智慧農業傳感器的應用現狀及展望
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智慧農業是農業發展的高級階段,通過利用傳感器技術,將農業智慧發揮到極致,以更加穩定、可靠的技術完成我國農業技術的探索,通過為植物進行光合作用的傳感,滿足作物生長需求,提升作物的單產量及品質。
我國是農業大國,但非農業強國。當前農業處于落后的現狀,更應大力發展智慧農業,使我國成為現代化信息技術發展的強國。通過無線傳感監測技術,完成相關的農業內容的自動化、智能化,通過遠程可以監控當前作物的生長,有效提升作物生長的時間及資源,以此提升工作效率,減少對人力、財力的不必要的支出。
1、智慧農業中傳感器技術應用現狀
智慧農業現代農業發展的高階產物,它的應用涉獵廣泛,特別是將傳感功能應用與不同的自動化控制、計算機智能技術系統之中。更具當前的農產品種植特點,完成不同種植需求的傳感變化,通過對其實施智能化的監控數據,可以有效提升種植技術,完成現代農業的發展計劃??梢哉f傳感器是智慧農業發展的關鍵,通過對傳感器中不同環境信號分發,建立不同收發信息的數據模塊,通過大數據、云計算處理相關的環境問題,形成更加智能化的管控系統。先就當前智慧農業中常用的傳感器介紹如下:
在當前的智慧農業操控過程中,主要運用傳感器施行對室內溫度的有效控制,通過溫度、濕度、光照度等的物理傳感效應,完成作物在生長過程中能夠的對溫度、濕度、光照等營養的需求的探索。特別是溫濕度傳感器是應用作為廣泛的一類,它可以對大棚中的土壤、植物葉脈環境、儲存等內容進行檢測。確保當前釋放出的溫濕度與檢測所需溫濕度相當,智能調控大棚中相關遮陽、溫濕度處理,保證每株作物的溫濕度,根據不同根系的實際情況安裝傳感器,不斷檢測植物在生長過程中所需的溫度濕度,便于及時澆灌作物,滿足它們對溫度濕度的喜好。同時溫濕度傳感器也要選用便于安裝,防水性能一流、可以遠距離傳輸等特點的器材,這樣才能充分適應大棚的生長環境,保證作物的最佳生長。
氣體傳感器是幫助檢測大棚及家畜CO2含量的,通過對當前的作物進行有效施肥、通風、換氣的方案,降低空其中所有的NH3,這樣才能給予作物、家畜一個通風的健康環境,利于作物、家畜的生長。
營養傳感器是應用在各種營養元素檢測系統,通過對大棚中的土壤等營養物質進行專項含量的檢測,決定是否要對當前的作物進行有效的施肥。
2、智慧農業傳感器技術存在的問題
隨著現代化信息技術的發展,智能感知系統運用更加便捷化,特別是對于智慧農業的幫助更可以提升我國農業的發展。然而,我國當前的農業傳感技術仍在發展階段,無法滿足智慧農業發展的全部需求,制約農業向智能化、自動化方面的發展。我國農用傳感器的種類與世界相比,種類僅是世界總數的1成,特別是當前傳感器價格昂貴,對于普通農戶來說,運用傳感器完成不受提升收益。而當前傳感器仍在研發階段,其穩定性與實用性還有較大的提升空間。最后,器材長期處于自然環境下,接受風吹日曬等,會降低其使用周期,提升維修成本??偟恼f,當前的傳感器沒有對植物生長的綜合環境形成動態的檢測系統,聯動性不足,無法提供真正意義上的傳感功能,影響智慧農業的發展,無法形成規?;膫鞲袔椭?
3、智慧農業傳感器展望
①對光纖傳感器研發
光纖傳感器具備抗高溫、耐腐蝕的特性,在農業作業中可以對大棚當前的作物儲備進行檢測,通過光纖溫度傳感相關的溫度信息,并通過光纖氣體將作物的實時信息同步在移動終端,通過精準定位,排除干擾波段,提升對于農產品質量檢測的研發,保證作物的健康生長。
②MEMS微電子傳感器研發
MEMS微電子傳感器可以對當前的作物進行超光譜成像,是新一代的傳感器件。而利用超光譜成像可以仔細鑒別作物是否發生霉變現象,也可以用來鑒別相關商標的真偽,用在家畜身上,甚至可以監控家畜發生病變查找病原體,其實質就是通過傳感器感受分子的變化,對植物及家畜的養殖起到的積極探索的作用。
③仿生傳感器研發
仿生傳感器可以有效識別作為發生生物反映的,通過對作物裝置相關仿生傳感器,可以快速識別農產品的品質及是夠存在污染的現象,通過對作物進行真菌測試,即可檢測作物安全生長,有效完成我國對于食物安全的檢測,也是提升我國對于中作物安全建議的重要標志,現如今仿生傳感器正在研發更小體積的檢測系統,方便我國作物成熟后的采摘及安檢。
④電化學傳感器研發
電化學傳感器是農業領域中的一個重要研究分支,通過對土壤系數進行有效檢測,檢測其PH值、離子活度等系數,完成對土壤所含作物所含養分分檢測,通過檢測結果可以得知當前作物的產量及生產果實的味道,通過調整相關的系數幫助農民制訂有效的施肥政策,提升產量。
總之,我國智慧農業物聯網技術已經在慢慢運用在不同的農業扶持示范基地,與發達國家農業相比,市場普及率還是較低的,沒有建立規?;?、系統的使用空間。但智慧農業傳感器的發展前景是廣泛的,通過利用新的工藝與材料,完成不同功能器件的生產與運用,結合我國不同技術的發展,將傳感器變得更加智能化、自主化,完善我國智慧農業的發展,將更多傳感器運用在不同的智慧農業中,是我國成為農業強國。
(作者單位:150029 哈爾濱市農業科學院)
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