精準化生產(chǎn)模式”會更加完善，農業(yè)生產(chǎn)活動會在農業(yè)科技水平的提升中不斷優(yōu)化。農作物生長周期內，農業(yè)生產(chǎn)人員對澆水、施肥、除草、病蟲害防治等工作的控制更為精準，可以有效提升未來農業(yè)生產(chǎn)管理質量，使農作物健康成長。另外，基于“精準化生產(chǎn)模式”，農業(yè)機械自動化會支持市場上農產(chǎn)品品質、品種的創(chuàng)新，從而帶動農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，有利于夯實我國社會經(jīng)濟建設基礎，增強我國農業(yè)在國際市場的競爭力。
5結語
綜上所述，為在現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展中有效地應用農業(yè)機械自動化技術，相關人員還應積極創(chuàng)新農業(yè)機械設計，將更多先進、新穎的自動化技術融入農業(yè)生產(chǎn)中，從而為農業(yè)發(fā)展構建完善的技術體系。與此同時，相關農業(yè)部門還應順應時展趨勢，強化農業(yè)機械自動化推廣、宣傳力度，在堅持因地制宜原則的基礎上，擴大區(qū)域范圍內的農業(yè)機械自動化應用范圍，建設精準化的現(xiàn)代農業(yè)，助力我國農業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
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第8篇：智能化農業(yè)灌溉范文
1.1加緊實訓教師培養(yǎng)、聘任工作目前,基地配備專兼職教師38人,其中40%為農業(yè)相關專業(yè),35%為計算機相關專業(yè),25%具有機電及復合型知識結構。實訓基地建設師資是關鍵,學院狠抓實訓基地的教師培養(yǎng),努力提升教師隊伍素質,有計劃地選派專業(yè)教師到現(xiàn)代農業(yè)企業(yè)實踐、考察,培養(yǎng)技師型教師,多次組織教師到區(qū)內外智能化農業(yè)技術先進的現(xiàn)代農業(yè)企業(yè)考察、調研,從企業(yè)選聘有豐富實踐經(jīng)驗的業(yè)務骨干或技術人員擔任實訓教師,保證實踐教學順利開展。這些措施有效培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐技能。
1.2校企合作開發(fā)現(xiàn)代農業(yè)技術課程體系學院按照項目建設方案,結合現(xiàn)代農業(yè)企業(yè)工作過程,抓緊組織項目相關教師制定智能化農業(yè)技術實訓基地運作的生產(chǎn)、建設、服務、管理目標,確定實訓項目設置、運作和崗位能力培養(yǎng)。在課程建設中,專業(yè)教師深入企業(yè)進行調研,使課程、課件的相關內容真實反映企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營實際。并根據(jù)生產(chǎn)實際要求,抓緊組織開發(fā)現(xiàn)代農業(yè)技術課程。目前已經(jīng)開發(fā)了農務信息管理、農產(chǎn)品質量溯源等課程,并編寫了《農務信息管理》、《農產(chǎn)品質量溯源》等教材,這兩本教材同時還作為廣西農墾崗位培訓用書。
1.3校企合作建設現(xiàn)代農業(yè)技術服務平臺學院與合作企業(yè)單位組建服務廣西農墾的甘蔗糖業(yè)信息化技術服務平臺、農產(chǎn)品質量追溯系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理與動態(tài)監(jiān)控平臺,直接為廣西地方及農墾企業(yè)提供農業(yè)標準化生產(chǎn)技術、甘蔗糖業(yè)農務信息管理、農產(chǎn)品質量檢測、農產(chǎn)品質量溯源、現(xiàn)代設施農業(yè)技術等多項新技術服務,針對企業(yè)需要每年開出相關的企業(yè)培訓項目,按照企業(yè)特點和要求選派高水平的專業(yè)教師承擔企業(yè)員工和管理人員的業(yè)務培訓工作,每年為企業(yè)員工開展農業(yè)職業(yè)資格的培訓和技能鑒定工作。
2建設成效
2.1推進校企合作開展高職教育教學改革近幾年來,學院與廣西農墾集團企業(yè)、廣西百色國家農業(yè)科技園區(qū)、廣西樂業(yè)縣顧式茶有限公司、廣西綠大洲農業(yè)開發(fā)有限責任公司等12家企業(yè)簽訂了產(chǎn)學研合作協(xié)議。校企合作積極開展作物生產(chǎn)技術專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系改革,按照能力遞進的人才培養(yǎng)規(guī)律,學院與企業(yè)共同成為人才培養(yǎng)的主體,校企共同設計、實施“模擬承包+生產(chǎn)項目驅動”工學結合人才培養(yǎng)模式改革,引入無公害芒果生產(chǎn)技術規(guī)程等行業(yè)技術標準和高級果樹園藝工、高級花卉園藝師、高級茶園園藝工等職業(yè)標準,由行業(yè)企業(yè)技術骨干和專業(yè)教師共同開發(fā)農產(chǎn)品質量溯源、現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營管理、農務信息管理等課程。農產(chǎn)品檢驗室與廣西三達環(huán)境監(jiān)測有限公司達成了合作協(xié)議,共同進行環(huán)保部門及企業(yè)提供的環(huán)境樣品的分析檢驗,把農產(chǎn)品檢驗室作為他們的第二實驗室(已掛牌),利用檢驗室的大型儀器如液相、氣相色譜儀等承擔部分樣品的分析任務。自2009年來,依托智能化農業(yè)技術實訓基地加強高職實踐教學改革研究,與企業(yè)共同承擔智能化農業(yè)技術實訓基地建設的研究與實踐、亞熱帶經(jīng)濟作物標準化生產(chǎn)實訓基地建設的研究與實踐、蔬菜栽培基質次生鹽漬化治理技術研究、廣西高職農類專業(yè)質量評價指標體系研究、行動導向教學法在高職植物造景課程中的應用研究、珍稀植物紅皮糙果茶快速繁育技術及其園林應用的研究與示范等8項廳級教改立項課題。在項目實施過程中,共發(fā)表教改文章9篇。到位的儀器設備都已正常使用,各個實訓室都正常開課。智能化農業(yè)技術實訓基地每年承擔了90多門課程約3000學時的教學工作量。
2.2充實了實訓設備項目的建設實現(xiàn)了學院農科實訓條件從原來的傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)、智能化農業(yè)的轉變。項目對原有的玻璃溫室進行了改造,增加室內光、溫、水的控制設備,實現(xiàn)了智能控制的功能;對原有生產(chǎn)茶園輔助設計節(jié)水灌溉設施和監(jiān)控設備,實現(xiàn)了室外生產(chǎn)場所的遠程監(jiān)控;對原有實驗室進行整合、重新規(guī)劃設計,進一步完善其設備功能,新建環(huán)境生態(tài)監(jiān)測實訓室、農務信息管理、質量溯源和農產(chǎn)品質檢實訓室,具備農產(chǎn)品質量檢測、水環(huán)境和大氣環(huán)境分析監(jiān)測、土壤檢測、配方施肥、農務信息管理和質量溯源等功能。新增了環(huán)境監(jiān)測儀、節(jié)水灌溉信息采集與控制系統(tǒng)、氣質聯(lián)譜儀、農務專家系統(tǒng)、溯源系統(tǒng)、農業(yè)智能系統(tǒng)、數(shù)字化農業(yè)信息系統(tǒng)等成套大型設備13臺套,儀器設備總值698萬元。
2.3作為學院對外交流的窗口智能化農業(yè)實訓基地建設項目建成后,積極開展對外交流,作為學院對外交流的窗口,接待了許多相關單位的參觀和指導,2011年共接待36批395人次的參觀。在參觀的過程中許多同行對這一建設項目很感興趣,對項目的組織、實施和成效給予了充分肯定。
2.4師資隊伍整體素質得到了提高項目有計劃地選派教師外出培訓,每年安排6-8名骨干教師參加各種學習培訓,共培養(yǎng)了28名骨干教師,其中鄧朝輝派到農業(yè)部參加農產(chǎn)品質量追溯系統(tǒng)培訓,廖旭輝、麻文勝老師參加了日本島津公司在北京舉辦的氣相——質譜聯(lián)用儀的培訓,教師的專業(yè)能力有明顯提高。另一方面,在項目的建設和運行過程中,進一步加深了學校與企業(yè)的聯(lián)系,到企業(yè)兼職的教師其動手能力也得到了提高。通過社會服務,許多骨干教師提高了學術水平,取得了較多的科研成果和較廣泛的社會資源。
2.5拉動了招生近年,在農業(yè)類招生困難的大背景下,學院對農類專業(yè)進行了整合,實行農科大類招生,依托智能化農業(yè)技術實訓基地共享和輻射作用,廣泛發(fā)動宣傳,搞好課程改革,提高教學質量,夯實內涵建設,2008年專業(yè)大類招生164人,2009年招生182人,2010年招生196人,2011年招生252人,專業(yè)招生有了明顯回升。5年來農業(yè)類專業(yè)就業(yè)率達到98.6%,就業(yè)對口率達到80%。
2.6提升了工學結合質量實施工學結合教學,依托智能化農業(yè)實訓基地,教學中的大部分項目來源于真實的為企業(yè)承擔的項目。學生在以項目為載體的學習和項目開發(fā)實踐中得到職業(yè)能力的鍛煉,專業(yè)人才培養(yǎng)質量進一步提高。以作物生產(chǎn)任務為載體,第二、第三學期根據(jù)蔬菜、果樹、花卉等作物從春季到冬季生長的季節(jié)周期性和管理要求,在老師指導下進行一個季節(jié)周期的“模擬承包”實訓;第四、第五學期采用統(tǒng)一安排和學生選擇相結合的方式,到合作企業(yè)進行2次交替專業(yè)實訓,每次1個月;在第六學期學生進入企業(yè)頂崗實習,具備職業(yè)崗位能力,與畢業(yè)后就業(yè)崗位對接。
2.7專業(yè)教育質量與職業(yè)技能培訓得到加強項目的建設使校內實訓基地得到充實、提升,擴大了實訓功能。在完善原有實訓項目的基礎上,新增32個實訓項目、356個工位,可以在實訓基地完成智能化農業(yè)技術相關專業(yè)主要工作崗位的實訓和相關職業(yè)技能的培訓,使專業(yè)教學中的實踐教學與理論教學的比例、新技能與傳統(tǒng)技能的比例、心智性專業(yè)技能與動作性專業(yè)技能的比例得到進一步提高。同時,積極組織學生參加自治區(qū)和國家職業(yè)技能比賽,在自治區(qū)級以上職業(yè)技能比賽中有6人獲獎。本專業(yè)近三年畢業(yè)生獲“雙證書”比例達100%。同時,為社會提供2000多人的職業(yè)技能培訓服務。
2.8社會服務成績利用智能化農業(yè)技術實訓基地的綜合優(yōu)勢,為三農服務,使農民增收,使企業(yè)增加經(jīng)濟效益,實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。近年,學院與廣西農墾糖業(yè)集團合作申報了廣西科技廳項目“甘蔗糖業(yè)信息技術服務體系建設示范”,獲80萬元專項經(jīng)費支持,還申報了國家科技支撐計劃課題“糖廠農務管理信息技術服務應用示范(2007BAD30B06)”,獲國家專項經(jīng)費支持315萬元,目前項目已通過科技部結題驗收。梁裕教授主持的廣西科技廳項目“糖廠農務管理信息技術服務體系建設示范”(桂科攻0895003-2-3)獲廣西科技廳專項支持40萬元,項目已通過科技廳驗收并完成成果鑒定。這些項目實施完成后,服務廣西、云南等示范蔗區(qū)320萬畝,惠及26家制糖企業(yè)、30多萬蔗農,使原料蔗從砍蔗到入榨平均縮短10.6個小時,折合降低蔗糖分損失0.31%,示范區(qū)年新增甘蔗產(chǎn)值19800萬元,增加工業(yè)產(chǎn)值37125萬元,稅金6326萬元,得到合作企業(yè)及蔗農的好評。
學院參與完成農業(yè)部農墾司“廣西農墾質量溯源建設項目”,與廣西農墾局科研處合作建立了廣西農墾農產(chǎn)品質量追溯數(shù)據(jù)中心,搭建省級農產(chǎn)品質量追溯平臺,完成了廣西農墾水果、生豬、茶葉農產(chǎn)品9個追溯試點,經(jīng)農業(yè)部驗收達到優(yōu)秀等級。依托廣西農墾農產(chǎn)品質量追溯數(shù)據(jù)中心,主持開發(fā)廣西農墾生產(chǎn)信息管理平臺,實現(xiàn)廣西農墾企業(yè)單位遠程生產(chǎn)數(shù)據(jù)填報及自動統(tǒng)計功能,在墾區(qū)92家企業(yè)推廣使用,得到廣西農墾科技產(chǎn)業(yè)處的好評。2008——2010年主要參與完成了廣西教育廳科研課題“農產(chǎn)品質量追溯網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺的開發(fā)與應用”,項目已結題驗收。2010開始與百色國家農業(yè)科技園區(qū)合作開展芒果等特色果蔬質量溯源體系研究,共同聯(lián)合申報課題,共同開發(fā)質量溯源系統(tǒng)。同時為農業(yè)企業(yè)開發(fā)茶葉新品種、改造生產(chǎn)工藝,為企業(yè)增收8778萬元,桑茶技術創(chuàng)新使桑農每畝增收6000元,為桑蠶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和桑農的增收開創(chuàng)了一條新路;為茶葉企業(yè)設計加工機械,使企業(yè)節(jié)能增效每年達到22.11~24.66萬元;為食品企業(yè)研發(fā)新產(chǎn)品,企業(yè)技術轉讓每年獲稅利16萬元。
3特色與示范
第9篇：智能化農業(yè)灌溉范文
關鍵詞 無線傳感器;網(wǎng)絡技術;農業(yè)自動化
中圖分類號 TP393文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2010)18-0129-02
1 無線傳感器網(wǎng)絡研究背景以及發(fā)展現(xiàn)狀
隨著半導體技術、通信技術、計算機技術的快速發(fā)展,90年代末,美國首先出現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)。WSN是由布置在監(jiān)測區(qū)域內傳感器節(jié)點以無線通信方式形成一個多跳的無線自組網(wǎng)(Ad hoc),其目的是協(xié)作的感知,采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息,并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者是WSN的三要素。將Ad hoc技術與傳感器技術相結合,人們可以通過WSN感知客觀世界,擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡功能和人類認識世界的能力。WSN技術現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應用。
2 WSN技術在農業(yè)生產(chǎn)自動化中的應用
2.1 我國農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過程受到了社會以及自然兩方面的影響。我國是農業(yè)大國,建國初期,為了解決糧食供應短缺問題,在農業(yè)生產(chǎn)上,注重產(chǎn)量,當前我國溫飽問題基本得到解決,農業(yè)生產(chǎn)應該用經(jīng)濟效應來衡量,注重產(chǎn)業(yè)效率,我國大部分地區(qū)農業(yè)生產(chǎn)相當?shù)穆浜?仍然靠人力、畜力耕種,限制了勞動力,提高了生產(chǎn)成本。因此我國農業(yè)發(fā)展趨勢應走向自動化,高效率,高精度的機械化,智能化生產(chǎn)。
2.2 WSN技術在農業(yè)生產(chǎn)中的應用
2002年,英特爾公司在餓勒岡建立了世界上第一個無線葡萄園,將無線傳感器結點人工分布在葡萄園中,對園中土壤的溫度以及養(yǎng)分含量等作物生長條件進行實時監(jiān)控。杭州齊格科技有限公司與浙江農科院合作研發(fā)了遠程農作物管理決策平臺,該平臺利用了WSN技術實現(xiàn)對農田的溫度、濕度、光照等信息的監(jiān)測。北京市“蔬菜生產(chǎn)智能化網(wǎng)絡傳感器體系研究與應用”項目,將WSN應用于溫室蔬菜生產(chǎn)中。將溫室作為一個監(jiān)控區(qū),使用WSN技術對溫度、PH值、含水量、光照強度等進行測量,根據(jù)實際需要,對溫室條件進行調整,以達到農作物生長的最佳條件,增加作物產(chǎn)量。在大規(guī)模部署傳感器節(jié)點時可以通過飛機播撒,人工設置,火箭彈射等方式部署在預設區(qū)域。無線傳感器網(wǎng)絡具有的實時性監(jiān)測,無線通信特點,使其在農業(yè)生產(chǎn)上有很大發(fā)展前景。典型應用如下:
1)農業(yè)灌溉自動化控制技術
我國是個貧水國家,水資源總量居世界第4位,人均僅為第121位。農業(yè)用水占總用水量的七成,但我國農田灌溉十分落后,水的實際利用率很低,浪費嚴重,與發(fā)達國家相比仍有差距。采用自動灌溉系統(tǒng),在土壤中人為安放水分傳感器、溫度傳感器,對農作物的生長條件進行監(jiān)控,根據(jù)實際,進行自動供水和自動按一定順序進行灌溉。
2)溫度自動調控
蔬菜生產(chǎn)中,溫室生產(chǎn)規(guī)模正在逐步擴大,傳統(tǒng)溫室監(jiān)控系統(tǒng)成本高,移動性差等問題很突出。近年來,節(jié)能高效的WSN技術正在溫室監(jiān)控領域興起。基于WSN的溫度監(jiān)控系統(tǒng)由匯聚節(jié)點和子節(jié)點構成。將傳感器分布在溫室中監(jiān)控溫室內土壤溫度、濕度、PH值、光照強度等,通過無線網(wǎng)絡傳到匯聚結點,匯聚結點對數(shù)據(jù)進行處理,將命令通過無線網(wǎng)絡下發(fā)給調控節(jié)點,調控節(jié)點根據(jù)所得命令對灌溉設備、加熱器等進行控制,改變溫室條件。匯聚節(jié)點還可接受人工控制,與互聯(lián)網(wǎng)連接,使用戶可以進行遠程監(jiān)控。
3 WSN在農業(yè)生產(chǎn)中的應用
3.1 WSN實際應用中的問題
在實際農業(yè)生產(chǎn)中,節(jié)點工作環(huán)境惡劣,網(wǎng)絡規(guī)模較大,節(jié)點數(shù)目多,在保證網(wǎng)絡規(guī)模的同時,要考慮網(wǎng)絡成本,為了實現(xiàn)實時監(jiān)控,傳感器的施放位置很難定位,節(jié)點能量有限,節(jié)點可能會失效,WSN在實際應用中的問題如下:
1)網(wǎng)絡規(guī)模較大
節(jié)點必須盡可能大規(guī)模高密度部署,保證監(jiān)控區(qū)域的覆蓋范圍和連通度,否則無法實施網(wǎng)絡的自組和數(shù)據(jù)匯聚,而大規(guī)模組網(wǎng),使生產(chǎn)成本增加,降低了經(jīng)濟效益,影響網(wǎng)絡實際應用。
2)對于網(wǎng)絡容錯的解決
農業(yè)生產(chǎn)中,各傳感器網(wǎng)絡所監(jiān)控到的數(shù)據(jù)的準確性對農業(yè)生產(chǎn)非常關鍵。及時了解節(jié)點的狀況,進行網(wǎng)絡容性處理對農業(yè)生產(chǎn)的影響十分重要,而網(wǎng)絡容錯所要處理的問題主要是節(jié)點檢測和節(jié)點恢復。節(jié)點檢測則需要GPS對其定位,若在大范圍的布置GPS設備,會提高成本,保證節(jié)點定位同時保證經(jīng)濟效益是需要解決的問題。節(jié)點恢復,常常用冗余的節(jié)點替換失效的節(jié)點功能的方法解決,但對冗余節(jié)點的位置與數(shù)量有一定要求。
3.2 WSN的關鍵技術
由WSN的結構特殊性,對于WSN在實際應用中應該掌握以下關鍵技術:
1)節(jié)點定位
定位技術是位置未知節(jié)點根據(jù)少數(shù)參考節(jié)點,根據(jù)特定的機制確定自身位置,包括節(jié)點自定位和網(wǎng)絡區(qū)域內的目標定位跟蹤。節(jié)點自定位是指確定網(wǎng)絡中節(jié)點自身位置,是部署組網(wǎng)的基本要求。目標定位跟蹤通過網(wǎng)絡中節(jié)點之間的配合完成對網(wǎng)絡區(qū)域定目標的定位和跟蹤,一般建立在節(jié)點自定位的基礎上。常用方法用三邊測量法,三角測量法和極大似然估計法。
2)與其它網(wǎng)絡的融合
WSN與現(xiàn)代網(wǎng)絡融合將大大提高WSN的實際應用功能,將WSN與移動通信網(wǎng)絡、Inter網(wǎng)融合,一方面WSN可以借助著兩種傳統(tǒng)網(wǎng)絡進行通信;另一方面可以利用傳感信息實現(xiàn)新的發(fā)展。
4 結論
WSN絡融合了嵌入式技術、計算機網(wǎng)絡技術和通信技術等現(xiàn)有的先進技術,自主實現(xiàn)對各種信息的采集、傳輸和處理,是一種有廣泛發(fā)展前景的監(jiān)控網(wǎng)絡技術。為人們提供了一種全新的信息采集、信息處理和信息利用的方法,具有自主性,實時性特點,適合農業(yè)生產(chǎn)管理。文章通過對WSN的組成、體系結構和關鍵技術的簡介和其在實際農業(yè)生產(chǎn)應用實例,說明WSN在推動農業(yè)生產(chǎn)自動化中的作用。
參考文獻
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