引言
物联网简称IOT,通过多种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器以及激光扫描器等装置,收集实时数据,实现对可能网络的接入与参与,实现了物与物、人与物、人与人之间的泛在连接,同时对物品及过程的智能化感知、识别及管理同样具有积极效用。RFID技术,国内又称射频识别技术,通过无线电讯号实现对监测对象的感知,实时录入相关数据信息,适用于短距离数据识别及传输,在最大程度上提高了数据信息的识别及传输效率与质量。RFID技术主要是由软件处理系统、阅读器、应答器三个部分构成,具有较高的抗污染力、耐久力以及扫描速度等技术特征,可满足当前社会的实际信息传输需求。
1 智慧农业监测系统总体设计方案
在农业生产的管理过程中,目前大部分用户都是采用人工实地管理,这样的管理方式给用户带来很多的不便,而目前世面上的物联网技术,北斗导航定位技术、远程监控技术都已经很成熟,所以为了解决这些问题,研究和设计一款智慧农业监测系统,该系统主要完成大气温度、空气湿度、土壤情况、位置信息等相关的数据采集,并通过无线通信技术发送给用户,以便用户实时了解情况,用户针对不同的情况采取不同的解决方案,以便提高农业生产管理效率。本项目的研究内容可以大致分为以下五个部分:(1)设计一个硬件传感器采集电路进行数据采集并通过无线通信模块发送至总下位机,其中包括大气温度、空气湿度、土壤湿度、地理位置等数据。(2)设计一个总下位机,用于通过无线通信模块接收采集端发送过来的数据,最后通过串口将数据发送到数据监测终端(PC端)。(3)搭建数据监测终端,该终端可以实现使用串口通信接收总下位机发送的数据、查看数据、将数据打包发送至指定的邮箱或者发送短信。(4)搭建数据库,用来存储数据方便后续对数据的开发。(5)开发网站和安卓端APP,可实现人机交互。
2 物联网在智慧农业的应用
2.1 智慧农业生产
通过物联网技术可以将农业生产的信息实时传递给管理人员,使相关管理人员可以根据农业生产信息来掌握农业的实际情况,建立起现代化的农业生产基地,有助于提升农产品的运输速率,以此来实现农业生产的安全性和可靠性。同时,还可以利用农业信息来进行自然灾害的监督工作,方便在第一时间进行预警,为田地区域管理提供有效支持,从而大大提高农业的自动化。
2.2 农业智慧管理
通过物联网技术可以转变传统农业的管理形式,有利于提高传统农业的管理水平,从而加速智慧农业的发展。在农业生产的过程中,依托物联网技术可以实时搜集农业环境资料,然后通过农业智能传感器来进行信息传播,以此来为管理人员提供可靠的参考依据,进而达到改善农业生产环境的目的。并且,将物联网技术应用在智慧农业中,不仅能够为农作物提供良好的生长条件,还可以减少农业生产材料的浪费,有利于节省化肥等农业成本,继而推动智慧农业的可持续发展。
2.3 农产品智慧监督
在农产品的后期流通环节,依靠物联网技术可以进行农产品的智慧监督,将条码、电子标签等设备运用到流通环节中,然后通过计算机网络来开展农产品质量的监督工作,进而实现农产品的可视化管理。对于田地里的农作物、后期食品加工等可以实施全程化的监督,利用智能技术来进行质量控制,确保农作物及后期食品的生产质量,提升农业生产的整体质量,有助于促进智慧农业的良好发展。由此可见,物联网技术应用在智慧农业中不仅能够实现数字化物流,还能够加快产品的运输效率,对提高农产品的生产质量有着重要作用。
3 物联网在智慧农业中的应用性研究
3.1 监控系统
监控系统的实际效用主要是对种植环境及作物生长状况进行实时监控,帮助相关技术人员及时发现问题并且解决问题,以此提升农作物产量以及农业整体发展。监控系统在传统农业中的应用,大力推动了智慧模式的发展进程,为社会经济的整体增长提供了较大的可能性。基于当前的实际发展需求,监控系统必须具备信息存储功能,在获取与收集大量数据信息的同时进行存储,保障后续相关工作的质量与效率。
3.2 无线传感网络子系统
实际上,智慧大棚即为物联网技术在智慧农业中的主要应用途径之一,而物联网技术在智慧大棚中的应用主要体现在无线传感网络子系统。众所周知,无线传感网络子系统的性能效用就是对农业种植环境的变化情况进行实时感知监测,包括大棚内部的温度、湿度以及土壤肥力等多个方面。在无线传感网络子系统的支持下,技术人员可远程收集大棚内的信息数据,实现了信息数据处理的集约化与统一化,进一步提升了农业大棚的培育效率及质量。
3.3 无线宽带网络传输系统
物联网技术在智慧农业的应用主要体现在无线宽带网络系统,在运用无线宽带网络系统的过程中,需为技术人员提供相应的mesh网络及太阳能供电系统等硬性设施,通过相应适配系统的实践性功能来实现整体网络系统的有效运行。单就系统本身而言,其需要优质的网络传输技术来适应当前的信息环境,同时技术特性与优势还可帮助其提高抗穿透力及抗干扰性。
3.4 农业人才的培养与智慧农业的紧密联系
随着社会和科技的飞速发展,现有专业设置培养专门人才已经不能满足各行业发展需求,因此部分学科进行了深度的交叉融合,主要体现在设置课程体系、加强学科间师资团队建设、校企联合培养等方面,但跨度大的学科交叉在目前人才培养中仍缺乏合理的方案。智慧农业方面,首先是农学学科与信息化学科体系之间深度融合尚处于起步阶段,仍有巨大的整合空间;另一方面,智慧农业人才的培养需要进一步加强理论与实践的结合,根据具体农业生产问题进行重点培养。对教学进行调整的同时,加强各农业相关部门与人才培养单位的合作,为智慧农业相关毕业生设置更多的固定岗位,既弥补了农村人员缺乏技术指导的问题,又为农学人才的培养、毕业就业以及地方农业经济的发展打下良好基础。
4 结语
随着新技术和新方法的进步,智慧农业所涉及的元件更加微型化、功能也更加多样化,为智慧农业的发展打下了良好的基础;传感器等微型元件的低廉化,使智慧农业的发展更为迅速。智慧农业不是简单的把智能农机搬运到农村作业,还需要一个“智慧乡村”及其完善系统的基础设施和服务保障。在国家政策的支持下农村地区信息化程度越来越高,农民重视文化的观念越来越强烈,相信智慧农业将会迎来更好的发展期,从植物工厂走向智能温室,最终投入整个农业生产体系中。
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