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农田环境信息感知技术

kumb 感知层 2021-05-04 22:54:16 171 0

农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器釆集信息,及时发现、定位并解决农田中发生的问题。所以传感器是农业物联网的核心,而目前农业传感器技术的快速发展对农业物联网的广泛应用起到了极大的促进作用,主要的农业传感器包括农业环境传感器和农业动植物本体信息传感器(李道亮,2012)。目前,相对于动植物本体信息传感器来看,光、温、水、气、热等常规环境传感器已经比较成熟,其主要检测对象关系到动植物生长的水、气、光、热等环境因素,且其检测重点主要集中在作物土壤环境检测和动物饲养环境气体检测环节。

现有的环境信息检测技术以检测对象的静态属性为主,对于实现实时、动态、连续的信息感知传感与监测还有待探究,所以对于现在农业信息技术的实时动态无线传输和后续综合应用系统平台的开发不适用(李震等,2010)。目前已有的用于进行植物、土壤和气体信息感知设备,大多是基于单点测定和静态测定,在动态测定、连续测定的情况下不适用。除此以外,同时测定信息参数的无线可感知化和无线传输水平不高,还非常缺乏适用于农业复杂环境下的微小型、可靠性、节能型、环境适应性、低成本和智能化的设备和产品,难以满足农业信息化发展的技术要求。

随着纳米技术、光电技术、电化学技术的发展,农业生态环境监测可以感知到更多、更为精细的环境参数(何东健等,2010;沈明霞等,2010;蔡义华等,2009)。农业物联网广泛应用于农业生产精细管理中,如大田粮食作物生产、设施农业、畜禽水产养殖等典型农业作业中。在大田粮食作物生产中,农业物联网主要用来对气温、地温、土壤含水量、农作物长势等信息进行感知,感知信息在农作物灌溉、施肥、病虫害防治等方面得到很好的应用。实现实时、动态、连续的环境信息检测是未来发展的趋势(孙玉文等,2010)。综合环境信息进行快速检测和评估,并将评估结果直接应用于植物生长管理的研究,也是环境信息传感技术的重点前沿方向(高峰等,2009)。

实现农作物的种植环境的全方向感知,包括环境温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速、风向、降雨量、蒸发量等信息。农田环境信息感知的技术根本就是传感器技术。现以农田环境信息感知传感器为对象,详细分析农田环境传感器工作原理与应用方法。

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