太阳能杀虫灯物联网节点的防盗防破坏设计及展望

太阳能杀虫灯在有效控制虫害的同时,可减少农药施药量.随着其部署数量的增加,被盗被破坏的报道也越来越多,严重影响了虫害防治效果并造成了较大的经济损失.为有效地解决太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏问题,本研究以太阳能杀虫灯物联网为应用场景,对太阳能杀虫灯硬件进行改造设计以获取更多的传感信息;提出了太阳能杀虫灯辅助设备——无...     

太阳能杀虫灯物联网故障诊断特征分析及潜在挑战

太阳能杀虫灯物联网（SIL-IoTs）是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具，通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据，用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态，具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能。但随着SIL-IoTs快速发展与广泛应用，故障诊断难和维护难等矛盾日益突出。基于此，本研究首先阐述了SIL-IoTs的结构和研究现状，分析了故障诊断的重要性，指出了故障诊断是保障其可靠性的主要手段。接着介绍了目前太阳能杀虫灯节点自身存在的故障及其在无线传感网络（WSNs）中的体现，并进一步对WSNs中的故障进行分类，包括基于行为、基于时间、基于组件以及基于影响区域的故障四类。随后讨论了统计方法、概率方法、层次路由方法、机器学习方法、拓扑控制方法和移动基站方法等目前主要使用的WSNs故障诊断方法。此外，还探讨了SIL-IoTs故障诊断策略，将故障诊断从行为上分为主动型诊断与被动型诊断策略，从监测类型上分为连续诊断、定期诊断、直接诊断与间接诊断策略，从设备上分为集中式、分布式与混合式策略。在以上故障诊断方法与策略的基础上，介绍了后台数据异常、部分节点通信异常、整个网络通信异常和未诊断出异常但实际存在异常四种故障现象下适用的WSNs故障诊断调试工具，如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最后，强调了SIL-IoTs的特性对故障诊断带来的潜在挑战，包括部署环境复杂、节点任务冲突、连续性区域节点无法传输数据和多种故障诊断失效等情形，并针对这些潜在挑战指出了合理的研究方向。由于SIL-IoTs为农业物联网中典型应用，因此本研究可扩展至其它农业物联网中，并为这些农业物联网的故障诊断提供参考。     

基于遗传算法的农业无线传感器节点部署算法设计

农业无线传感器网络是物联网技术在农业领域的重要应用,农业无线传感器节点的部署是限制其生命周期的重要因素.为了提高农业无线传感器网络节点的检测范围利用率,减少传输数据冗余,延长无线传感器网络的生命周期,在随机部署的基础上提出了一种迭代求解的无线传感器节点部署算法.该算法使用遗传算法优化求解,以覆盖率作为适应函数,利用离散...     

物联网支持下的农业生产监控系统建设

文章首先对农业生产监控系统设计目标进行阐述,从控制模块设计、传感器采集节点选择、光照传感器设计三个方面,对物联网支持下的农业生产监控系统设计要点进行解析,并以此为依据,提出物联网支持下的农业生产监控系统建设实现对策。     

基于物联网技术的教学用智慧农业沙盘的设计

基于物联网技术教学中农业物联网应用教学的不足,提出了教学用智慧农业沙盘的设计方案。在搭建模拟农业环境的基础上,构建了以物联网技术为核心的无线传感器网络,实现了对模拟农业环境中温度、湿度、光照强度、烟雾浓度等信息的实时采集和分析,并结合教学需要,进行了线上、线下教学资源的建设。通过模拟仿真及初步硬件调试,设计的智慧农业系统安全、稳定,为进一步在教学实践中的应用、推广提供了保证。     

基于TinyOS的温度数据采集无线传感网络节点设计

无线传感器网络具备自组织、部署简单及无需现场维护等特点,在农业环境监测方面前景广阔.本文设计和实现了无线温度传感网络采集节点,包括硬件系统设计和基于TinyOS应用软件的开发.     

物联网技术在现代农业管理中的应用

物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过电脑或手机平台对监测参数进行分析，实现精细管理和节能减排。基于物联网技术的现代管理是智慧农业的基础，是我国农业发展的必然趋势。该文结合典型案例，分析研究物联网技术，对研究现代农业生产管理有借鉴意义。      

无线传感器网络对农业电气自动化播种设备的影响

近年来,电气自动化播种设备已经在农业种植业中普遍应用,而无线传感器网络的出现和应用,能够在电气自动化播种设备合理选择的基础上,进一步提升设备的使用效率和技术水平,促进电气自动化播种设备朝智能化、数据化方向发展。为了进一步研究农业生产中无线传感器网络对电气自动化播种设备产生的影响,笔者分析了无线传感器网络在农业生产中的应用特点,探讨了无线传感器网络在农业电气自动化播种设备中的具体应用,阐述了无线传感器网络在电气自动化播种设备应用中产生的影响,从而为无线传感器网络在农业生产中的有效应用提供支持。     

舒磊教授科研团队

舒磊教授科研团队于2017年11月加入南京农业大学工学院。团队期望依托南京农业大学和英国林肯大学共同筹建“南农—林肯智能工程研究中心”，专门从事农业信息化、农业工程等领域的研究工作。 团队结合南京农业大学的农业科学和英国林肯大学的机械故障诊断、农业机器人等优势学科，以农业工程学科为依托，以建设成为具有国际领先水平的农业智能工程研究团队为目标，针对农业无线传感器网络研究领域中的关键性科学问题，重点围绕“茶用菊花采摘机器人”“植物表型信息采集与存储”“农业物联网故障诊断与农业装备故障诊断”“太阳能杀虫灯物联网应用与研究”“光伏农场物联网应用与研究”和“基于群智感知的农业大数据应用与研究”六个科研方向，开展农业物联网基础理论和人工智能在农业工程学科中的应用研究工作。 团队致力于锻炼和培养一批能为我国现代农业乃至智慧农业等行业提供技术支撑的复合型人才，为现代农业发展和社会进步提供长远和强大的技术支持与智力支持。欢迎广大海内外优秀青年才俊加入！     

基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法

农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题，本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法（PSMR）。首先，通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首，采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题，利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度，实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明，PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法（EMR）相比，无线传感器网络生命周期提升了57%；与贪婪外围无状态路由算法（GPSR-A）相比，在相同的网络生命周期内，第1个死亡传感器节点推迟了两轮，剩余能量标准差减少了0.04 J，具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗，提高了不同距离簇首的能耗均衡性能，为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础，可提高农业物联网的资源利用效率。     

智慧农业发展现状及战略目标研究

随着现代信息技术在农业领域的广泛应用,以智慧农业为表现形态的农业智能革命已经到来。智慧农业是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段,对农业发展具有里程碑意义,已成为世界现代农业发展的趋势。分析了日本、欧盟、英国、加拿大、美国等国家和地区政府针对智慧农业发展相继出台的政策、措施和发展规划,并分析了中国农业1.0到4.0的发展历程和近年来智慧农业的发展现状。围绕发展过程中存在的各种问题和需求,阐述了突破智慧农业核心技术、实现农业“机器替代人力”、“电脑替代人脑”、“自主技术替代进口”的三大转变,提高农业生产智能化和经营网络化水平,加快信息化服务普及,降低应用成本,为农民提供用得上、用得起、用得好的个性化精准信息服务,大幅度提高农业生产效率、效能、效益,引领现代农业发展的战略目标。最后并提出了8个重点任务建议和推动智慧农业发展的5项政策建议。     

核心技术原始创新引领智慧农业健康发展

智慧农业是充分运用人的智慧发展农业的新形态,它是农业发展的新阶段、新模式和新业态。农业信息技术的发展是智慧农业发展的必然要求,以农业大数据、云计算、物联网、人工智能、农业等离子体等新一代技术可以赋能智慧农业,为智慧农业的健康发展提供了新技术、新手段和新方案。农业信息化标准化是引导农业科技进步与创新的前提,是智慧农业发展的迫切需要;农业物联网与农业专用芯片是智慧农业发展的核心技术及装备;农业大数据与云计算是海量复杂农业信息处理的有力技术支撑;农业信息安全与区块链是保障农业信息安全、农产品质量认证与农业安全的关键;农业人工智能是提高农业劳动生产力、降低资源消耗、智能高效生产的必然选择;农业等离子体技术是发展健康农业、提升农产品品质切实有效的新手段。智慧农业核心关键技术原始创新自主可控,必将引领智慧农业健康发展。     

基于深度学习的害虫识别技术综述

在虫情监测和害虫防范治理过程中，准确识别害虫是有效解决农业领域虫害问题的重要前提。依靠专家知识和人工经验进行虫情诊断的方式效率较为低下，自动化和智能化水平较差，而采用深度学习、计算机视觉等智能化技术手段可以大幅度提升害虫识别过程的效率、准确度，并降低人工成本。概述了基于深度学习的害虫识别技术发展现状，分析深度学习技术在害虫图像识别领域的实现原理和优势，阐述国内外专家学者在基于深度学习的害虫识别技术领域的最新研究进展，提出该技术领域面临的挑战，并对发展方向进行预测。该文可为深入开展害虫识别和分类技术在智慧农业上的应用研究提供参考。      

基于农业物联网的无线通信技术实验研究

物联网技术的进步极大地促进了智慧农业的发展,如基于物联网的农业监测设备,可以有效提高生产效率.但是,这些设备通常安装在农田中,没有可持续的能源供给,所以降低能耗和提升运行时间是首要问题.为此,对WiFi、ZigBee、LoRaWAN等3种常用无线通信技术在不同环境条件下分别进行了4次实验测试,结果表明:在优先考虑功耗的...     

高等农林院校现代化农机专业人才培养模式研究

针对目前高等农林院校农业机械化专业人才培养过程中存在人才结构不够优化、人才培养不够系统的问题,通过对目前我国农机行业要求农机专业人才所具备技能类型及人才分类培养模式的系统研究,提出以"3+1"订单式校企联合培养模式为基础,以科研创新型、应用技术型、管理型三种类型为方向,对农机专业人才分类培养的高等农林院校现代化农机专业卓越人才的培养模式。     

基于改进支持向量机算法的农业害虫图像识别研究

为提高农业害虫图像识别效果,采用改进支持向量机算法。首先通过交叉验证优化惩罚因子,Manhattan距离确定核函数选择;然后建立农业害虫图像的特征模型,包括颜色特征、纹理特征、形状特征;接着对害虫图像多特征融合识别,各种害虫的颜色特征、纹理特征、形状特征所分配的权值通过Fisher计算,避免害虫识别误判的发生。试验仿真显示:害虫图像多特征平均识别率高于单一性特征、两特征,本文算法ISVM对害虫平均识别率均值为95.67%,相比NN、ACNN、FL、SVM、PPSVM分别提高9.81%、6.82%、5.57%、3.93%、1.90%,本文算法检测结果优于其他算法。     

日照茶区主要虫害发生规律及适宜气象指标分析

为科学防治茶树虫害,对影响日照茶区的小绿叶蝉、绿盲蝽、黑刺粉虱、螨类4种主要虫害发生发展规律分别进行了分析,分别制定了4种主要虫害各发育期适宜发生气象指标,并进行病虫害防治试验。结果表明,无农残生态防治是当前及未来茶园防治病虫害的主要模式,日照茶树主要虫害气象指标可作为指导北方茶园防治虫害的科学依据。     

乡村振兴战略下智慧气象为农服务体系研究

针对乡村振兴战略下的新型农业经营主体气象服务需求特点，分析了传统为农气象服务中存在的问题，探讨气象服务与新型农业经营主体需求的结合点，提出在打造为农气象服务品牌、开展直通式服务、探索多方合作模式等方面推进智慧气象为农服务的思路。按照智慧气象为农服务的理念，基于新型农业经营主体需求，提出了为农气象服务的双向交互、为农气象服务需求识别和分析、为农气象服务产品深加工和自适应匹配及精准靶向推送的全流程智慧为农服务技术解决方案，推动气象为农服务能力的整体提升，助力乡村振兴战略下新型农业经营主体快速发展。