【智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)百科】傳感器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中的重要作用

2020-06-02 07:45:16 艾方立科技

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，人們獲取農(nóng)田信息的方式很有限，主要是通過(guò)人工測(cè)量，獲取過(guò)程需要消耗大量的人力，例如食用菌溫室種植化，剛開(kāi)始人們便注意到CO2濃度，溫濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的作用，但基本沿用老方法，每天浪費(fèi)人力，讓工作人員去每個(gè)大棚里用CO2檢測(cè)儀檢測(cè)CO2濃度，去開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，去打開(kāi)側(cè)窗、天窗。而通過(guò)使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對(duì)農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一張張功能各異的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),通過(guò)各種傳感器采集信息,可以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并且準(zhǔn)確地捕捉發(fā)生問(wèn)題的位置。這樣一來(lái)，農(nóng)業(yè)逐漸地從以人力為中心、從依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息技術(shù)手段和軟件為中心的生產(chǎn)模式,從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。

　　近年來(lái)，隨著智慧農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，智能感知芯片、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步拓寬。在監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣變化、畜禽舍環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測(cè)，收集溫度、濕度、風(fēng)力、大氣、降雨量，有關(guān)土地的濕度、土壤氮磷鉀含量和PH值大小等方面的數(shù)據(jù)，傳感技術(shù)正在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測(cè)，合理種植，幫助農(nóng)業(yè)人抗災(zāi)、減災(zāi)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
　　以浙江托普儀器有限公司為例，其正在著手于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中傳感器產(chǎn)品的研發(fā)升級(jí)，旨在更好的解決基礎(chǔ)應(yīng)用問(wèn)題。譬如，托普儀器研發(fā)的新型土壤水分傳感器，不僅可以精確地采集土壤水分含量信息，還在探針制作過(guò)程中采取了不銹鋼特殊工藝處理，使埋在土里的傳感器更加經(jīng)久耐用（普通傳感器的探針埋在土里極易腐蝕生銹，無(wú)法正常工作）。功能各異的物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品，使智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展在其根基上再進(jìn)一步，基礎(chǔ)功能更加扎實(shí)，也更有保障。
    在現(xiàn)代化溫室栽培領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精確地呵護(hù)著作物的幼苗。在這個(gè)過(guò)程中，溫度、濕度、PH值、光合有效輻射、CO2濃度等傳感器設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境物理量參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的參數(shù)變量反映到自動(dòng)控制過(guò)程中去，為農(nóng)作物的打造最佳生長(zhǎng)環(huán)境。
    除種植業(yè)外，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，深度、PH值、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮等傳感器采集到的數(shù)據(jù)，可以分析水產(chǎn)品在各養(yǎng)殖階段的長(zhǎng)度與重量之間的關(guān)系，養(yǎng)殖環(huán)境因素與餌料養(yǎng)分吸收能力、攝取量之間的關(guān)系等，并對(duì)此進(jìn)行細(xì)致分析，合理養(yǎng)殖；畜禽養(yǎng)殖業(yè)中，CO2、氨氣、硫化氫、噪聲、粉塵等傳感器可監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備，使畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境達(dá)到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)殖，減疫增收的目標(biāo)。
    近年來(lái)，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型發(fā)展轉(zhuǎn)化。新型傳感器更趨于微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新生，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，而且可導(dǎo)致新型工業(yè)的系列產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
傳感器對(duì)比
第一代有線傳感器：

1、線長(zhǎng)限制工作范圍；2、線長(zhǎng)必須保證供電設(shè)備3、裸露在外的電線容易損壞。

第二代無(wú)線傳感器：

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    1、與有線傳感器相比，更快速、便攜、低能耗（2節(jié)2號(hào)電池，兩年使用）、低成本。
    2、相互間沒(méi)有直接的電氣連接，不存在相互干擾的問(wèn)題。
    3、制作材料升級(jí)，采取不銹鋼特殊工藝處理，更經(jīng)久耐用。

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　　主控中心與溫室控制器通過(guò)無(wú)線連接，對(duì)溫室內(nèi)的光照、土壤溫濕度、二氧化碳、空氣溫室等參數(shù)的變化能夠準(zhǔn)確的顯現(xiàn)出來(lái)。

二、系統(tǒng)軟件功能

名稱	信息
用戶登錄	規(guī)定用戶使用權(quán)限，為保障系統(tǒng)安全，一用戶對(duì)應(yīng)一賬號(hào)，可設(shè)定修改密碼權(quán)限。
系統(tǒng)監(jiān)測(cè)	主要監(jiān)控室內(nèi)空氣溫濕度、二氧化碳、光照強(qiáng)度、土壤溫濕度，室外風(fēng)向、風(fēng)速、空氣溫濕、光照強(qiáng)度、雨雪等參數(shù)，各個(gè)設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)室內(nèi)出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)進(jìn)行報(bào)警上報(bào)負(fù)責(zé)人。
系統(tǒng)控制	手動(dòng)	通過(guò)手動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行操作。
	自動(dòng)	根據(jù)用戶設(shè)定的土溫下限參數(shù)自動(dòng)控制噴灌系統(tǒng)的自動(dòng)操作（包括噴灌時(shí)長(zhǎng)、噴灌間隔）；通過(guò)空氣溫濕度、光照、二氧化碳等參數(shù)自動(dòng)控制天窗、側(cè)窗、內(nèi)遮陽(yáng)、內(nèi)保溫、風(fēng)機(jī)、濕簾等設(shè)備的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)。
參數(shù)設(shè)定	對(duì)所有要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的參數(shù)（風(fēng)速、光照、土溫、土濕、空氣溫濕、內(nèi)遮陽(yáng)、內(nèi)保溫、燈光、補(bǔ)光、目標(biāo)溫度、目標(biāo)光照、噴灌）進(jìn)行設(shè)定，滿足自動(dòng)化要求。