智能化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)助力傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)升級(jí)

近幾年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷成熟，逐漸被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)的諸多領(lǐng)域中，包括農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫室大棚生產(chǎn)控制、節(jié)水灌溉、氣象監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品安全與溯源、設(shè)備智能診斷管理等方面，用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)升級(jí)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)已是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)中的應(yīng)用。主要是利用大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且準(zhǔn)確確定發(fā)生問(wèn)題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸從以人力為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息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)程控制生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)。

傳感器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的信息感知層發(fā)揮著重要的作用：信息感知層主要是通過(guò)射頻識(shí)別、傳感器、攝像頭、全球定位系統(tǒng)以及遙感技術(shù)等采集物理世界的數(shù)據(jù)和發(fā)生的物理事件，這一層次要解決的重點(diǎn)問(wèn)題是感知、識(shí)別物體與采集信息。在這一階段，需要利用傳感器采集土壤、氣象、病蟲害、農(nóng)事操作等關(guān)鍵信息以及數(shù)據(jù)。

在可靠傳輸層面，傳感器需要將其獲得的信息與數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，進(jìn)行加工和處理，為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理、質(zhì)量追溯、農(nóng)技服務(wù)等提供數(shù)據(jù)支撐。

而對(duì)于處理應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，在施肥、噴藥、灌溉等過(guò)程中，需要傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)對(duì)所種植產(chǎn)品的土壤、害蟲、濕度等數(shù)據(jù)來(lái)判斷何時(shí)施肥、何時(shí)噴藥、何時(shí)灌溉以及所需份量，從而避免傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式管理的資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的破壞。

同時(shí)，系統(tǒng)還可以進(jìn)行臨界條件的提示和提醒。傳感器所收集的信息以及數(shù)據(jù)，會(huì)分別應(yīng)用到比如溫濕度傳感器、土壤水分傳感器等接近或超出了作物最佳生長(zhǎng)值時(shí)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能平臺(tái)通過(guò)手機(jī)短信等方式及時(shí)提醒種植者，種植者可以根據(jù)提醒及時(shí)采取相應(yīng)行動(dòng)，保障作物生長(zhǎng)環(huán)境的最優(yōu)。

這里介紹兩款應(yīng)用在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器，數(shù)字式溫濕度傳感器 - HTU21D，新款數(shù)字式溫濕度復(fù)合傳感器HTU21D樹立了新的濕度傳感器的尺寸和智能化典范：采用適合回流焊的DFN封裝，尺寸僅為3 x 3 x 1mm；提供經(jīng)過(guò)校正的，線性的I2C數(shù)字輸出信號(hào)。HTU21D的功耗低，性價(jià)比高，尺寸小，所以適合價(jià)格敏感和安裝空間受限的OEM大批量應(yīng)用。

土壤水分傳感器 - SUT,土壤濕度傳感器是一種通過(guò)高頻測(cè)量檢測(cè)土壤介電常數(shù)的裝置（70MHZ）。此值大小取決于土壤的水分，并對(duì)水礦化度不敏感。土壤中的水是導(dǎo)體，根據(jù)其濃度可以獲得土壤的相對(duì)濕度指示。傳感器自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，輸出為標(biāo)準(zhǔn)的4-20 mA、0-2Vdc或使用MCS模塊的數(shù)字RS485 / Modbus。 傳感器可容易地與任何采集系統(tǒng)進(jìn)行連接，采集系統(tǒng)允許通過(guò)近似方法執(zhí)行等式計(jì)算VWC的值。

通過(guò)傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，可以隨時(shí)隨地掌握作物的信息，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，同時(shí)請(qǐng)專家或通過(guò)專家系統(tǒng)對(duì)作物的病蟲害、長(zhǎng)勢(shì)等進(jìn)行科學(xué)診斷與決策，給農(nóng)作物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)建議。