傳感器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

饒浩天+方璐斌+花卉

摘 要：隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的日益更新和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技水平日益提升。本文以傳感器在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)用為研究方向，通過(guò)對(duì)其種類(lèi)和功能介紹，對(duì)傳感器在農(nóng)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)和展望。

關(guān)鍵詞：傳感器；應(yīng)用：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

傳感器是指能夠?qū)Ρ粰z測(cè)對(duì)象相關(guān)參數(shù)進(jìn)行感應(yīng)，并按照既定公示計(jì)算以特定信號(hào)輸出的電氣元件。它的工作原理就是在依靠不同的自然效應(yīng)（生物、化學(xué)或物理等），將被檢測(cè)對(duì)象的各種非電量資源轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)電量信號(hào)格式的過(guò)程。傳感器是現(xiàn)代科技發(fā)展高端技術(shù)的一種展現(xiàn)，在當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)共同的支持下，傳感器必將在未來(lái)生產(chǎn)中的各行業(yè)中展示其強(qiáng)大功能。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)因設(shè)備陳舊而被淘汰，如今以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及設(shè)備武裝的現(xiàn)代化商業(yè)型農(nóng)業(yè)，在我國(guó)有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力。其中傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可替代的有效功能。

1現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中常用的傳感器種類(lèi)

1.1溫度傳感器

溫度傳感器種類(lèi)繁多，根據(jù)不同的感應(yīng)方式和來(lái)源，可以分為不同種類(lèi)。當(dāng)前在生產(chǎn)行業(yè)中運(yùn)用較多的有以下幾種，熱電阻型、半導(dǎo)體型和熱電偶傳感器等。隨著現(xiàn)代技術(shù)的深入運(yùn)用，更具科技含量的光纖傳感器應(yīng)營(yíng)而生，他們的主要功能就是對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)、顯示和傳輸。

1.2濕敏傳感器

其主要工作原理就是通過(guò)對(duì)大氣濕度的感應(yīng)檢測(cè)，再按照程序規(guī)則將其轉(zhuǎn)換成為電量信號(hào)的過(guò)程。在各類(lèi)生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)取中，運(yùn)用較為普遍和廣泛的濕度傳感器有如下幾類(lèi)：電解質(zhì)濕敏傳感器、MOS型濕敏傳感器、陶瓷濕敏傳感器等多種型號(hào)。

1.3氣敏傳感器

其主要工作嚴(yán)厲就是通過(guò)對(duì)特定氣體介質(zhì)內(nèi)各組成元素檢測(cè)量，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)數(shù)據(jù)的搓成。在各類(lèi)生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域中，較為常見(jiàn)的該類(lèi)傳感器有如下幾種型號(hào)：組合電位器型、濃差電池型、半導(dǎo)體氣敏型等。

1.4光電傳感器

根據(jù)其依靠的自然效應(yīng)類(lèi)型不同，業(yè)內(nèi)可以將其分成如下種類(lèi)。（1）光電導(dǎo)效應(yīng)?；贛OS集成電路技術(shù)之上的CCD傳感器和半導(dǎo)體光敏型等；（2）光生伏特效應(yīng)。光電池、三極管等；（3）外光效應(yīng)型。光電倍增管和光電管等。

1.5生物傳感器

其主要功能和作用是通過(guò)對(duì)特定生物物質(zhì)進(jìn)行感性檢測(cè)，然后將所獲得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)格式再進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程。該類(lèi)傳感器的應(yīng)用市場(chǎng)極其廣闊，其構(gòu)成方式也不盡相同。業(yè)內(nèi)通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同將其分成如下兩類(lèi)。（1）換能器結(jié)構(gòu)型。熱生物傳感器（calorimetricbiosensor）、半導(dǎo)體生物傳感器（semiconductbiosensor）、壓電晶體生物傳感器（piezoelectricbiosensor）等（2）分子識(shí)別元件結(jié)構(gòu)型。組織傳感器（tis-suesensor）、酶?jìng)鞲衅鳎╡nzymesensor）、免疫傳感器（immunolsensor）等。

2傳感器在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1農(nóng)產(chǎn)品的冷藏

在現(xiàn)代化糧傳感體系建設(shè)中，全部采用了更為科學(xué)、準(zhǔn)確的分布式探頭檢測(cè)方式。該體系以主控微機(jī)為管控核心，在整個(gè)倉(cāng)體機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置數(shù)百個(gè)檢測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)提內(nèi)的溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、傳感和監(jiān)控?；诖朔N倉(cāng)體檢測(cè)體制，倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存量得到極大提升，從根本上解決了由于糧食霉變誘發(fā)的各種管理事故，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)約勞動(dòng)成本提高工作效率的目的。其次，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還具備自檢、預(yù)警功能，對(duì)入倉(cāng)前的糧食水分提前檢測(cè)，并與倉(cāng)體排風(fēng)裝置相連鎖的技術(shù)。

國(guó)內(nèi)針對(duì)果蔬冷藏技術(shù)開(kāi)發(fā)，運(yùn)用最為普遍的是氣調(diào)和低溫貯藏兩種方式。所謂低溫貯藏，其主要功能和作用就是依靠設(shè)施設(shè)備制造一種恒溫的環(huán)境，保證果蔬在其中的有氧呼吸，不至于在短期內(nèi)發(fā)生霉變或脫水等變質(zhì)現(xiàn)象。低溫貯藏就是運(yùn)用制冷設(shè)備將儲(chǔ)存環(huán)境溫度降至一定的范圍（通常為0～10℃之間），并保持其穩(wěn)定不變。在此種溫度環(huán)境下，果蔬體內(nèi)的活性酶性能被抑制，各類(lèi)真菌、細(xì)菌的繁殖失去基礎(chǔ)條件，水份蒸發(fā)也大幅度降低，進(jìn)而使得果蔬營(yíng)養(yǎng)成分得以完整的保存。在該系統(tǒng)建設(shè)中，溫度傳感器的功能和作用尤為突出，它可以通過(guò)遍布在倉(cāng)冷庫(kù)的各個(gè)檢測(cè)儀器，對(duì)冷庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦出現(xiàn)溫度數(shù)值偏高或偏低的現(xiàn)象，立即會(huì)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。氣調(diào)儲(chǔ)存方式相較于冷庫(kù)結(jié)構(gòu)更為科學(xué)和先進(jìn)，其除了能夠?qū)}(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)傳感外，還能夠?qū)ζ渌鞣N可能影響到果蔬質(zhì)量的介質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，包括二氧化碳、氧氣、濕度等。系統(tǒng)可以通過(guò)程序功能實(shí)現(xiàn)對(duì)冷庫(kù)內(nèi)各類(lèi)傳感器（包括濕度、氧氣、二氧化碳等）進(jìn)行各種物理參數(shù)監(jiān)測(cè)，然后依靠通信儀表反饋給主機(jī)，進(jìn)而保證各種參變量的適時(shí)調(diào)整和自動(dòng)控制目的。達(dá)到創(chuàng)造恒溫環(huán)境，實(shí)現(xiàn)保障果蔬持久新鮮的目的。

2.2在育種育苗中的應(yīng)用

農(nóng)作物育種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍和常見(jiàn)的一種種植技術(shù)，它在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增強(qiáng)免疫力等方面效果顯著。育苗技術(shù)應(yīng)用就是通過(guò)對(duì)果蔬類(lèi)提前進(jìn)行溫室培育，縮短其生長(zhǎng)周期，獲得應(yīng)季市場(chǎng)所需的優(yōu)秀物種，并使產(chǎn)品附加值劇增。在育苗過(guò)程中傳感器也得到了較為廣泛的應(yīng)用，它的主要作用是通過(guò)對(duì)育苗環(huán)境中的各種參數(shù)，包括溫度、濕度、光照度、二氧化碳含量等主要數(shù)據(jù)進(jìn)行采集檢測(cè)，然后將輸送到主控微機(jī)儀表器上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種環(huán)境條件的調(diào)節(jié)作用。

2.3農(nóng)產(chǎn)品的分類(lèi)

針對(duì)不同成熟時(shí)期的物種，需根據(jù)其品種和特種的差異進(jìn)行區(qū)別儲(chǔ)存。例如對(duì)于玉米種類(lèi)而言，通常依據(jù)其含水量加以質(zhì)量等級(jí)的劃分。而此劃分的過(guò)程必然需要各種傳感檢測(cè)儀器的支持，包括光感傳感器、溫濕度傳感器等。

3結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代科技潮流推動(dòng)，傳感器的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)逐步成為當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要助推力量。傳感器的應(yīng)用和技術(shù)研發(fā)，可以做到體積小、能耗低等基本特征，其在未來(lái)龐大的農(nóng)業(yè)市場(chǎng)運(yùn)用前景十分可觀。

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作者簡(jiǎn)介：

饒浩天（1995.3--）男，浙江建德人，本科生，中國(guó)計(jì)量大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院學(xué)生，研究方向：測(cè)控技術(shù)與儀器。