智能农业发展前景精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇智能农业发展前景，期待它们能激发您的灵感。

篇1

［关键词］农业机械；发展现状；前景

随着经济的发展，出现了农村村民大规模进城打工而弃耕农田的现象。因此，要摆脱传统观念的束缚，清楚认识农业生产不再是过去的传统生产模式，利用现代化农业机械设备已成为一种潮流。

1农业机械发展现状

1.1我国农业机械设备使用现状

随着家庭联产经营制度的提出，调动了农民的劳动动力。因此，农业机械吸引着广大农民的眼球，因为现代化农业机械有着高效、便利等特点。例如，南方的水稻种植，其地理位置优越，地势比较平缓，因此可以采用现代化机械操作，大大节省人力、财力；而在北方，比如陕北地区，其地势多为丘陵和山坡，无法大规模实施农业机械操作，这样就降低了农业生产效率。

1.2我国农业机械设备质量现状

随着农业机械化时代的到来，各地的农业机械经销商也如雨后春笋般日益增多。但是，许多农业机械经销商没有生产经营许可证，安全保护措施不规范，没有规范的防护设备［1］。同时，经销商为了争夺市场，常常以次充好，制作工艺粗糙，质量无法保证，导致农业机械的质量差，在使用过程中没有安全性可言。

1.3农业机械设备服务系统不完善

按照国家的农业机械设备三包规定，出售正规的农业机械时必须有退货、维修等售后服务，而现在市场中出售的农业机械大多没有售后服务点。同时，大多农业机械设备说明书中的规格和使用注意事项、厂家地址等项目注释模糊，这样使农民的权益无法得到保障。所以，农业机械服务机构的不完善给农业机械使用带来了极大的困扰。

2农业机械发展前景

2.1智能电子传感技术的应用

现代化农业机械设备遍地开花，智能电子传感技术应用就是一个典例，飞机打农药则利用了传感技术，自行感应出农作物所处的位置，对其作出感应，精确其位置，根据种植面积，喷撒适量农药，促进庄稼正常生长［2］。这一系列便利的措施在过去是无法普及到的，所以农业生产中采用现代化的传感技术就显得尤为重要。

2.2农用机器人的普及

随着科技的高速发展，将会出现传感和机电一体化的农业机器人。智能化农用机器人采用现代计算机技术，比如采用计算机技术中的编程，对于农作物常见的疾病及发病特征做出一套完整的程序植入机器人内部，机器人可以根据观察和感应到的农作物状态，采取相应的防治措施［3］。虽然现阶段农用机器人研究还存在一定的问题，但是随着科技的不断发展，农用机器人必然会成为农业发展的中坚力量。

2.3先进的4C及仿真技术的应用

农业机械的使用不但体现在大型种植设备上，现在已经全面渗透在精密的仿真等领域。例如培育新植株是一个漫长的过程，而利用高端的仿真技术，可以模拟出植物所需要的生长环境，大大缩短培育时间，节约人力和财力。因此，现代化的仿真技术在农业生产中的应用也是不容忽视的。

3结语

该文通过对农业机械的发展现状及发展前景进行分析，发现现阶段我国的农业机械仍然存在着服务系统不完善等问题，需要对此进行改正。而农业机械的发展前景极为广阔，科技的迅速发展，智能化和自动化已成为农业机械未来发展的必然趋势。同时，只有在政府、农机生产部门、农民三方齐心协力下，农业机械才能够促进农业生产稳态发展，在农业生产中发挥其应有的作用。

参考文献

［1］金衡模，高焕文，王晓燕.农业机械自动化的现状与推进模式［J］.中国农业大学学报，2000（2）：44-49.

［2］党革荣，耿端阳.农机发展出路在于智能化和自动化［J］.中国农机化学报，2003（5）：5-6.

篇2

农业机械与电子信息技术的结合、交叉、渗透发展是适应科技发展和社会需求的必然趋势。在科学、技术、理论、设备更新的推动下，农业生产加工在经历多重变革后逐渐向成熟化、信息化、智能化方向发展。本文结合中国农业科学技术出版社出版的《农业机械信息化与智能化技术》一书，分析如何运用农业机械和电子信息技术服务现代农业发展。电子信息技术发展的基础是计算机技术和通信技术。电子信息技术广泛应用于各行各业，对于促进农业现代化来说是必不可少的。因此，探索农业机械设备与电子信息技术的融合创新具有重要意义。

一、农业机械与电子信息技术

从农业机械生产、农业生产实际发展需求来看，自动化、信息化已然成为我国农业生产的主要趋势。第一，农业机械的自动化程度不断提升，农村农业生产机械化应用水平、规模空前。农业生产自动化和机械化可以解放劳动力，提高农业生产效率，提升农业生产整体收益和能效。目前，仍有部分贫困落后地区，农业机械化应用程度较低，人力、畜力劳作仍占很大比重，应切实提升其农业生产机械化、智能化普及应用程度，促进农业发展，农民增收，提升经济文化水平。第二，农业机械设计应考虑其性能和便利性。在设计农业机械的时候，要充分考虑使用环境的多样和复杂性，使用过程的安全性、舒适性，因而需要设计多种必要的安全防护装置，例如减震、防噪、防晒、防雨等。《农业机械信息化与智能化技术》结合我国农业现代化发展趋势和新兴技术应用发展前景，细致阐述了农业机械与现代智能技术结合、创新的基础概述和主要理论。该书着重讲述了农业机械与电子信息技术相结合的优点，介绍了结合后需要注意的关键点，同时为加深读者印象、强化理解，还精选了农业机械与电子信息技术结合的经典案例。

二、电子信息技术与其他技术的结合

（1 ）电子设备与农业机械农业机械与电子信息设备的结合应用可以显著提升农业机械操作的精密度、智能度，同时实现对农业机械操作、设备状况的实时监控，既为农业机械设计创新提供更为精准的数据反馈，还可以为农业机械应用提供安全保障。电子设备与农业机械结合依赖于ECU这一终端设备，该设备主要用于机械的自动化控制，操作者只需要事先在某一模块按照实际情况和生产需求输入与之相对应的指令，农业机械就可以按照指令完成相应工作。（2 ）通信技术与农业机械农业机械与通信技术结合主要体现在两方面，一方面是应用无线电技术，另一方面是应用总线通信技术。应用无线通信技术，可以通过设备对农业机械随时随地进行精确、远程控制操作，打破时间等多重限制。与此同时，随着农业机械与通信技术融合渗透持续深入，农业机械生产动态化、现代化管理模式已初见成效。（3 ）统计信息技术与农业机械与其他科研领域一样，农业机械生产、设计也需要使用大量的数据信息，用于农业机械设计、调试、修理及应用，故在农业机械设计中可以结合信息技术设置相应的数据信息收集、管理装置和设备，切实提升农业机械的网络管理系统在面对繁复的数据信息时的管理能效性，进而为农业管理决策提供更为精准、有效的信息参考。使用PLC与农业机械进行结合，从而实现农作物精准化、自动化播种和收割。《农业机械信息化与智能化技术》详细介绍了PLC与农业机械的结合路径和策略，以及每种结合的特点。更重要的是该书探讨了农业机械与多种新兴技术和理论结合方法，以及相关典例分析，为读者强化理解提供便利，并给予读者农业现代化发展方面的启示。农业机械与电子信息技结合实践应用主要体现在以下几个方面：人机接口，应用总线通讯技术，结合应用管理决策技术。《农业机械信息化与智能化技术》不仅对农业机械与电子信息技术结合应用三大方面的多种具体场景做了详细介绍，并指出目前技术方面存在的不足和缺陷，为读者指明农业机械现代化发展创新的方向。综上所述，对于农业机械发展而言，进一步结合电子信息技术创新探索具有诸多优势和广阔发展前景。电子信息技术与农业机械结合可以有效提升农业机械操作、应用、管理实践的安全性、精准性、智能性，同时能够提升农业机械应用多元性。《农业机械信息化与智能化技术》书末还就农业机械智能化、现代化发展作出展望，可为农业机械设计、应用提供参考，也为高校农业相关专业教育教学创新和改革提供了思路。

篇3

关键词：精准农业 管理技术 应用研究

传统农业发展过程中采用了高耗能的管理方式，投入了过多的农药、化肥、等化学物质，也投入了大量的机械动力。但是，这种高耗能的发展模式是不适合现代农业发展的，导致了生态环境的恶化，土壤酸碱度失衡，致使农产品质量日益下降。在农产品市场竞争日益增强的现代社会，这种不符合可持续发展农业战略的管理模式必将被先进的精准农业管理模式所取代。

一、农业精准化生产管理技术的现状分析

精准农业是一种新型的农业生产管理思想，是在人工智能技术高速发展和信息技术快速发展的基础上诞生的。精准农业是实现农业可持续发展的重要途径，指明了未来农业发展的方向。精准农业管理模式是利用GIS地理信息系统、GPS卫星定位系统以及RS遥感系统等技术，及时了解农作物的生产环境、生长变化状况、病虫灾害情况等。为分析、模拟农作物灾害的发展趋势提供具体的作物信息、数据，作为进一步解决作物灾害问题提供参考标准。在此基础上，精准农业发展模式，利用各种智能系统，准确、细致地计算出精准治理措施。包括：喷洒农药、施肥灌溉、播种收获等生产管理方式。

精准农业的目的是为了通过先进管理模式对农作物进行管理，以最小的投入获得经济和环境的最大利润。目前，精准管理模式的主要技术支撑即以3S技术为基础的多种数据系统为技术支撑的管理模式。包括：变量控制技术、生物信息技术、专家系统、决策支持系统、产量分布图生成系统等。随着数据处理技术的提高，可视化技术和计算机科学的发展，还有网络数据库系统的开发，精准农业获得了快速发展，成为了国际上农业领域的发展热点之一，大大促进了农业产业的升级。

二、发展精准农业的必要性

发展精准农业是我国的社会发展的需要。目前，我国耕地面积大量减少，自然灾害发生频繁，再加上病虫灾害，旱涝灾害等，农业生产的发展也面临着更大的挑战。为了在世界农作物市场上占据优势，只有提高农业生产领域的管理模式，才能更大限度的提高农产品的利润，扩大市场占有率。精准的农业生产模式可以实现对农作物的精准化管理，解决上述各种问题。

发展精准农业是世界农业产业发展的需要。精准农业在世界范围内已经得到了很大的推广，成为了国际农业学、农业技术等高领域的研究对象，世界各国都在采用新型的精准农业管理模式。这符合国际农业发展的趋势。

发展精准农业管理模式是由可持续发展的需要决定的。传统的农业生产模式对生态环境的各方面造成了巨大的破坏，在能源资源供不应求的现代社会，发展精准农业更有利于建设可持续发展的农业体系，缓解建设现代农业过程中遇到的紧张局面。

三、精准农业发展过程中遇到的问题及解决对策

在发展精准农业的过程中，出现了一些水资源利用不当、施肥结构不合理、信息体制不健全的问题。发展精准农业就要着重发展灌溉精准农业、节肥精准农业、精准设施农业。发展精准灌溉农业就要根据信息系统反馈的数据因地制宜地选择灌溉设施，开源节流，节约水源，解决好水资源的时空分布不均的问题。发展节肥精准农业需要系统分析、预算出恰当的施肥时间，施肥数量，以及肥料品种。发展精准设施农业就是利用机械设施改变或者提供农作物生长的小气候，从而为农作物生长提供更为适宜的生长环境，提高作物产量。

更重要的是，要加大3S技术的应用范围，建立全面的农作物管理系统，在GPS和RS技术的基础上运用GIS技术准确分析数据信息，可以先建立实验基地对比分析。另外，建立肥料信息系统和土壤肥力系统，收集不同的土壤类型、作物类型、肥料的使用情况等做好统计分析，随时了解不同地区的土地肥力变化状况，以便进一步进行管理。

精准农业发展模式需要协调好人力与机械的关系，提高农业机械化水平，减少生产成本投入，目的是为了增加我国的农业市场竞争力。

此外，政府要加强基础设施建设，推进管理模式的创新，利用政府的力量大力支持信息技术的提高，建立完整的信息管理系统。建设全方位的农业信息管理中心，及时引进新型农业发展技术，形成农业精准化的发展规模。

结束语：

信息采集技术、网络技术和专家决策系统共同构成了农业精准化生产管理模式。精准化生产模式可以弥补传统生产模式的不足，在此基础上又可以降低生产成本，节约人力。在这种生产模式下可以对农作物信息进行智能采集、计算、判断、分析、预测与预警等，以达到提高农作物质量和产量的目的。由于精准化生产方式涉及到更多信息网络智能领域，因此要加强信息技术的推广。发展农业产业也要考虑地区差异，要根据不同地区的土地状况和实际情况因地制宜地选择不同的发展方式。

精准化农业生产模式符合国际农业发展的趋势，我们作为发展中国家，在发展精准化农业的过程中要遵循可持续发展的原则，学习先进管理模式，引进先进技术，争取在精准化农业发展过程中走出有中国特色的农业发展模式。

参考文献：

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近年来，我国现代农业建设加快推进，农业发展取得巨大成就，但各种风险挑战和结构性矛盾也在积累聚集。在农业生产成本“地板”和农产品价格“天花板”的大背景下，如何让农业得到效益，尤其是在保证粮食生产的前提下，如何让农民的效益最大化，是我们在做规划时应该考虑的问题。

《意见》中提到“资源环境‘硬约束’”，从设施农业的角度来看，资源环境（土地资源、水资源、大气资源等）可能会对大田作业产生影响，但是对设施农业来说，这些影响是可以人为控制的，而大田作业没办法做到。近几年，设施农业向非耕地方向转移，向盐碱地方向转移，这些转移本身就是拓展市场、开拓资源的转变。我们发展设施农业还是有很多优势的，比如沿海区域有很多盐碱地、西部沿线太阳能资源丰富等。国家“一带一路”政策提出来以后，日光温室有了很大的发展前景。日光温室更多适用温度比较低的地区，但是在温度不高不低的地区，日光温室也有很多发挥的潜力，我们不一定要限制在日光温室上，一些高保温的温室，也是有发展前景的，我觉得可能更适合在这些方面进行突破。

《意见》中提出“推进农业生产机械化”。推进农业机械化在设施农业领域也是一个表现非常突出的问题，实际上在日光温室里的机械化水平非常低。全国设施农业农机化水平大概在20%左右，但是全国大田耕种收农机化水平已经达到60%左右。设施农业与大田耕作的机械化水平相差很大，所以设施农业也就有更的发展空间。

国家一直在提倡食品安全问题，《意见》中也提到“提高农产品质量安全监管能力”。其中，双减问题（减农药、减化肥）也是在设施农业里普遍存在的问题。设施农业环境本来就是高湿，高湿环境也是疾病的产生地，如何在提高产量的环境下，达到双减的目标，智能化的生产就可以做到有效防控。

设施农业无论在国内还是国际都有很大的市场，目前面临的问题也很多，围绕农业生产方式的转变来看，从标准化、机械化、双减方面都有很多工作需要去做，通过国家及政策的支持引导，最终实现农民效益最大化。

篇5

关键词：新媒体技术；农业科技；推广

新媒体（NewMedia）是在报刊、广播、电视等传统媒体的基础上发展起来的新的媒体形态。新媒体技术是指利用数字技术或网络技术，通过互联网、宽带局域网、无线通信网、卫星等渠道以及电脑、手机、数字电视机等终端，和用户进行交互式的内容传输，并获得用户反馈。随着科技发展，智能手机、平板电脑伴随着移动互联网已经成为生活中最常见的信息传播媒介，通过这些媒介，人们可以分享、评论、讨论各种各样的话题。这些新媒介为农业科技信息传播提供了新的途径。目前，我国农业科技成果转化率较低、农业推广体系落后、农业科技信息传播渠道不通畅，已经成为制约我国农业经济快速发展的主要原因。农业科技推广是加快农业发展的重要途径之一，尤其在农业走向市场、发展商品经济条件下，不仅需要及时准确的技术服务指导生产，还需要产前的农业投入品信息、产后的农产品储运销等一系列信息服务。因此，新媒体技术的快速发展为农业科技推广提供了一个针对性强、传播速度快、传播形式灵活、反馈及时、互动频率高、传播面广的传播平台，这必将对传统农业科技推广体系的改造升级起到推动作用。

1新媒体技术在农业科技推广中的应用简介

新媒体技术通过互联网、智能手机、智能平板等传播媒介，将大量先进的种植技术信息、及时的产销供需信息等集合到一个传播平台，以其独特的交互式传播功能，高速地将农业科技信息传播给种植户并获得反馈。下面以微信公众号为例说明新媒体技术在农业科技推广中的应用。

1.1建立微信公众平台

农业科技推广机构可以建立微信公众平台，利用当今最普遍的现代通讯工具—智能手机传播农业科技信息、教授农业科学技术，服务农户千万家。结合各种形式的农业推广活动进行微信公众号的推广宣传，有效提升信息的传播范围。

1.2信息内容

组建以专业技术人员为主要力量的微信创作团队，蔬菜、大田作物等优良品种的选育、引进筛选、栽培技术、病虫害防治技术、农产品市场供需、农业环境保护与农产品质量检测等信息。信息内容应当充实、严谨、科学，通俗易懂，具有专业性和科普性，能切实指导农户生产。

1.3互动交流

在微信公众号之前，了解农户需求的内容，收集拟写技术知识。在公众号以后，定期将农民需要的技术知识在公众号上，并通过关注者回馈和留言等方式收集意见，改进和补充信息。

2新媒体技术在农业科技推广中的优点与不足

应用新媒体技术传播农业科技，是将先进的互联网技术与现代农业发展相结合，通过手机、动动手指即可获得最新的农业科技知识，改变了过去落后的农业科技推广手段，农业科技推广服务由过去的点对点变成了现在的点对面，扩大了现代农业的服务对象。农业科技推广人员也可以由以往一对一指导变成现在一对多，提高了农业科技推广的效率。尽管新媒体技术在农业科技推广上有很多优点，但是在实际应用过程中也有一些不足。首先，相对于传统的农业科技推广，新媒体的传播内容需要严格把关，所的内容必须经过高水平专业技术人员的采编，才能正确高效地指导生产，才能逐步地建立新媒体不低于传统媒体的信誉度。其次，农民用户文化程度整体偏低,对农业科技推广信息接收缓慢，影响和制约了新媒体在农村的传播。

3新媒体技术推广农业科技的策略建议

新媒体技术，特别是移动智能设备，在我们工作和生活中的各个领域已得到了广泛的应用，手机进入了广大农村的寻常百姓家庭，越来越多的农民学会使用微信聊天和通过手机获取知识、信息。但是受到思想认识和经费投入方面的影响，新媒体技术传播农业科学知识还未得到充分的利用，因此建议各级农业行政主管部门能够给予一定的资金投入，依托农业推广部门和科研机构，建立农技推广以及农业科学知识普及的微信公众平台或者微博，定期为广大农民朋友推介农作物新品种、新技术，传播农业科技知识，同时还可以实时供需等信息，让新媒体技术更好地服务三农。

参考文献

[1]范建.媒体对农业科技推广的影响［D］.北京：中国农业大学，2004.

[2]闫芝莉.新媒体在农业科技传播中的应用探讨［D］.保定：河北大学，2013.

[3]钟秋波，我国农业科技推广体制创新研究［D］.成都：西南财经大学，2013.

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农业机械的发展向着智能化、自动化进步,能够有效的节约农业耕种成本。农业的发展离不开自动化的机械耕作,不仅能够提高农业作业的效率,降低成本,更能够提高农产品在市场上的数量和价格优势。虽然目前我国还不能完全制造自动化、智能化的农业机械,要依靠引进国外先进的农业技术和机械设备,但是经过不断学习和探索,必然能够通过自主研究和开发农业新机械,为我国实现农业生产自动化、智能化创造有利条件,稳定国内农产品市场。

走绿色化产业道路

随着我国“建设节约型社会”的提出,各行各业都开始探索绿色化产业道路。农业的发展也不例外。我国要坚持绿色农业,必须使用高科技发展新型低耗能、低排放的节约型农业设备。节能型农业机械也是市场所需要的,应当以市场为导向,大力推进节约型农业机械的发展。我国农机生产企业应当更具我国农业的具体实际情况,重点放在水田机械化和旱地作业的产品研发上,发展节约型的农机不仅能够降低农业成本,对环境有所保护,而且也符合国家政策和市场的需求,能够进一步的促进自身的发展。

农业机械的发展前景

政府的大力支持

国家出台了一系列支农惠农政策,将农业发展作为维持国家和社会稳定的有力保证,为农机工业的稳定发展提供了难得的发展机遇。如国家持续对农业进行投入和补贴,间接拉动了农机市场经济;国家对农村基础设施建设进一步完善,带动拖拉机、农用运输车、农用工程器械的发展;提出农业可持续发展的战略目标,推动农机企业机械研发的步伐。

加入WTO为农业机械化带来新的发展机遇

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关键词 无线传感器;网络技术;农业自动化

中图分类号 TP393文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)18-0129-02

1 无线传感器网络研究背景以及发展现状

随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展,90年代末,美国首先出现无线传感器网络(WSN)。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网(Ad hoc),其目的是协作的感知,采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合,人们可以通过WSN感知客观世界,扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。

2 WSN技术在农业生产自动化中的应用

2.1 我国农业发展现状

农业生产的发展过程受到了社会以及自然两方面的影响。我国是农业大国,建国初期,为了解决粮食供应短缺问题,在农业生产上,注重产量,当前我国温饱问题基本得到解决,农业生产应该用经济效应来衡量,注重产业效率,我国大部分地区农业生产相当的落后,仍然靠人力、畜力耕种,限制了劳动力,提高了生产成本。因此我国农业发展趋势应走向自动化,高效率,高精度的机械化,智能化生产。

2.2 WSN技术在农业生产中的应用

2002年,英特尔公司在饿勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园,将无线传感器结点人工分布在葡萄园中,对园中土壤的温度以及养分含量等作物生长条件进行实时监控。杭州齐格科技有限公司与浙江农科院合作研发了远程农作物管理决策平台,该平台利用了WSN技术实现对农田的温度、湿度、光照等信息的监测。北京市“蔬菜生产智能化网络传感器体系研究与应用”项目,将WSN应用于温室蔬菜生产中。将温室作为一个监控区,使用WSN技术对温度、PH值、含水量、光照强度等进行测量,根据实际需要,对温室条件进行调整,以达到农作物生长的最佳条件,增加作物产量。在大规模部署传感器节点时可以通过飞机播撒,人工设置,火箭弹射等方式部署在预设区域。无线传感器网络具有的实时性监测,无线通信特点,使其在农业生产上有很大发展前景。典型应用如下:

1)农业灌溉自动化控制技术

我国是个贫水国家,水资源总量居世界第4位,人均仅为第121位。农业用水占总用水量的七成,但我国农田灌溉十分落后,水的实际利用率很低,浪费严重,与发达国家相比仍有差距。采用自动灌溉系统,在土壤中人为安放水分传感器、温度传感器,对农作物的生长条件进行监控,根据实际,进行自动供水和自动按一定顺序进行灌溉。

2)温度自动调控

蔬菜生产中,温室生产规模正在逐步扩大,传统温室监控系统成本高,移动性差等问题很突出。近年来,节能高效的WSN技术正在温室监控领域兴起。基于WSN的温度监控系统由汇聚节点和子节点构成。将传感器分布在温室中监控温室内土壤温度、湿度、PH值、光照强度等,通过无线网络传到汇聚结点,汇聚结点对数据进行处理,将命令通过无线网络下发给调控节点,调控节点根据所得命令对灌溉设备、加热器等进行控制,改变温室条件。汇聚节点还可接受人工控制,与互联网连接,使用户可以进行远程监控。

3 WSN在农业生产中的应用

3.1 WSN实际应用中的问题

在实际农业生产中,节点工作环境恶劣,网络规模较大,节点数目多,在保证网络规模的同时,要考虑网络成本,为了实现实时监控,传感器的施放位置很难定位,节点能量有限,节点可能会失效,WSN在实际应用中的问题如下:

1)网络规模较大

节点必须尽可能大规模高密度部署,保证监控区域的覆盖范围和连通度,否则无法实施网络的自组和数据汇聚,而大规模组网,使生产成本增加,降低了经济效益,影响网络实际应用。

2)对于网络容错的解决

农业生产中,各传感器网络所监控到的数据的准确性对农业生产非常关键。及时了解节点的状况,进行网络容性处理对农业生产的影响十分重要,而网络容错所要处理的问题主要是节点检测和节点恢复。节点检测则需要GPS对其定位,若在大范围的布置GPS设备,会提高成本,保证节点定位同时保证经济效益是需要解决的问题。节点恢复,常常用冗余的节点替换失效的节点功能的方法解决,但对冗余节点的位置与数量有一定要求。

3.2 WSN的关键技术

由WSN的结构特殊性,对于WSN在实际应用中应该掌握以下关键技术:

1)节点定位

定位技术是位置未知节点根据少数参考节点,根据特定的机制确定自身位置,包括节点自定位和网络区域内的目标定位跟踪。节点自定位是指确定网络中节点自身位置,是部署组网的基本要求。目标定位跟踪通过网络中节点之间的配合完成对网络区域定目标的定位和跟踪,一般建立在节点自定位的基础上。常用方法用三边测量法,三角测量法和极大似然估计法。

2)与其它网络的融合

WSN与现代网络融合将大大提高WSN的实际应用功能,将WSN与移动通信网络、Inter网融合,一方面WSN可以借助着两种传统网络进行通信;另一方面可以利用传感信息实现新的发展。

4 结论

WSN络融合了嵌入式技术、计算机网络技术和通信技术等现有的先进技术,自主实现对各种信息的采集、传输和处理,是一种有广泛发展前景的监控网络技术。为人们提供了一种全新的信息采集、信息处理和信息利用的方法,具有自主性,实时性特点,适合农业生产管理。文章通过对WSN的组成、体系结构和关键技术的简介和其在实际农业生产应用实例,说明WSN在推动农业生产自动化中的作用。

参考文献

[1] 孙利民,李建中,陈渝,等.无线传感网络[M].1版.清华大学出版社,2005,5.

[2] 年海,王志华,李晓华. 无线传感器网络技术及其在新疆农业的应用研究[J].新疆师范大学学报:自然科学版,2009,28(3).

[3] 袁玲芝.浅析我国农业机械自动化技术与应用[J]. 黑龙江科技信息 ,2009(17)

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关键词：卷帘机；设施农业；作用；前景

1设施农业项目发展的社会价值

发展设施农业项目，相关部门要结合实际需求进行集中管控，针对具体问题进行综合处理。现代化农业最大的特征就是高产、优产，管理框架只有满足具体要求，才能真正保障和改善项目处理效果，才能确保农业发展结构符合实际需求，从而为整体农业产业结构调整提供必要的支持。在农业项目发展过程中，积极利用设施农业，一是能有效改变传统农业的落后和实效性，保证先进生产力和科技元素的应用，形成现代化生产管控标准。二是在保证农民收入水平提高的基础上，进一步改善传统农业的生产质量，促进农业产业的繁荣发展。三是设施农业是我国农业产业项目中的朝阳产业，具有非常广阔的发展空间。

2设施农业项目的发展现状分析

2.1设施农业项目的基本内涵

设施农业是利用机械设备来开展农业项目，农业产业结构中，生产设施和运维操作模型符合实际标准，且整体设施操作流程有标准化运行机制。由于不同的农作物对光照、空气、土壤、湿度以及水分等都有不同的要求，在实际自然环境中不能完全满足不同项目的运行需求，因此，相关管理人员应该借助机械设备进行系统化管理，在提升经济效益的同时保证整体管理结构和农业运行调整框架符合实际需求，此外，针对高效产出和项目运行维度进行集中处理，也是一种高产农业方式[1]。

2.2设施农业项目的基本运行模式

在农业发展项目中积极运行机械设备，能在提升整体管控模型和管理机制的同时，保证管理层级结构和管控要求符合发展目标。塑料温室大棚是最具代表性的设施之一，主要应用在地覆膜项目中，且由基本的原始形态逐渐演化为塑料拱棚及日光温室等不同形态，能在提升整体产量的同时，建构一种新型农业发展模型，在保证整体管控层级结构贴合实际需求的基础上，建构智能化温室大棚，达到整体种植结构和种植效果最优。

2.3设施农业项目的具体类型

在实际设施农业项目发展进程中，典型设施就是温室大棚，其发展过程经历了手工农业到机械化农业的不同时代，真正实现了规模化和实用化产业发展的基本框架，在运行维度建立和发展过程中，相关管理人员应针对具体问题进行集中处理，确保管理模型和管理维度能符合实际需求。特别是在农业责任制和中央农村政策发展进程中，相关项目管理人员针对农业生产结构和农业发展框架体系建立了新型设施农业发展模型，激发了农民的工作积极性，借助有效的机械设施在提升产量的基础上，进一步优化产业运行模型，有效实现了经济收益项目[2]。塑料大棚以其质量轻、设备透光性强、价格低廉的特征，受到了社会各界的广泛关注和应用，相关项目负责人需要对整体管理结构进行精细化处理，才能提高整体农业产量。此外，温室大棚的塑料是采光保温材质，能就地取材，整体造价低廉，且搭建较为便捷，可以有效的防寒保温为农作物提供有效的生长环境，确保生产效益和整体优势得到有效缓解，借助整体管控结构的稳定性和管理层级结构，保证设施农业项目的良性发展[3]。

3设施农业中卷帘机的应用价值分析

3.1设施农业中应用卷帘机能提升农业效果

在设施农业项目发展进程中，应用卷帘机不仅能有效节省卷帘时间，建构自动化的管控标准和运行维度，还能增加农作物的光照时间，在一定程度上提高了整体产量和管理效果。在卷帘机投放过程中，技术人员要针对具体问题进行集中处理和综合分析，确保管控模型能有效利用温室效应，真正提高整体农业管理的效果。值得注意的是，卷帘机是双层结构，人工顶棚利用卷帘机能有效模拟温室效应，确保在生产过程中，整体设施农业稳定且较人工卷帘温度高2～3℃。

3.2设施农业中应用卷帘机能提升劳动效率

只有真正建构完整的系统化管理模型和管理层级需求，才能有效保证农业产业有序发展。相同面积的土地，使用卷帘机的大棚在铺设和卷起操作上只需要5～10min，若是人工进行铺设，则需约2h[4]。同时，人工铺设至少需要2人或2人以上，遇到一些特殊情况，则需要更多的人进行项目铺设，若使用卷帘机，只需一人操作即可完成，不仅缩减了劳动强度，还提升了劳动效率。

3.3设施农业中应用卷帘机能提升劳动水平

在设施农业发展进程中，最基本的操作就是要建立具有较高水平的管控模型，应用电力设备进行工艺操作，能有效降低人工操作的难度，并且保证覆盖大棚结构能充分发挥其实效性，进一步提高整体项目的运行维度和管控效果[5]。农业产业中使用卷帘机，其整体操作非常简便，能在提升整体工作效率的同时，保证工作实效性，一定程度上减少了工作压力和劳动强度，从根本上改善了种植人员的工作效率和劳动条件。

3.4设施农业中应用卷帘机能提升经济收益

对农民来说，经济收益是最基本的要求，在实际工作项目开展过程中，利用卷帘机能保证整体工作环境和工作项目符合实际需求。首先，适宜的温度和光照不仅可以杀灭农作物中的病虫害，还能促进其更好的吸收土壤中的肥料。其次，可以有效节省工作时间及劳动强度，节约人工种植成本，提高产量和经济收益，从根本上满足了整体经济需求。因此，卷帘机在设施农业中具有非常重要的作用，相关管理人员需要针对具体问题进行集中管控和综合治理[6]。

4设施农业中应用卷帘机的前景分析

预计在未来几年，卷帘机将受控于计算机，实现整体投放、工作全自动化，在保护整体设施农业的良性发展的同时，也能为农作物提供更加适宜的生长环境[7]。

篇9

通过阐述农业机械中的几种新的技术手段，比如计算机技术、网络信息技术、人工智能技术及液压技术等在农业机械中的应用情况，对农业机械技术的发展进行了分析，希望可以为农业机械设备的智能化发展提供相应的参考依据。

关键词：

农业机械；技术手段；应用；发展前景

我国在国际上的地位正在逐渐提高，这与我国的经济发展是分不开的，经济的发展需要基础的支持，农业就是我国的基础，我国是农业大国，农村人口基数大。随着近几年我国农业的发展，很多高新技术也被运用到农业的机械设备中，使农机设备向着智能化的方向发展，有效地提升了农业生产的整体效率。在农业的生产中使用高新技术还能够提高农业的生产效率，保证农机相关机械的正常运作。

1农业机械技术的应用分析

1.1计算机技术

这里所说的计算机技术主要指的是计算机视觉技术，这一技术最早被运用在农业机械上是在20世纪70年代中期，当时主要运用的是计算机技术中的视觉技术，利用这一技术的主要目的是可以对农产品的品质质量进行分级别检查。计算机视觉技术是以图像处理为基准，随着图像处理以及视觉模拟技术的发展，计算机视觉技术不仅可以用来检查农产品的品质，而且还可以用来对农产品进行播种、收割。虽然计算机视觉技术在我国农业技术领域的应用时间还不是很长，在实际的使用中还有很多的问题出现，但是相信随着科学技术的不断发展，计算机视觉技术必将会改变传统的农业作业模式，为现代化农业发展提供技术上的支持。

1.2网络信息技术

网络信息技术在我国农业机械上的应用是非常成功的，信息技术与地理信息系统的有机结合不仅可以为农业的生产提供高精度的监控，而且还能够对农业生产中出现病虫害的情况进行及时的检测，然后根据定位系统来进行田间作业。

1.3液压技术

液压技术主要依靠的是微电子技术和工业传感技术，在数据的采集上，运用液压技术主要完成的是能量的转换和匹配，其目的是为了让农业机械的效率能够得到进一步的提高，让机械设备的相关系统特征可以得到完善，让机械设备的可靠性能够得到提升，这也很好地符合了环境保护的相关标准要求。而大部分的农业机械都是采用内燃机作为原动力，所以很多时候都会出现工作负荷，一般情况下，我们都是通过电液控制手段来完成负载与原动力之间的匹配情况，尽可能地减少功率传输过程中出现的损失，从而提高农业机械系统的工作效率。

1.4人工智能技术

随着信息全球化的不断深入，高端技术不仅在大型的企事业单位中被运用，在农业中也得到了广泛的应用，比较有成果的就是美国利用人工智能技术研发出激光拖拉机、机械的内部导航装置，等等，这些装置可以对拖拉机的运行方向及所处位置进行实时的测定，在了解地区土地信息之后，再制定合理的土地种植方案、农药及种子的数量，等等。

2农业机械技术的发展趋势

2.1推广农业机械产品的技术发展

目前在我国的农业机械发展上，已经开始运用机电智能化技术和计算机技术，这使得农业机械化设备的科技含量有了极大的提高，不仅有效地提高了农业机械的作业效率，而且也提升了农业的生产效率。

2.2农业资源的利用率得到了提升

只有提高了农业资源的开发利用率，才能够确保农业实现可持续发展，同时也为保护生态环境奠定基础，如回收农业生产的废弃物，普及无害化的处理设备，运用无害化技术来处理废水可以有效地达到保护环境的作用。而在农业种植的过程中，使用有机肥料还可以进一步提高农业资源的利用效率。除此之外，大力发展节能型动力机械设备可以有效地避免出现资源浪费，从而提高农业资源的整体利用效率。

2.3提高农业机械产品的质量监督水平

要想提升农业的机械化水平，还要从规范设计的基本要求出发，全面提高农业产品的质量。在质量提升的过程中，还要注重农业产品的整体造型和外观，农机设备的耐久性也要经得起考验。选用与农机设备相配套的发电机及元件，能够最大程度上提高农业机械产品的质量。在农业机械设备完成安装之后，还要对其进行试运行，只有保证了设备各项指标都正常的基础上，才能够真正的投入使用，这也是提高农业机械产品可靠性的前提。

2.4加大政府的补贴力度

各级地方政府要加大农业机械的技术推广，做好农业机械的培训工作。国家还要将拖拉机、插秧机等农机具作为农具购置补贴的关键，普及农业机械知识。这样也能够更好地提高农业机械化的发展进程。2.5确保农业机械技术的安全生产关注安全监督管理及装备的创建工作，加大农业机械的安全投入，以便更好地满足农业机械工作安全监督管理的需求。除此之外，最重要的是，要将农业机械的安全检验工作纳入到各级县市政府的财政预算当中。

3结语

随着科学技术的飞速发展，一些高新技术正在逐渐地被运用到农业的机械设备中，这些机械设备的出现不仅提高了农业的整体生产水平，而且还进一步提升了农业的生产效率，很好地实现了农业的可持续发展。在今后的农业发展过程中，农业机械也必定是智能化的，所以要求操作人员要不断地提高自己的专业素养，全面推广农业机械新技术，只有这样才能够真正意义上实现我国农业机械的智能化。

作者：徐家亮 刘晓鹏 单位：黑龙江省克东县农机安全监理站

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［5］柳旭.浅析电视空间新技术对审美体验的影响［C］//2009中国电影电视技术学会影视技术文集.2010.

篇10

【摘要】2016年是“十三五”的开局之年，也是全面建成小康社会决胜阶段的开局之年，设施农业产业将面临更多的机遇和挑战。在以往的研究中，针对物联网对设施农业影响的研究比较多，本文将以人工智能在设施农业领域应用为视角，分析人工智能对设施农业的潜在发展优势。

施农业是集种植、农业装备等多领域为一体的系统工程，是一种在人为可控环境下进行的高效农业生产方式，具有成套的生产技术、完整的设施装备和生产规范[1]。近几年，随着信息技术的发展，物联网技术逐渐被应用到农业生产和科研中，这是现代农业依托新型信息化应用的一次进步[2]。本文结合人工智能研究成果，着重介绍人工智能技术在设施农业种植领域方面的应用前景，根据设施农业产前、产中、产后3个阶段，对现有研究成果进行了阐述。

人工智能概述

“人工智能”一词是1956年在Dartmouth学会上提出。从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI，它是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的新型科学技术[3]。

作为计算机科学的一个重要分支，人工智能技术着眼于探索智能的实质，模拟智能行为，最终制造出能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科，即怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一位美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”@些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。人工智能自诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域不断扩大，可以设想，未来应用了人工智能的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。

随着人工智能技术的日益成熟，人们意识到人类已经具备了设计和建造智慧型设施农业所需的硬件和软件技术条件，结合设施农业高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的特点，完成工厂化农业生产已经不是梦想[4]。依靠人工智能技术，作物可以在适宜的温度、湿度、光照、水肥等设施环境下，生产优质、高产的农产品，摆脱对自然环境的依赖，实现设施生产的高度智能化，提高农业生产的效率，降低劳动成本[5]。

人工智能在设施农业领域的应用

人工智能技术在产前阶段的应用

在设施农业产前阶段，凭借人工智能技术可对土壤、灌溉水量需求、作物品种质量鉴别等方面做出分析和评估，为农民做出科学指导，对后续的农业生产起到很好的保障作用。

土壤分析是农业产前阶段最重要的工作之一，是实现定量施肥、宜栽作物选择、经济效益分析等工作的重要前提[6]。在土壤分析等农业生产智能分析系统中，应用最广泛的技术就是人工神经网络（简称ANN）。ANN是模拟人脑神经元连接的，由大量简单处理单元经广泛并互连形成的一种网络系统，它可以实现对人脑系统的简化、抽象和模拟，具有人脑功能的许多基本特征。目前可以通过该技术分析土壤性质特征，并将其与宜栽作物品种间建立关联模型。土壤性质特征的探测主要是借助非侵入性的探地雷达成像技术，然后利用神经网络技术在无人指导的情况下对土壤进行分类研究，进而建立起土壤类别与宜栽作物的关联关系；土壤表层的黏土含量也可通过人工智能方法预测，该技术通过分析电磁感应土壤传感器获取的信号，使用深度加权方法从中提取土壤表层质地信息，然后使用ANN预测土壤表层的黏土含量。

传统农业对灌溉用水的使用量往往依靠经验，无法根据环境变化进行精确调节，对多目标灌溉规划问题也无能为力。人工智能技术可帮助人们选择合适的水源对作物进行灌溉，保证作物用水量，大大减轻灌溉问题对作物产量造成的不良影响。在美国，有专家研制出一个隐层的反馈前向ANN模型和一个位于科罗拉多州地区阿肯色河流域的消费使用模型，使用它们可勘察区域气候变化对灌溉用水供应和需求可能产生的影响。在灌溉项目研究中，为了选择最好的折中灌溉规划策略，还可基于多目标线性规划优化，利用神经网络将非支配的灌溉规划策略加以分类，将这些策略分为若干个小类别。结果表明，在对多目标灌溉规划问题加以建模时，综合模型方法是有效的。

人工智能技术在产中阶段的应用

在设施农业产中阶段，主要应用是农业专家系统、人工神经网络技术、农业机器人等。这些技术能够帮助农民更科学地种植农作物并对温室大棚进行合理的管理，指导农民科学种植，提高作物产量。这些人工智能技术的使用推进了农业现代化的发展，提高了农业生产的效率，使农业生产更加机械化、自动化、规范化。

专家系统是指应用于某一专门领域，拥有该领域相当数量的专家级知识，能模拟专家的思维，能达到专家级水平，能像专家一样解决困难和复杂问题的计算机（软件）系统。国际上农业专家系统的研究始于20世纪70年代末期的美国，1983年日本千叶大学研制出MTCCS（番茄病虫害诊断专家系统），到了20世纪80年代中期，农业专家系统不再是单一的病虫害诊断系统，美国、日本、中国等国家也相继转向开发涉及农业生产管理、经济分析、生态环境等方面的农业专家系统。农业科研人员把人工智能中的专家系统技术应用到农业生产中，开发出了农业专家系统。它可代替农业专家走进生产温室，在各地区具体指导农民科学种植农作物，这是科技普及的一项重大突破。

在设施生产中可以使用机器人来代替农民进行作物采收，不仅可以降低劳动成本，也可以提高工作效率。Wolfgang Heinemann等人研发出的具有独特设计结构的采收机器人，该机器人可以在无需人类干扰的情况下自动采收白芦笋。为了保证机器人能够精确行进，它使用了2个独立的速度控制轮和级联控制结构（其中包含了一个内部的定位误差控制器和一个外部的横向偏置控制器）。借助PID算法①，机器人系统可以分析自己的运动轨迹，优化驱动电机的控制参数，保证系统能够稳定自主的运行。

在中国，应用人工智能技术的智能杂草识别喷雾系统已经得到了长足发展。图像分析系统通过分析田间图像的颜色模型，根据色差分量②颜色特征实现杂草实时识别，并基于Canny算子对识别到的杂草进行边缘检测，提取其特征参数，配合超生测距等技术可以精确控制喷头位置及用药量[7]。该技术的应用可以大大提高除草剂的经济性，对保护环境也大有益处。

人工智能技术在产后阶段的应用

人工智能技术在设施农业产后阶段也有相当多的应用前景。

在农产品分类方面人工智能技术能提供很好的支持。张嘏伟[8]等提出了一种基于图像识别的番茄分类方法，该方法根据番茄的表面缺陷、颜色、形状和大小，使用遗传算法训练的多层前馈神经网络对番茄进行分类，并与BP训练神经网络③进行了比较。结果表明，遗传算法在训练次数和准确性上都具有优势。谢静[9]等对图像识别分类中的图像预处理方法进行了研究，包括图像噪声去除方法、图像分割方法、边缘提取方法等。提出了使用改进的canny算法④和当量直径法相结合来检测水果大小的新思路，并使用模糊聚类方法处理gabor滤波器提取水果表面缺陷特征，对水果表面缺陷进行了分类。

随着社会的发展，人民生活水平的提高，广大消费者及国家都对食品安全问题越来越重视，农产品质量检测方法也在不断进步。图像识别、电子鼻等技术都应用在了农产品检测中。李洪涛[10]等利用人工嗅觉装置，模拟人的嗅觉形成过程分析、识别和检测农产品在腐败过程中释放的不同特征气体。其制作了小型化的传感器阵列并利用半导体制冷片搭建了一个PID温度控制系统，保证传感器正常工作的温度及湿度。在当前技术的发展下，科学家们以彩色计算机视觉系统为重要技术手段，综合运用图像处理、人工神经网络、遗传算法、模拟退火算法以及决策树、专家系统等人工智能领域的技术，研究出了众多实现农产品品质检测和自动分级的新方法。

草莓、葡萄等农产品很容易破损和受伤，依靠人工采摘和搬运，不仅增加了劳动成本，也影响农产品采摘后的品质。结合磁流变（MR）流体技术，工程师们设计出了一种可用于搬运农产品的磁机器人手爪，该手爪经过精确设计，可以搬运胡萝卜、草莓、西兰花和葡萄等不同形状食品，而且不会在食物表面留下任何淤痕和凹陷。为了让机器人手爪更为快速、准确地工作，在磁流变手爪的基础上结合力传感技术开发出了更为灵活、智能的新型手爪。该手爪可在410～530 ms内抓握50～700 g重量的农作物，还能显著减少细菌的交叉感染。

人工智能发展前景

近年来，人工智能技术已经取得了长足的进步，语音识别、自然语言识别、计算机视觉、自动推理、数据挖掘、机器学习以及机器人学都在蓬勃发展。人工智能的未来就是在智能感知的前提下，结合大数据技术自主学习，椭人们做出决策、代替重复性工作。在农业方面出现全天候全自动平台，实现农业生产的全自动化[11]。物联网技术在设施农业中已经得到普及，在温室大棚中的大量智能传感器是机器感知的基础，而感知则是智能实现的前提之一，通过感知，农业数据源源不断地汇集在一起。云计算的发展为大数据存储和大规模并行计算提供了可能[12]，而数据则是机器学习的书本。设施农业是物联网、云计算、人工智能三大技术结合应用的领域之一，它们的结合颠覆了传统农业生产方式。

面对众多的新技术、新成果，把它们投入到生产中去才是关键。如何让技术能够适应中国复杂的农业生产环境，同时还要面对不同知识水平的用户，这些都是人工智能技术、云计算技术等高新技术在农业生产中所面临的问题。设施农业高产出高投入的特点，正适合应用这些新技术，这样既可以让新技术有实践的机会，又可以让其他涉农用户对新技术有直观的感知，这对技术进步和技术推广都很有帮助[13]。

人工智能技术虽然前景光明，但其应用的研究才刚刚起步，离目标还很远。未来，人工智能技术可以更好地为人们服务，改善人们的生活，并带来巨大的社会和经济效益[14]。在人工智能的引领下，农业已迈入数字和信息化的崭新时代，借助其技术优势来提高农业生产的经济效益，是全面实现农业生产现代化、智能化、信息化的必由之路。

参考文献

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[7]石礼娟.基于可见光/近红外光谱的稻米质量快速无损检测研究[D].武汉：华中农业大学，2011.

[8]张嘏伟.计算机视觉系统在番茄品质识别与分类中的研究[D].保定：河北农业大学，2005.

[9]谢静.基于计算机视觉的苹果自动分级方法研究[D].合肥：安徽农业大学，2011.

[10]李洪涛.基于农产品品质检测的专用电子鼻系统的设计与研究[D].杭州：浙江大学，2010.

[11]张震，刘学瑜.我国设施农业发展现状与对策[J].农业经济问题，2015（5）：64-70.

[12]施连敏.物联网在智慧农业中的应用[J].农机化研究，2013（6）：250-252.

篇11

【关键词】农业信息化农业数据库计算机信息技术

当今世界，以计算机为主导的信息技术浪潮席卷全球，人类正处于从工业社会到信息社会，从商品经济到知识经济，从现代农业到信息农业的转变过程，并逐步经历着思维方式、生产方式和生活方式的巨大变革。信息技术的飞速发展和广泛应用渗透到农业发展的各个方面，在农业中的运用已构成一个完整的功能体系。

1.在我国农业生产中计算机信息技术的应用概况

农业部首次把计算机农业应用研究专题列入国家项目是从“七五”计划开始，内容包括数据处理(EDP)、大型数据库的建立和MIS系统的开发等。建立各种类型的数据库是我国农业计算机应用开展几十年来的主要内容之一，这也符合我国整个计算机应用事业的发展。全国几百个农村信息网点县，建立了县级农村资源经济信息与管理决策支持系统。目前已有的部分数据库的功能已达到国际先进水平，这些数据库的运行和服务都取得了一定的社会和经济效益。

现阶段我国信息技术在农业生产中的应用主要集中在四个方面：作物生产模拟模型、专家系统、农业生产实时控制和作物遥感估产。作物生产模拟模型是利用专业知识和数学模型，通过计算机分析模拟作物生长过程，协助解决多样化和不确定性问题，我国已研制出水稻栽培计算机模拟优化决策系统、棉花生产管理模拟与决策系统、小麦生产管理计算机辅助决策系统、农业气候资源信息系统、作物产量气候分析预报系统、谷物储藏干燥模拟模型等。专家系统是以知识为基础，在特定领域内能像人类专家那样解决现实问题的计算机系统。农业生产实时控制系统主要用于灌溉耕地作业、果实收获、畜牧生产过程自动控制、农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。

2.计算机信息技术在农业生产中的发展前景

信息时代的现代农业正向着“精确农业”的方向发展，基于计算机信息技术的发展与应用，通过传感器收集土壤、植物数据，利用遥感技术提供农田作物生长环境、生长状况信息，结合地理信息系统的地理数据管理功能，运用全球定位技术精确定位导向，通过专家系统优化决策和指令，自动监控的智能农机如自动控制播种机、施肥机、喷药机、收获机及智能机器人进行精确操作。可依据作物生长状况、土壤肥力、作物病虫害的细块分布进行农事活动，从而达到减少施肥量、用种量、施药量，提高产量和品质。因此，有必要建成完备的农业宏观决策信息咨询系统及农业信息化服务体系。

3.计算机信息技术在农业生产中存在的问题

尽管我国农业在信息技术上的某些科研成果已经具有较高水平，但仍存在许多问题：技术不配套，研究项目内容单一，目标分散，适应面窄，缺乏多学科专业综合应用研究；缺乏具有综合性、多项信息技术集成、多功能、智能化、网络化的应用成果；缺乏具有适用我国农业国情的二次开发农业系统信息工具；农业信息软件面向科研方面的服务较多，面向农户、面向生产实用的则较少。由于农业信息地区差别很大，各地区的特定数据资源库没有很好建立，很多省、市、县尚未建立起本地农业信息的资源库，因而信息资源的建设远不能满足农业的需要。此外，作为发展中国家，我国在信息技术方面的资金投入相对不足，高层次农业信息技术开发人才缺乏，也制约了信息技术的推广应用。

篇12

关键词：智慧农业；物联网；架构；环境监控；农业大棚

中图分类号：TP315

随着知识经济时代的到来，信息技术逐渐在农业中得到应用，使得中国的农业发展面临着重大的机遇和挑战。中国是一个农业大国，然而与发达国家相比，中国传统农业的优势已渐渐退去。为了加快我国农业发展，就要不断加快向现代农业转型的步伐，即加快农业的信息化建设。随着物联网等高新技术的发展，智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。将物联网等高新技术应用于智慧农业中，能够促进农业信息化发展，改进农业生产管理模式，提高农业生产效率。

1 物联网

1.1 物联网的概念及体系架构

（1）物联网的概念

物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网至今没有统一的定义。从字面含义来看，物联网就是“物物相连的互联网”。这里有2层含义[1]：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。2005年，国际电信联盟（ITU）正式将“物联网”称为“the Internet of Things”，对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间互联，无所不在的网络（Ubiquitous networks）和无所不在的计算（Ubiquitous computing）的发展愿景。

（2）物联网的体系架构

物联网分为三层[2][3]：感知层、网络层和应用层。感知层主要功能是识别物体，采集信息，传递信息至相应的设备；网络层负责处理和传递感知层获取的信息，并将现有的网络进行融合并扩展；应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，对感知和传输来的数据信息融合、分析、处理，从而实现物联网的智能应用。

1.2 物联网的特征

物联网应该具备三个特征[2]：一是全面感知；二是可靠传送；三是智能控制和处理。

1.3 物联网的商业模式

物联网商业模式[4]的推进应该根据行业发展的关键成功因素，根据主导力量类型、行业需求、企业能力网络与支撑系统成熟度、运营经验、系统集成能力、标准化程度的进展来确定不同阶段的主要发展模式。物联网的商业模式应该遵循一条从公用为主――商用引入――融合发展的道路。物联网的商业模式主要通过以下三个阶段来体现：第一阶段（2010年-2015年）：政府主导，公共类、便利类产品为主。第二阶段（2015年-2020年）：以稳定的行业市场用户形成为标志，商业应用开始涌现，多方参与管理。第三阶段（2020年以后）：以行业技术标准体系的最终确定和关联软硬件平台的建设和融合为标志。

2 智慧农业

所谓“智慧农业[5]”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。

智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。智慧农业在农业生产环境监控、食品安全等领域有很好的应用前景，具体的应用有智能农业大棚等。

3 物联网在智慧农业中的应用架构

物联网在智慧农业中的应用架构[6]可以分为信息感知层、信息传输层和信息应用层3个层次来设计，如图1所示。

信息感知层处在三层架构的最底层，包括数据采集和数据短距离传输两个方面，通过各种各样的传感器、摄像头等农业设备采集环境及作物信息，然后以多种通信协议，通过短距离无线传输技术、有线传输技术等将数据信息传输至物联网关，做到现场数据信息的实时检测与采集。与此同时，上层下发的控制命令通过物联网关传送到控制设备，远程控制农业设施，来实现农业生产环境的远程控制。

信息传输层通过Internet、2G和3G等的相互融合，以实现更加高效、更加可靠、更加广泛、更加安全的互联功能。

信息应用层实现了跨系统、行业、应用之间的信息互通与共享。通过对由物联网感知层采集的数据信息进行分析和处理，对农业生产现场的智能化控制与管理，实现了农业的自动化和智能化，为合理化农业生产提供决策支持。

图1 物联网在智慧农业中的应用架构图

4 智慧农业物联网的应用案例

4.1 产品介绍

图2所示，基于物联网的农业大棚环境监控系统是将物联网2.4G无线射频技术、传感器技术与电信3G网络相结合，实现农户大棚的数据检测、实时传输、报警等智能化控制。本产品通过物联网技术对温度、湿度等温室大棚的环境因子进行测定，通过对数据的处理向农民下发报警短信，指导农民的农业生产；同时，收集农户大棚农作物种植品种，种植面积，种植环境等数据，通过电信3G网络上传相关数据至数据存储中心，利用获取的数据向农民下发专业的种植建议。

4.2 产品商业模式营销策略

从1.3节我们了解到物联网的商业模式处在第一阶段，该阶段主要是政府主导，那么该产品的商业模式也不例外，该产品的营销策略和渠道也是围绕着该商业模式进行的。

基于物联网的农业大棚环境监控系统的推广目前主要依靠三方面营销渠道，第一是由各省电信根据当地农村移动市场的实际情况制定相应的针对农村地区的智能大棚套餐（包括同固话、宽带、手机的融合套餐政策）、营销政策（包括同固话、宽带、手机的融合营销政策），由地市分公司及分布在全省的农村支局执行智能大棚的营销活动，系统开发公司负责产品的研发、升级、售前、售后等技术支撑及业务运营支撑工作；第二是与当地政府及农牧厅合作建立长期的农业农村信息化合作计划，形成以政府牵头，企业推进，农户获利的良性发展循环模式，以政府农业补贴资金的项目方式推进或通过农牧厅下属农技站面向全省农村市场推广；第三是发展大型涉农企业经销商，与大型涉农企业建立合作关系，产品由企业自用或合作推广。

4.3 产品试点

在甘肃省永靖县利用样品机（具有环境温湿度传感器）进行产品试点工作，在永靖县岘塬镇光辉村3个农户的5个大棚进行试点，5个大棚种植了木瓜、西瓜、青椒等不同的蔬菜，农户对试点工作配合非常积极。农户认为温室终端设备对他们的农业生产起到了一定的作用，因为每个农户都会种植几个大棚，温室终端的自动温湿度报警功能，使他们不用再跑到每个大棚里监测温湿度，只需要根据接收的短信，就可以直接处理温湿度超标的情况，很方便。对于需要其他功能的农业生产，可以相应的在样品机上增加相应的设备和功能模块。

5 结束语

通过理论和实践的证明，将物联网技术应用到智慧农业中能为农业提供很大的便利。物联网技术为智慧农业的建设提供了前所未有的机遇，并且在不久的将来，物联网必将会给农业领域带来革命性的变化。但是，在智慧农业物联网建设中仍然存在着一些问题，如农业物联网的全网覆盖、智慧农业物联网设施的价格以及标准制定、农业传输的可靠性和及时性等等问题，这都需要政府、企业、科研单位、高校及各个相关行业的共同努力。

参考文献：

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一是要充分利用好、保护好江西得天独厚的资源优势。江西省素有“六山一水两分田，一分道路和庄园”之称，全省有林地面积1036.66万公顷，活立木蓄积量2.90亿立方米，森林覆盖率60.05％；全省淡水已养殖面积33.72万公顷，淡水鱼类170多种，产量较多、经济价值较高的有鲤、鲫、青、鲢等30多种。农业一直是江西的优势产业，在过去的岁月里为国家提供商品粮、商品肉、农副产品出口等方面做出了很大的贡献。随着农业科技推广和产业化经营步伐的加快，传统农业正迅速向现代农业转变、生态农业前景可喜，绿色农产品正成为重要增长点。

二是要走农业特色化道路。就是要根据各地市的气候、土壤、温度等地理自然特点，按照比较优势重点发展既有资源优势和产业基础、又有市场潜力和发展前景的符合地方特色的产业，形成“一市一品”或“一县一品”的产业格局。集中扶持建设一批规模化、标准化的生产基地和农产品出口基地，并以高标准设施化栽培和工厂化生产，大力发展资本、技术密集与劳动密集相结合的农产品，扩大优质高档产品出口。围绕绿色化和特色化的要求，以现有区域性蔬菜产区为基础，在城市形成一批具有江西特色、竞争能力强、市场潜力大、规模化生产的优质高效蔬菜和奶业生产基地。粮食、油料、生猪、花卉等要主攻品种优化、品质优化和品牌优化，提升良种化率和产品优质率。以南丰蜜桔和赣南脐橙为重点的水果，要选育推广优良品种，提高产品保鲜、储藏和分级、包装等商品化处理程度，培育和发展水果优势产区。以全国第一大淡水湖——鄱阳湖养殖淡水鱼为主的养殖业，要逐步形成若干个鱼类、蟹类、虾类的繁殖养殖基地，有目的地遴选几个繁殖点予以扶持，实行集约化经营，实行生物链的分层养殖和立体养殖，提高单产和养殖密度，形成产业化规模。

三是要走农业科技化道路。就是要加强农业科技创新，发展技术密集型的高效农业。深化农业高新技术示范园区建设，推进一批以智能型为方向的现代农业示范园区。加强先进设施的完善配套，通过体制机制创新，使之成为良种、良苗生产和高新农业科技的孵化器，提高其示范、辐射能力，为区域优势产业的发展提供强有力的科技支撑。继续大力实施种子种苗工程，围绕优势主导产品，有重点地选择建设一批专用农产品和特色产品良种繁育和引繁中心。建设一批示范性项目，积极推广新型绿色肥料、新型高效低度农药、病虫害综防、新型农业机械、保鲜储藏设施、先进仪器设备配套及有关成套实用技术，发挥各项技术的综合运用效果。继续推进和深化农技推广体制改革，创建一批以专业性区域农技站、农业科技示范场和专业合作经济组织相结合的“三位一体”农技推广形式。培育适应专业化生产需要的各种民营科研推广企业，促使科研与生产、推广紧密结合，为农业发展提供全面的技术支持。从可持续发展的战略高度出发，巩固提高现有森林覆盖水平，大力发展生态林业和观光林业，推进林业持续、稳步、健康发展。

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关键词： 智能农业；无线传感器；远程监控；实时采集

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、物联网概述

（一）物联网技术的背景

物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点，国家和政府部门非常注重物联网产业的发展，据新华社报道，在各省启动的十二五规划中，有23个省份将物联网作为重要的发展目标。

物联网（The Internet of things）是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统（GPS）、二维码等信息感知设备，按约定的协议连接起来，通过有线或无线网络的组织模式进行信息交换和通信，以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网技术在农业中的应用，既能改变粗放的农业经营管理方式，也能提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。

农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为重心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和技术为中心，大规模地使用各种自动化、智能化、远程控制的设备的生产模式。

短距离无线数据通信系统一般情况下由终端节点、通信系统节点及管理器节点组成，其系统结构框图如图1所示。

（二）智能农业系统的功能介绍

物联网智能农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成，其各部分系统功能介绍如下：

1.智能农业数据采集系统

数据采集管理系统主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量等传感器采集的数据以及视频监控数据的采集和管理。可为用户在电脑与手机终端上实时、直观的展示采集到的数据。用户可以在平台上查看自己需要的数据，包括实时数据采集、历史数据管理，以及为用户提供自定义打印报表，提供各种汇总统计信息，对数据库备份等服务，从而方便的得到数据信息，辅助决策等。

实时采集的数据主要为各类传感器采集的数据和视频监控采集的现场视频数据。温度包括空气温度、浅层土壤温度（土下2cm）、深层土壤温度（土下5cm）；湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量（土下2cm）、深层土壤含水量（土下5cm）。传感器采集数据的上传采用ZigBee无线传输模式，ZigBee发送模块将传感器的采集数据传送到ZigBee节点上。

用户可以在农业物联网平台上或通过手机终端等查看现场的实时采集的数据，并且在界面上可显示实时采集数据的曲线图。

2.智能农业视频监控系统

视频监控系统采用高精度摄像机对农田或大棚等进行视频监控，系统清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。

在大棚内安装视频监控系统，平台将视频监控文件进行处理传给后台管理子系统，可在微机终端进行查看，后台管理系统将视频监控文件进行处理通过WAP方式利用手机终端进行查看。企业管理层或相关管理结构负责人可通过手机视频来了解农业示范区现场动态情况。系统可以通过视频监控植物的成长过程（实时、录像）供远程学习。

3.智能农业预警系统

当采集数据超过系统预先设置的限制是，将开启系统报警功能，并发送短信告知相关管理人员，便于对农作物生产的管理。

4.智能农业设备远程控制系统

设备远程控制系统主要有控制设备和相应的继电器控制器控制电路组成，通过继电器可以自由控制各种农业生产设备，包括喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。用户可通过电脑或手机终端对设备直接操控，完成日常工作。

二、NRF905的概述

（一）NRF905概述

NRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为1.9-3.6V，32引脚QFN封装（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz 3个ISM频道，频道之间的转换时间小于650us.自动产生前导码和CRC校验码，可以很容易通过SPI接口进行编程配置。[8] 器件连接简单，无需外部SAW滤波器。芯片内部本身附带功率放大器、频率合成器、调制器和晶体振荡器等部分，其中输出功率以及通信频道可通过编写程序进行配置。从NRF905的芯片手册中查到，其功耗十分小，当以10dBm 的功率发射时，工作电流仅有 30mA，同时支持多种低功率工作模式，待机模式下电流仅为12.5μA，节能设计更加方便。

（二）工作原理

该系统主要是实现的是点对点无线收发数据的过程，单片机将地址和数据写完后，就要控制NRF905无线收发模块将接收到的数据发送出去，NRF905发送模式会自动产生字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚（即DR）通知单片机数据发送完毕。下面是NRF905发送数据的流程：（1）当单片机发送数据的时候，根据时序图将要发送的数据以及接收机的地址通过SPI接口传送给NRF905，SPI接口的速率在通信协议和期器件配置时已经确定；（2）通过单片机置高TRX_CE和TX_EN，激发NRF905的射频发送（ShockBurstTM）模式；（3）NRF905的ShockBurstTM发送；（4）若单片机将AUTO_RETRAN寄存器设置为高电平时，此指令表明需要再次发送数据，NRF905无线模块将实施重发，持续到STC89C516RD+单片机将TRX_CE变为低电平为止；（5）当TRX_CE被置低时，表示NRF905发送数据过程完成，芯片将自动进入空闲模式。[14]

三、系统硬件设计

节点硬件结构。本系统的通信底板以STC89C516RD+单片机为核心，通过Altium Designer软件自行设计通信子系统的PCB板，将NRF905无线收发模块安放在预先设计好的的系统板上。串口电路部分采用MAX232芯片，搭建光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器等，硬件结构简单，性能稳定，同时有效的节约了成本。

四、系统运行流程

软件构架。本系统工作时首先节点1先设定为发送模式，通过外接各种传感器将采集到的数据传送数据给节点2，然后等待节点2接收，当节点2得到正确的数据之后，又将反馈信息发送给节点1，当节点1得收正确的反馈信息之后，系统板上的LED灯将会点亮，则说明发送接收成功。

五、运行结果

系统硬件连接实物图如图2所示。

数据收发完全正确，其结果显示如图3所示。

短距离无线数据业务以其低功耗、数据传输可靠、信息容量大等特点正被应用到广阔的应用领域。本文首先对其发展前景和应用现状及无线通信系统的广泛应用进行了概述，重点是对本课题所采用的STC89C516RD+型单片机与无线收发模块NRF905，再使用LCD液晶显示器进行实时显示来完成NRF905的无线通信系统设计，同时对短距离无线通信技术的结构特点进行了较为详细的论述，对其发展前景也进行了深入的研究。

无线通信技术，正在迅猛发展并广泛应用于各个领域。本文对其在盲区无线智能通信系统中的应用作了一些有益的研究并取得了一些成果，但仍有许多问题可待进一步的研究解决。（1）提高节点集成化，缩小体积。本文制作完成的节点是由微控制系统板和射频通信板组成的，体积较大。在以后的电子技术发展中可以同时将射频通信系统和微控制系统以及一些相关应用集成到同一芯片上，将会极大缩小节点体积。（2）能耗管理智能化研究，进一步降低能耗。本文所作研究对能耗管理方面通过采用系统定时休眠来达到节能的目的。进行能耗管理提高系统自身运行的稳定性，延长系统的使用时间，最终提高了系统自身的应用效益。

利用无线传感器网络实现数据传输是农业环境测控系统通信问题的有效方法。将无线传感器网络技术的农业系统环境信息采集与监测控制系统用于农业环境数据的接收、实时显示和存储，并通过无线方式实现与远程管理中心的通信，成功地解决了传统农业下的各种问题，无线传感器网络技术必将更大更广阔的农业领域中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]潘勇.基于NRF24L01的智能无线温度测量系统设计[J].电子测量技术，2010（03）.

[2]潘勇.微控制器原理实验教程[M].天津：南开大学出版社，2011（07）.

[3]喻金钱，喻斌.短距离无线通信详解――基于单片机控制[M].北京：北京航空航天大学出版，2009（04）.

[4]董健物.联网与短距离无线通信技术[M].北京：电子工业出版社，2012（09）.

[5]沈保锁，潘勇，马宁.现代通信原理实验教程[M].天津：南开大学出版社，2010.

[6]李江全，刘荣，贺浩.单片机数据通信及测控应用技术详解[M].北京：电子工业出版社，2011（12）.

[7]夏华.无线通信模块设计与物联网应用开发[M].北京：电子工业出版社，2011（05）.

[8]金荣洪，耿军平，范瑜.无线通信中的智能天线（无线通信专辑）[M].北京：北京邮电大学出版社，2006（06）.

[9]李文仲，段朝玉.C8051F系列单片机与短距离无线数据通信[M].北京：北京航空航天大学，2007（02）.

[10]孙弋.短距离无线通信及组网技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008（05）.

[11]潘勇.基于DS18B20的多点温度测量系统设计[J].电子测量技术，2008（04）.

[12]陈邦媛.射频通信电路（第2版）[M].北京：科学出版社，2006（08）.