导读:伴随一系列科技应用,昔日实验室里的物联网技术,正在为农业机械化发展插上智慧的翅膀。科技日益发展,农业机械也逐渐趋于智能化、节约化、精准化和大型化,而物联网作为农业信息化的先进技术,可以对农业机械发展起到技术支撑作用。物联网应用于农业机械必将为现代农业发展带来大变化,两者的结合或将擦出“爱的火花”。
近几年,我国农业机械化发展速度较快,农业机械化支撑农业发展的能力显著增强,加速了农业增长方式的转变和农业现代化进程。但是,由于受我国农村经济发展水平、农业劳动力转移程度、农业经营规模和农机工业水平等多因素的影响,农业机械化发展仍存在一些问题。目前,农业物联网已经在智能化培育控制、农产品质量安全、农业信息监测等方面表现出独特的优势,农业机械与物联网相结合必将带来令人意外的成绩。
物联网的概念
物联网(The Internet of Things),是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来,实现数据采集、融合、处理,并通过操作终端,实现智能化识别和管理。这一概念是在1999年提出的,简而言之就是物物相连的互联网。这意味着物联网的核心仍是互联网,但它将“物”带入了互联网,进行信息交换和通讯。
我国物联网产业发展现状
在市场应用方面,2011年从整体来看,占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保。其中智能工业占比最大,为20.0%。
产业分布上,国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域之首。
2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比2011年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到智慧城市落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,悄然影响着人们的生活。随着我国物联网产业发展迅猛的态势和产业规模集群的形成,我国物联网时代下的产业革命也初露端倪。从具体的情况来看,我国物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。在工业流程监控、生产链管理、物资供应链管理、产品质量监控、装备维修、检验检测、安全生产、用能管理等生产环节着重推进了物联网的应用和发展,建立了应用协调机制,提高了工业生产效率和产品质量,实现了工业的集约化生产、企业的智能化管理和节能降耗。
随着物联网技术的研发和产业的发展,预计2013年中国物联网市场规模将达4896亿元,到2015年,这一规模将达到7500亿元,发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于"智慧城市"的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。
物联网技术在农业机械领域的应用
物联网技术在温室行业中的应用
随着近代科技的发展,昔日的塑料大棚正在逐步被行业淘汰,应用各种先进科技成果的智能温室受到市场青睐,而物联网技术的应用着实把温室的智能性发挥到极致,下面我们就看看物联网技术在温室行业的应用。
在温室环境里,单栋温室可利用物联网技术,成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点,如风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构,构成无线网络,来测量基质湿度、成分、pH值、温度以及空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等,再通过模型分析,自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业,从而获得植物生长的最佳条件。
对于温室成片的农业园区,物联网也可实现自动信息检测与控制。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可监测各类环境参数。通过接收无线传感汇聚节点发来的数据,进行存储、显示和数据管理,可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理,并以直观的图表和曲线方式显示给各个温室的用户,同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息,实现温室集约化、网络化远程管理。
此外,物联网技术可应用到温室生产的不同阶段。在温室准备投入生产阶段,通过在温室里布置各类传感器,可以实时分析温室内部环境信息,从而更好地选择适宜种植的品种;在生产阶段,从业人员可以用物联网技术手段采集温室内温度、湿度等多类信息,来实现精细管理,例如遮阳网开闭的时间,可以根据温室内温度、光照等信息来传感控制,加温系统启动时间,可根据采集的温度信息来调控等;在产品收获后,还可以利用物联网采集的信息,把不同阶段植物的表现和环境因子进行分析,反馈到下一轮的生产中,从而实现更精准的管理,获得更优质的产品。
物联网为农业插上智慧的翅膀
伴随一系列科技应用,昔日实验室里的物联网技术,正在为现代农业插上智慧的翅膀。上海在农业物联网的感知、传输、控制、应用等关键技术领域已获得8项软件着作权、6项专利,并在全国多个地区的种植业、养殖业等方面实现大规模应用,为农业装上“千里眼顺风耳”。
“潜艇”畅游鱼塘採集数据、飞行器悬停农田调察病虫害、智能码值守入沪道口追溯农产品渠道……这不是科幻小说,而是上海农业物联网促进“智慧养植”的最新成果,以先进技术引领现代农业,科技正带给土地池塘“智慧”。
作为中国第一家农业物联网研究推广机构,“国家软件与集成电路公共服务平台农业物联网创新推广中心、上海农业物联网应用工程技术研究中心”于2012年正式获批成立,整合了上海农业信息公司、上海交大、上海海洋大学、上海标准化研究院等多家资源。
该中心在上海、内蒙古、江苏等地建设了近10万亩的“水产物联网综合应用示范基地”,围绕长江刀鱼、南美白对虾、中华绒螯蟹(大闸蟹)、黄河鲤鱼等特色水产品种,进行从繁殖育种,到养殖销售全过程的物联网技术应用。
物联网技术在农业机械化中的应用前景
在农机装备技术领域的应用前景
物联网的关键技术之一就是在“物”中安装传感器和其他控制系统。将这一技术应用于农业机械上就可以实现让土地说话,通过及时收集和掌握作物生长的一些重要参数,如土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度、光照强度、气压和CO2浓度等,可以摸索出植物生长对温度、湿度、光、土壤的需求规律,提供精准的科研实验数据。通过智能分析与智能控制,农业机械能及时做出决策,精确地满足植物生长对环境各项指标的要求,达到增产增收的目的,提高农业生产效率的效果。澳大利亚已经将物联网运用于农业机械,推出一种能识别莠草的喷雾器。这种喷雾器在田野移动时,能借助专门的电子传感器来识别莠草,发现莠草时才喷出除莠剂,从而大大节约了花费的除莠剂,减轻了对环境的污染。浙江工业大学也成功利用传感器网络监测大田及温室土壤温湿度及建立节水灌溉系统,随时精确获取作物需水信息,为精量灌溉提供科学依据。可见,如果综合应用信息技术、先进加工工艺于农机产品上,实现物联网系统与农机产品的有机结合,将提高产品的质量和性能,更好地实现精确作业。
在气候智能型农业领域的应用前景
2010年上半年,我国的极端气候日益增多。年初,西南五省特大旱灾;7月中下旬,我国南北诸多地区接连遭受洪涝灾害有农业专家指出:农业是对气候条件依赖性很高且生产周期较长的产业,面对这些极端气候现象,必然会给脆弱的农业产业带来严重危害,直接威胁国家米袋子和菜篮子的安全。因此,快速反应、积极应对极端气候已成为农业农村面临的一项极其紧迫而艰巨的任务。利用物联网的感应器技术原理,可以在该领域实现信息的实时监测,提高农业对洪水和干旱等破坏性自然灾害的抵御能力,加强对农业的管理,降低气候灾害对农业社区的危害程度,同时建立农业机械化应急体系来帮助农民应对气候变化。如在农业的水利水位上安装水位测定感应器,可以实现对水位数据的识别、采集和处理。
在农机化区划与农机4S中的应用前景
每年农时,农机户大多数是根据经验进行农业机器的配备及更新,而由于每年的生产要求与气候变化,常常造成农机配备过剩或短缺两种结果,从而造成资金的浪费及农户经济利益受损。尤其在生产的关键时刻,由于农业机械未及时到位,就会造成严重的油料、时间、人力的浪费,甚至延误农时[9]。基于物联网技术,可以给农业机械贴上电子标签,那么农机信息就可以实时获取,清楚地了解到作业机械的具体位置,进行自动跟踪。经过数据处理,可以实现对农机装备的统筹管理,了解各区域农业机械的类别及配套数量等,从而增强了农机化区划的准确性和快捷性,才能发挥农机系统优化配备的最大效用。
在农业机械化应急体系中的应用前景
我国是世界上灾害频发的地区之一。灾害的突发性、难以预料性是超乎人类想象的。如果处理得不及时,就会严重影响农业生产和农村社会的稳定,因此提高农业机械应急工作能力刻不容缓。考虑将农业物联网技术与农业机械结合来构建农业机械化应急体系,一是可以对不同灾害的有关环境参数进行实时采集,集中信息资源,建立灾害预警模型库、告警信息指导模型库,为灾害事故的预测、预报和防止提供可靠的数据基础和技术支持,如在小型超低空飞行器底部支架上装备数码摄像机实时的获取地面蝗虫图像,从而实现灾情预警;二是在一些极端环境下,可以迅速决策,调配农业机械,做到运转有序、避免混乱,保证所需农机装备在最短的时间内运送到灾区第一线,如一旦发现灾情,可以及时调用农业航空飞机及所需的农用机械救灾;三是这样有针对性地调用农业机械可以避免运输费用的浪费,降低抗灾救灾的成本,最大限度地减轻农业损失。
综合应用信息技术以及先进加工工艺于农机产品上,实现物联网系统与农机产品的有机结合,将大大提高产品的质量和和农业机械的性能,更好地实现精确作业。
文章链接:中国农机总网