智慧農(nóng)業(yè)與無線傳感器的運用探尋

摘 要：該篇文章主要是經(jīng)過對智慧農(nóng)業(yè)與無線傳感器的一些相關特點特征，分析研究其主要作用和被普及使用的傳感器種類，并且重點探討了在智慧農(nóng)業(yè)中運用無線傳感器。幫助一些研究相關問題的人士提供有效意見，僅供參考。

關鍵詞：智慧農(nóng)業(yè);無線傳感器;運用探尋

引言：

現(xiàn)如今，在森林或者農(nóng)田這類的規(guī)模生產(chǎn)中，如何有效的對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、空氣質量、土壤狀況、光線強弱等多個信息進行監(jiān)督控制，這也是目前所面臨的一項難題。

憑借使用無線傳感器網(wǎng)絡，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)督控制或者收集，這也是目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)與關鍵課題，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中合理運用物聯(lián)網(wǎng)技術，這樣不但可以使傳統(tǒng)保守的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方法得到有效的轉變，還能夠不斷減少害蟲侵害農(nóng)作物事件的發(fā)生，使農(nóng)產(chǎn)品質量得到較好的保障。

1 無線傳感器在智慧農(nóng)林中發(fā)揮的作用

1.1 構造數(shù)據(jù)服務的平臺

通過使用傳感器和大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、無線通信技術等等之類共同分析和采集相關數(shù)據(jù)以此來建造一個良好的數(shù)據(jù)平臺服務。通過一些可視化的展示，對農(nóng)作物進行一些監(jiān)督檢測病害和及時追蹤，并且對農(nóng)作物的產(chǎn)量進行有效預測。采用無人機、傳感器、衛(wèi)星遙感進行航拍農(nóng)田是智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務平臺的關鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，所采集到的數(shù)據(jù)包含了農(nóng)作物真實產(chǎn)量的數(shù)據(jù)、病蟲害以及天氣狀況的數(shù)據(jù)等等諸如此類。接下來，通過分析和處理采集到的數(shù)據(jù)，與此同時構造一個可視化的模型，實現(xiàn)有效管理種植適合區(qū)規(guī)劃和農(nóng)作物生產(chǎn)的目的?，F(xiàn)如今社會，有較少的公司是注重選擇無人機航拍方式來對數(shù)據(jù)進行采集，更多的公司選擇用衛(wèi)星遙感技術[1]。

1.2 自動駕駛農(nóng)機

所說的自動駕駛農(nóng)機，通常指的都是通過選用衛(wèi)星導航實現(xiàn)農(nóng)機進行直線運作的功能，得到農(nóng)機偏移數(shù)據(jù)大都是使用角度傳感器，追蹤一些車輛數(shù)據(jù)和通過攝像頭來采集一些與農(nóng)作物生長相關的數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡傳遞數(shù)據(jù)到控制端，分析數(shù)據(jù)，并且及時關注工作的實際情況與進度通過車載計算機的顯示器[2]。自動駕駛農(nóng)機的過程中，其運用的基礎就是農(nóng)機車輛導航系統(tǒng)，自動駕駛農(nóng)機技術若想實現(xiàn)的前提要求就是車聯(lián)網(wǎng)，可以通過使用農(nóng)機車輛導航系統(tǒng)開展一些決策與監(jiān)控農(nóng)機的相關操作。目前，小麥機和拖拉機之類的農(nóng)業(yè)機械中通常都是使用農(nóng)機車輛導航系統(tǒng)。

2 無線傳感器應用于智慧農(nóng)業(yè)中

2.1 傳感器在農(nóng)業(yè)種植中的合理運用

溫室大棚種植是目前智慧農(nóng)業(yè)的主要形式，通常使用以下幾種無線傳感器：第一，溫濕度傳感器。在目前智慧農(nóng)業(yè)中應用最廣泛、最普及的就是溫濕度傳感器，一般情況下都是在溫室大棚中使用?？諝鉂穸葌鞲衅鞔蠖际潜O(jiān)測檢測農(nóng)作物所處的生存環(huán)境中空氣中的濕度變化，一般情況下在畜舍的遮陽處或者大棚安裝[3]。通常都是在農(nóng)作物的根部土壤處安裝土壤溫度和濕度傳感器，需要考慮到農(nóng)作物的根部深度，再規(guī)定傳感器埋入泥土的深度。一般都是把2至4個傳感器安裝在大棚內(nèi)，用這些傳感器檢測農(nóng)作物生長所在的土壤具體數(shù)值，這樣有助于開展?jié)补喙ぷ?第二就是氣體傳感器，現(xiàn)如今二氧化碳是使用最多的，這種傳感器是大棚種植過程中經(jīng)常采用的。因為，溫室通常處于一個封閉的狀態(tài)，外界與內(nèi)部二氧化碳所含濃度有著明顯的對比差異。農(nóng)作物的生長嚴重受到溫室中二氧化碳的影響。此外，種植農(nóng)作物的過程中，可以在農(nóng)機具中安裝傳感器，提高采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對所機具所包含的各種參數(shù)進行檢測，這樣有助于使農(nóng)作物的一些參數(shù)能夠被提高，同時也獲得較好的客戶評價。比如，安裝物位傳感器在收割機上，可以有效控制收割農(nóng)作物時與地面之間的高度，為以后良好的種植環(huán)境打下堅實基礎;再比如，在聯(lián)合收割機上安裝磁傳感器，這樣可以在眾多谷物中，撿出谷物中摻雜著的金屬雜質。

2.2 傳感器在農(nóng)產(chǎn)品加工檢測中的合理運用

多種傳感器可以運用于智慧農(nóng)業(yè)中農(nóng)產(chǎn)品的加工檢測。需要分類加工一些普通的農(nóng)產(chǎn)品，例如，分選蔬菜、水果要按照其直徑的大小，分選裝置要運用差分變壓器式的直徑;在消除青果的時候，要用到眼睛相關功能的傳感器，逐漸演變?yōu)閺碗s的圖像傳感器。這些傳感器大都是可以識別一些存在與農(nóng)產(chǎn)品中的雜質或者農(nóng)產(chǎn)品本身是否成熟，接著發(fā)送給系統(tǒng)，進行篩選。識別一些額農(nóng)產(chǎn)品的表面情況一些選擇采用高精度圖像傳感器，然后在個的基礎上進行分類處理工作。就比如，油茶貴選幾是采用了高清圖像傳感器，圖像采集了油茶果的籽和果殼情況，從而有助于分類與色選油茶果。在農(nóng)業(yè)檢測的過程中，電子鼻檢測技術是最近幾年較為流行使用的，提高憑借氣敏傳感器來多農(nóng)作物進行識別氣味的工作，這樣能夠實現(xiàn)對氣味的檢測工作。識別系統(tǒng)和傳感器陣列構成了電子鼻子，有很多的氣敏傳感器在傳感器陣列上，并且每一個具體的傳感器能夠識別各種各樣的氣味。提高使用這種傳感器，就能夠把農(nóng)產(chǎn)品中一些沒有清除掉的農(nóng)藥給檢測出來，以及不同農(nóng)產(chǎn)品的成熟程度等相關情況。

3 無線傳感器運用于智慧農(nóng)業(yè)的案例分析

有較多的無線傳感器應用于智慧農(nóng)業(yè)中，然而也有著較多的網(wǎng)絡組合方式，以ZigBee為例。下面主要闡述該項無線傳感器在在智慧農(nóng)業(yè)中的組網(wǎng)方法。

3.1 Zigbee組網(wǎng)技術

在藍牙和無線標識之間構建的一種無線通信技術就是ZigBee，其成本低、距離不遠、消耗低、易運用等等之類都是其優(yōu)點所在之處，該項技術用到了直接序列擴頻技術，核心頻段定為2.4GHz，小傳感器彼此之間互相協(xié)調(diào)通信，傳播數(shù)據(jù)主要是通過無線電波采取接力的形式。如果想要使網(wǎng)絡覆蓋的范圍擴大，那就需要添加一定量的路由器在網(wǎng)絡中，這樣有助于信號中繼轉發(fā)，在不同的應用環(huán)境下，一般采用多種網(wǎng)絡拓撲結構[4]。

3.2 分析設計方案

由控制中心和無線監(jiān)測網(wǎng)絡共同構成了運用于智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡，較多在監(jiān)測區(qū)的傳感器網(wǎng)絡承擔著很多農(nóng)業(yè)信息，并且經(jīng)過無線傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器中，協(xié)調(diào)器通過以太網(wǎng)把接收到的數(shù)據(jù)傳遞給控制中心，然后需要控制中心對數(shù)據(jù)進行儲存、分析、處理之后，要經(jīng)過專家決策系統(tǒng)進行評判，這樣建立了信息可控的應用系統(tǒng)。

4 結束語

無線傳感器和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)進行相互融合，能夠幫助智慧農(nóng)業(yè)和精準農(nóng)業(yè)脫離概念化，而是得到一個提供技術進行應用發(fā)展的平臺，能夠在智慧農(nóng)業(yè)中的種植、加工、監(jiān)測、運輸?shù)榷鄠€重要環(huán)節(jié)起到一定的效果。因此，相關的工作人員需要積極使用一些無線傳感器來對農(nóng)作物的生產(chǎn)信息進行收集，并且一旦發(fā)現(xiàn)問題后，采取正確措施。要時不時的對農(nóng)場品進行監(jiān)測工作，確保農(nóng)產(chǎn)品的質量得到保障，減少因為人工操作而導致的盲目性，提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益與質量。

參考文獻：

[1]劉春紅，張漫，張帆，等.基于無線傳感器網(wǎng)絡的智慧農(nóng)業(yè)信息平臺開發(fā)[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2011（5）：151-156.

[2]戴振華.智能農(nóng)業(yè)與無線傳感器應用相關技術研究[J].湖南科技學院學報，2018，v.39;No.248（05）：22-24.

[3]張新，陳蘭生，趙俊.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)大棚設計與應用[J].中國農(nóng)機化學報，2015，36（005）：90-95.

[4]劉春紅，張漫，張帆，等.基于無線傳感器網(wǎng)絡的智慧農(nóng)業(yè)信息平臺開發(fā)[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2011，16（5）：151-151.

作者簡介：

張軍（1975—），性別：男，民族：漢，籍貫：河北省，單位：呼倫貝爾學院計算機學院，職稱：講師，學歷：碩士，研究方向：智能控制與物聯(lián)網(wǎng)應用。

（呼倫貝爾學院計算機學院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008）