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传感器在智慧农业中的运用

[ 作者:杭州迈煌科技有限公司2017-05-15点击:1154]
                               传感器在智慧农业中的运用
   智慧农业是农业发展的高级阶段,它依托各种现代信息技术, 实现了农业生产的田间智慧种植、可视化管理、智能预警及智能化决策等。使得土地得到充分科学地利用, 合理密植可节省时间和资源,提高工作效率,减少人力、财力不必要的浪费,降低了成本。 
智慧农业中的信息技术应用范围很广,其中传感器技术是一项关键技术,它通过和现代农业生产的相结合为智慧农业和精准农业的发展提供了技术支持和保障。通过传感器实时采集各种环境信号, 经由无线信号收发模块传输数据,通过大数据、 云计算处理后, 对环境进行自动化控制和智能化管理。 
目前,智慧农业中大多数环境参数如温室内温度、湿度、二氧化碳浓度、土壤温度、土壤水分、叶面湿度及光照度等都是通过物理传感器实时采集,温湿度传感器、光照度传感器、气体传感器、营养元素传感器等是目前智慧农业中几种最常用的传感器。 可以说,传感器技术在智慧农业中的应用前景相当广泛,通过传感器技术采集农作物生产环境信息,能及时准确地发现问题,减少人工操作的盲目性,指导农业生产,提高农产品质量及生产效益,使以人力为主的传统农业生产模式逐渐向以信息技术为中心的现代农业生产模式转变。 
   我国虽然是农业大国,但要解决十二亿人口的吃饭问题还是个值得重视的问题。这个问题的解决关键在于提高农业生产效益和增强抗灾能力。随着科学技术的不断发展,当前设施农业(又称工厂化农业)已成为解决上述关键问题的一种农业新兴产业。设施农业是借助温室及其配套装置来调节和控制作物生产环境条件的新农业生产方式,是农业摆脱自然制约的有效手段,是对常规农业的革命性发展,是高产、高效、优质和技术密集型的农业。近年来,国外如以色列、荷兰等国在设施农业中研究和生产方面已达到很高水平。我国近年来,塑料大棚和日光温室为主体的设施农业正迅速发展,但与国外相比,普遍存在科技含量低、劳动强度大、生产水平和效益低下。因此,迫切需要技术改进,以提高我国设施农业的整体水平。
  要实现高水平的设施农业,涉及到关键技术中信息获取手段是最重要的关键技术之一。因此,开发性能价格比高的智慧设施农业用传感器是当务之急。作为传感器技术新世纪的发展方向,传感器在农业中的广泛应用,这也是促进传感器产业化的重途径之一。

  设施农业用传感器的品种较多,按其检测参数分数,主要有以下几种:

  (1)温度和湿度:作物的生长与温度和湿度有密切关系,塑料大棚的控制参数中,温度与湿 度检测、控制是主要参数之一。

  (2)土壤干燥度:作物生长需要水份,在设施农业中如何灌水,做到既不影响作物生长又不浪费水资源是至关重要的问题。土壤干燥度的检测,需要用干燥度传感器。目前较广泛采用的干燥度传感器是由负压传感器与陶瓷过滤管组成的。

  (3)CO2:农作物生长发育离不开光合作用,而光合作用又与CO2有关,所以控制CO2的 浓度,有利于作物的生长发育。

  (4)光照度:设施农业中,采用栽培管理自动化系统其光源完全为人工光,而不用太阳光,采用光传感器来检测和控制光照强度,使作物可以得到均匀一致的光照。

  (5)土壤养分:土壤养分依赖于施肥,合理施肥不仅可以提高作物产量,而且可以避免过施肥而造成不必要的损失。土壤养分的测定包括土壤有机质、pH值、氮、磷、钾以及交换性钙和镁的检测。土壤养分测定,广泛采用离子、生物传感器。

  由于设施农业用传感器是在系统中发挥作用,因此传感器的性能必须符合以下要求:

  (1)长期稳定性好 农业设施用传感器的使用环境比工业更恶劣,如高温、高湿。因此传感器长期稳定性要更高,需要解决涉及传感器稳定性的关键技术包括材料、工艺等。

  (2)能适应系统要求 智慧农业的实质是实现人为调节和控制作物生长环境条件,是通过一个闭环系统来实现的。因此传感器的性能都应该与控制系统相适应。尤其是传感器的长距离布点、传感器灵敏度的一致性、传感器的响应时间等,这样才能使系统真正做到快速反应和 调控环境的高效工作。

  (3)优良的性能价格比 由于用量较大,因此必须要求其价格较低廉,否则难于推广。

  由于我国农业现代化水平较低,设施农业刚起步,因此为了设施农业的发展,必须从传感器生产过程中挖潜,尽量降低成本,以满足性价比要求。

  这个新的应用领域开发的策略,本人认为应该是在充分调动传感器生产企业的积极性的同时,又要防止一哄而上,低水平的重复。因此,电子敏感行业协会,应该有一个统一的规划,进行宏观调控,使设施农业用的传感器开发循序渐进,有条不紊地持续发展。

  “工厂高效农业工程”已列入国家重点工程项目,并已启动实施。21世纪必将全面推广,传感器技术学术界和产业界应抓住这良好的机遇,把传感器在智慧设施农业中的应用作为主要服务领域之一,这既能促进我国农业水平的提高,又能促进传感器产业化自身的发展。更多详情:获取更多智慧农业传感器专业信息可以联系 {杭州迈煌科技有限公司},更多干货等你来

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