无人农场系统分析与发展展望

随着工业化与城镇化的不断推进,我国农业劳动力成本日趋增高,传统农业劳动力逐渐减少,农业劳动力的老龄化与短缺问题逐渐突显,"机器换人"的需求日趋增加。无人农场是采用物联网、大数据、人工智能、5G、智能装备与机器人等新一代信息技术,通过对设施、装备、机械等进行远程控制、全程自动控制或机器人自主控制,完成所有农场生产作业的一种全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。本文系统地阐述了无人农场的概念、技术架构和发展历程;提出并分析了物联网技术、大数据技术、人工智能技术和智能装备与机器人技术等无人农场的四大共性关键技术,基础设施系统、作业装备系统、测控系统和管控云平台系统等无人农场的四大系统组成,以及无人大田、无人温室、无人果园、无人牧场和无人渔场等无人农场的五大类型;最后,提出了我国无人农场的发展策略。     

水产养殖物联网的应用评价方法

构建科学合理的水产养殖物联网应用评价指标体系和评价方法,是保证水产养殖物联网系统发挥最大能效的基础。为解决指标设置随意、冗余、交叉及技术指标过剩的问题,该文构建了指标筛选模型,将水产养殖物联网应用评价指标体系从40个优化到14个,用35%的指标表达了88.45%的信息,保证了指标体系的完备性和简洁性。同时,基于模糊评价法构建了水产养殖物联网应用评价模型,可对水产养殖物联网应用水平进行总体评价以及功能、性能、效益方面的评价。最后,以江苏宜兴河蟹养殖物联网和广东湛江南美白对虾养殖物联网为实例进行了验证,宜兴物联网的评价结果为优,而湛江物联网的评价结果为良,与实际情况相符,表明该研究构建的指标体系科学合理,评价方法可行,可为水产养殖物联网应用评价提供参考。     

一种集成、优化的施肥决策支持系统的设计和实现

从决策支持系统的角度,利用农学施肥原理模型设计了施肥决策支持算法,该算法集成、优化,能够比较精确地为用户提供施肥决策方案。基于ASP.NET平台和SQL2000数据库,实现了B/S结构适用范围广、灵活性强、决策精度高的施肥决策系统,系统实用性和交互性好,能够满足大多数用户的需求。     

农业信息技术与现代农业发展

随着电子信息技术的不断进步．人类已步入信息化时代．信息技术作为一种新的生产要素正在发挥越来越重要的作用。信息技术与农业技术相结合．逐步形成了一门新兴的边缘科学——农业信息技术。农业信息技术的广泛应用．将为21世纪农业科学技术带来一次新的革命．加速现代农业的建设进程．促进农业经济的飞速发展。积极利用农业信息技术装备农业．对于加速改造传统农业．发展现代农业具有重要意义。     

基于时间相似数据的支持向量机水质溶解氧在线预测

为及时辨识集约化水产养殖水质变化趋势、动态调控水质,确保无应激环境下健康养殖,该文提出了基于时序列相似数据的最小二乘支持向量回归机(least squares support vector regression,LSSVR)水质溶解氧在线预测模型。采用特征点分段时间弯曲距离(feature points segmented time warping distance,FPSTWD)算法对在线采集的时间序列数据进行分段与相似度计算,以缩减规模的子序列数据集对LSSVR模型进行快速训练优化,实现了多个LSSVR子模型在线建模,将预测数据序列与LSSVR子模型的相似度匹配,自适应地选取最佳的子模型作为在线预测模型。应用该模型对集约化河蟹福利养殖水质参数溶解氧浓度进行在线预测,模型评价指标中最大相对误差、平均绝对百分比误差、相对均方根误差和运行时间分别为4.76%、8.18%、5.23%、8.32 s。研究结果表明,与其他预测方法相比,该模型具有较好的综合预测性能,能够满足河蟹福利养殖水质在线预测的实际需求,并为集约化水产养殖水质精准调控提供研究基础。     

茶园病虫害智能监测系统设计

针对各种优质茶叶(有机茶、无公害茶、绿色食品茶)生产中对农药及化肥使用的要求,设计了面向茶园环境的病虫害智能监测系统,旨在通过视频监视茶园的病虫害发生,通过传感器监测影响病虫害发生的环境因子,以实现茶园病虫害的针对性防治,避免农药过量使用,保护茶园生态环境。     

柔性可穿戴传感技术在智慧渔业中的应用进展

随着智慧渔业的发展,现代渔业中运用的先进传感设备越来越多。近年来,柔性传感技术凭借出色的可拉伸性和生物相容性,既良好地实现了刚性和植入型传感器的传感功能,又弥补了传统传感器体积重量大、生物不相容的缺陷,拓宽了传感器在渔业应用的范围,显示出巨大的应用潜力。该文系统地阐述了柔性传感装置使用的柔性材料、制造工艺、供能和通信系统,总结并分析了柔性可穿戴传感技术在鱼类运动监测、水环境监测、水产品质量检测3个方面的应用及其优缺点。最后,讨论了可穿戴设备在渔业应用中的机遇和挑战,认为其在低成本制备、多功能集成、新材料开发、应用场景的挖掘等方面具有较大的发展潜力,有广阔的应用前景,同时指出提高复杂条件下可穿戴设备传感的稳定性和可靠性、设计多参数一体化检测的微型传感系统、开发可靠的可穿戴设备自供电模块和拓展应用场景是柔性可穿戴技术在智慧渔业领域的重要发展方向。     

温室智能控制系统适用性评价指标体系选择模型

针对温室智能控制系统适用性评价体系中指标设置的随意性和冗余性问题,本着满足指标简洁性并兼顾完备性的目标,该文在分析影响温室智能控制系统因素的基础上,探索了选取和优化温室智能控制系统适用性评价指标体系的方法,并构建了基于选择模型的温室智能控制系统适用性评价指标体系。山东省寿光蔬菜基地的实证分析表明,该区域的温室智能控制系统适用性评价指标能够从32个优化到22个,指标的完备性达到88.96%,实现了优化指标数和减少指标干扰的要求,为温室智能控制系统的适用性评价提供参考。     

农业物联网技术研究进展与发展趋势分析

以人力为主的现有生产模式与劳动力持续减少、人均农业资源匮乏与农业资源利用率低、新农民年轻化与劳动力老龄化是阻碍我国农业实现现代化的主要矛盾。依赖智能装备实现精准化、自动化和智能化的农业生产,提高农业生产率、资源利用率和土地产出率,是解决以上矛盾的重要途径。农业物联网是以挖掘农业生产力、提高农业装备精准化水平、实现农业生产智能化的新兴技术,集农业信息感知、数据传输、智能信息处理技术于一体,并根据大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖以及农产品物流的重大需求,形成典型的产业应用。本文重点总结了近年来农业信息感知方向在农业个体标识研究与感知机理及工艺的最新发现、农业信息传输方向在低功耗广域网的最新成果、农业智能信息处理方向的农业大数据技术与农业人工智能技术的重大突破,提出以农业业务模型驱动农业业务控制、以设备管理设备的农业物联网架构,人的主要角色是实时数据与价值信息的消费者,农业物联网驱动的农机装备智能化作业是最主要的劳动力来源;进而对比国内外农业物联网技术应用与集成现状,分析农业物联网发展的制约因素,提出我国农业物联网发展策略,最终得出农业物联网技术的未来研究重点与发展方向。     

我国农村信息化需求分析

中国城乡发展失衡、差距日趋扩大,是当前经济生活中存在的突出矛盾之一。缩小城乡差距,解决城乡统筹,实现城乡信息服务均等化已成为我国农村发展的首要任务。