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物联网技术在水肥一体化的应用

 论文栏目:物联网技术论文     更新时间:2018/10/29 8:35:29   

摘要:物联网就是物物相连的技术,近年来物联网的发展成果显著,广泛应用在社会的各个领域。在农业领域,物联网同样发挥了至关重要的作用。照目前的趋势来看,物联网技术在农业领域的应用会极大的提高我国农业的生产效率。本文详细介绍了物联网的技术及其在水肥一体化中的应用,对水肥一体化的技术难关逐个进行破解,以便增加资源的利用效率,减少劳动成本。

关键词:物联网;水肥一体化;应用

我国是世界农业第一大国,目前来看,农业用水仍然粗放,水资源利用率极低,化肥施用不够合理。传统灌溉技术所带来的缺陷明显,在这种情况下,需要增加目前灌溉方式的精确性。正因如此,近年来,物联网技术得到了很大的发展,在诸多领域也有了更加深层的需求,农业物联网也取得了迅猛的发展。在农田灌溉中应用物联网技术,可以实现精准控制,以达到改变农业生产的这种窘境的目的。

1农业物联网技术

物联网技术于20世纪90年代出现,发展到现在,已经与各行各业有着密不可分的联系。由于其本身的特性,在传感器感知、无线传输、定位系统、智能处理技术等方面与农业生产有着得天独厚的相关性。21世纪以来,农业物联网也是得到了极大的发展,对于农业生产生活的指导、调整以及农产品质量的提高有着不可或缺的作用[1]。

1.1射频识别技术

在农业生产中,射频识别技术有着广泛的应用。其优势在于系统采用无线电信号来对目标进行识别,不需要有实际的物理接触,同样也不需要光学接触。这代表着无论天气变化如何,包括下雨、下雪以及冰雹天气,射频技术均可稳定进行,而这恰恰是复杂多变的农业生产环境所需要的。此外,在人为操控方面,该技术并不需要人来进行实时的操作,这可以有效解决目前劳动力不足的问题[2]。

1.2传感器网络技术

传感器网络技术是农业物联网的极为重要的一部分。其应用主要是在需要监测的地域安装诸多微型传感器,通过不断的感知与报告来监控这一地域的各项数据。传感器的类型也多种多样,在农业生产中,包括温度、湿度、光强、压力、施肥状况等。通过对这些数据的掌握,可以明确的发现各种因素的变化对农作物的影响,进而对各项参数进行有效调节。无线多媒体传感器网络也为农作物的观测项目提供了更多的维度。

1.3定位技术

定位技术的应用广泛,其显著的改变了人民的生活方式,便利了人们的生活。位置信息在农业物联网中有着不可或缺的地位,不仅要掌握作物的基本信息,更要掌握其地理位置[3]。确定了位置及状况后,才能对其进行操作,否则毫无意义。GPS是当今世界范围内应用最为广泛的无线定位技术,它可以在世界的任何地方提供定位服务,而且在精度、实时性方面有着独一无二的优势。定位技术在农业物联网中的应用也会更加深入,并发挥出更多的作用。1.4智能处理技术信息采集与掌握之后的工作就是进行信息处理。近年来,信息处理能力的发展愈发强力[4]。从目前的研究状况来看,诸多前沿研究成果也在应用到农业物联网当中,如数据挖掘等技术,使得农业物联网本身拥有了更强的数据处理能力、判断能力、控制能力等。

2物联网在农业灌溉中的应用

2.1国内外现状分析

在农业物联网应用较早的国家,如美国、以色列、澳大利亚等,其水肥一体化技术已经相当成熟,能够依照农作物的类别、生长状况与周围环境等来对其水肥的施放进行有效的控制。以色列国土面积沙漠化严重,用来耕种的土地少之又少,而且水资源少、质量差,再加上本国的法律保护和科技发展的原因,其技术在水肥控制上达到了全球顶尖水平,拥有了当今世界超一流的农业技术水平。我国虽然水资源总量不低,但是人均水平甚至未达到世界平均水平。我国农业用水是所有产业里面用水最多的,而且传统的灌溉方式的用水是极不科学的,所以在控制农业用水,使其高效的被利用这一方面更加要有进一步的改变。我国同样是化肥使用第一大国,传统的施用化肥的方式也是极其粗放的,化肥的用量过多,会致使土壤板结,从而对作物的生长环境造成更加不利的结果。同样化肥量过多也会导致环境恶化,水资源污染的一大原因就是农业废水的排放。

2.2作物信息采集

在农业生产中,只有了解到了作物实时的生长状况,才能对其生长进行管理。在作物信息采集这一方面,物联网可以作为强有力的工具来反映农作物的实时状态,可以长时间不间断对其发展状态进行监视[5]。通过定位系统来掌握不同地区农作物的情况,这样会对农作物的地理位置、生产状况的每一个阶段都有所了解,也就能针对其发展状况作出相应的调整与转变。

2.3灌溉水肥控制

在简单的水肥灌溉中,不能够完成节省、高效地来对农作物进行灌溉,而通过农业物联网技术,则可以大大改变这一问题。应用具体的物联网技术,通过计算机系统来对土壤墒情、作物信息情况和作物生长规律的各个环节进行协调,从而有比例的、精准的来将水肥进行施放。

2.4作物信息反馈系统

在对作物进行操作之后,仍可以用传感器技术来对其后续发展进行调节。这些数据可以上传到云端依靠数据处理技术进行数据分析,相当于每一块农田都是农业研究中的一个样本点。通过这些数据的反馈以及分析,可以掌握更多的不同变量对作物带来的影响。物联网技术的应用,会让这一方面变得空前便捷明了。

3总结

综上所述,我国的农业物联网发展前景很广阔,可以加速我国农业现代化的速度。物联网本身的技术,如定位技术,应用在农业生产中,会使农产品的质量、产量都有所提高,这样就会极大的促进我国农业的发展。农业发展所带来的经济增长,不仅会明显提升我国人们生活水平质量,也会在国家之间的农产品竞争上占据更加有利的地位。

参考文献:

[1]周坚,幸向亮,丁德志,等.基于GRM501-NY的葡萄园水肥一体化物联网管理系统设计[J].江西科学,2018,36(3):471-475.

[2]师志刚,刘群昌,白美健,等.基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统设计及效益分析[J].水资源与水工程学报,2017,28(3):221-227.

[3]江新兰,杨邦杰,高万林,等.基于两线解码技术的水肥一体化云灌溉系统研究[J].农业机械学报,2016,47(S1):267-272.

[4]赵金胜.大田物联网水肥一体化技术[J].农业与技术,2016,36(5):34-35.

[5]葛承暄.水肥一体化农业物联网技术的应用探索[J].农业科技与信息,2016(4):100-101.

作者:周杰 马良 杨景文 金茁 单位:石河子大学 信息科学与技术学院

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