物联网在设施农业中的应用研究

为了实现设施农业的自动化管理,提高工作效率、降低劳动成本,开展了物联网在设施农业中的应用研究。采用物联网技术研发了基于物联网的设施农业监控系统,对生产过程中的温湿度、太阳光照等生产参数进行实时采集监控。该系统运用传感器进行感知、利用RFID、Zigbee和GPRS组成的三层网络架构实现数据传输,服务器端则采用RIA-CBX软件架构实现监测数据的接收和处理,可以短信接收数据以及通过短信触发控制。该系统已经在辽宁省几个试验点进行了测试,通过对系统的测试数据的时延、流量等性能的评估,验证了系统的可靠性和准确性。基于物联网的设施农业监控系统自动监测设施农业综合环境信息,实现了对设施农业的自动控制和智能化管理,为科学预测和科学种植提供了依据。     

北京市设施农业物联网应用模式构建

该文围绕北京市农产品质量安全和生态环境安全问题,结合北京市"菜篮子"工程要求,按照设施农业产前、产中、产后全产业链条,采用生物、传感器、无线通信和自动化控制等技术,研究构建符合北京市设施农业现状和发展需求的物联网应用模式,主要包括利用具有自主知识产权的物联网技术,建设基于设施农业的感知环境,搭建低成本无线自组织传输网络,建设北京设施农业物联网云服务平台、智能决策服务和反馈控制系统,实现病虫害远程诊断、监控预警、指挥决策,实现肥、水、药智能控制和设施农产品质量安全监管与追溯等,并制定出配套的相关技术标准,为中国设施农业物联网技术标准制定提供参考。北京市设施农业物联网应用模式的成功构建将为国内外其他地区设施农业物联网体系建设提供可借鉴模式。     

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。     

基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法

目前农业物联网通信协议尚不统一。为了更好地封装和传输农业信息,提出一种适用于农业物联网的通信协议AGCP（agricultural greenhouses communication protocol）。利用AGCP协议结合物联网架构完成了基于物联网架构的农业大棚监控系统的设计,重点完成了感知层中协调器和节点终端的信息采集以及设备控制的软硬件设计,并详细设计了光照控制模块、温度控制模块和灌溉控制模块,最后进行了系统测试和分析。试验表明,该系统能有效监测温室大棚的空气温度、湿度、二氧化碳以及土壤湿度等农业环境信息,并能进行相应设备的自动控制,验证了AGCP协议在农业物联网的有效性以及构建系统的可行性。     

种植年限对设施大棚土壤次生盐渍化与酸化的影响

以京郊设施大棚为研究对象,分析了不同种植年限设施大棚土壤盐分含量、离子组成和pH值状况。结果表明,新建设施大棚在第3或第4年就出现了土壤次生盐渍化,5年以上的老设施大棚土壤电导率超标(0.5 m S·cm~(-1))率远高于新建设施大棚。设施大棚土壤盐分在0~20 cm表聚明显,盐分含量随着土层的加深而逐渐降低。盐基离子以SO_4~(2-)为主,其次是C~(2+);盐基离子含量大小顺序:阳离子为Ca~(2+)Na~+K~+Mg~(2+);阴离子为SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-。设施大棚土壤pH值随着种植年限的延长而下降;连续种植15年后,设施大棚土壤盐分平均增加了1.25倍,pH值平均下降9.3%。土壤次生盐渍化与酸化两者伴随出现,已成为限制设施生产可持续发展的重要障碍。     

我国北方设施农业环境治理失灵的困惑与出路——以温室大棚蔬菜生产为例

以温室大棚为代表的设施农业,打破传统农业按季节生产惯例,提高了土地的总产出率,是人类以人工措施干预气候、创造非常态下作物生长条件的有益发明。但是,随着大棚使用年限的增加,生产环境劣化问题日益凸显。土壤盐渍化、酸化,有机质匮乏;病害泛滥,农药残留、地下水污染;从业者频发"大棚病"等,这些问题形成的主要原因在于化肥投施超量、连作生产和封闭的生产环境。治理失灵的根源是农民高产高效的愿望;大市场、大流通与小农经济的矛盾;病菌空气传播的不可控性;农家肥源严重不足,等等。以环境健康理念,因地制宜,改良温室内土壤;改进温室建设工艺;实行清洁生产,是解决设施农业环境问题的根本出路。     

基于物联网的农作物生产智能测控系统的研究与应用

运用信息采集技术、近程通讯技术、信息远程传输技术、智能分析与控制技术,结合农业生产技术信息,研究与开发了农作物生产智能测控系统,并开发了农业生产环境测控、农作物叶绿素分析、无线传输等低成本、实用型的系列产品。系统应用于农业生产中将有效提升农技术管理水平,促进农业产业化及现代化的发展。     

生物质炭对设施大棚土壤性质与果蔬产量影响的整合分析

【目的】 设施大棚是果蔬的重要生产基地，量化和评估生物质炭在设施栽培中的应用效果，对生物质炭在设施大棚的推广应用具有重要的实践价值。 【方法】 通过文献收集并建立数据库，共获得典型设施大棚或温室环境条件下相对独立的匹配数据214组，采用数据整合分析 (Meta-analysis) 方法，定量分析生物质炭特性 (原料、制备温度、C/N、pH) 与管理措施 (施用量与施用时长) 对果蔬产量、土壤理化性质的影响程度。 【结果】 设施条件下施用生物质炭可显著提高土壤pH，且土壤有机碳、氮、磷等均有不同程度的增加。果蔬增产效应显著，其中，叶菜类、块茎类、果菜类以及豆类产量分别增加23.9%、43.3%、60.6%和79.5%。低量施用 (< 10.0 t/hm2) 平均增产30.8%，高量施用 (10.0～80.0 t/hm2) 增产14.0%～27.4%。施用生物质炭前6个月增产效果显著，最高可达30.4%，超过6个月，增产效果不显著。不同制备生物质炭的增产效果也存在一定差异，畜禽粪便类 (66.4%) > 秸秆类 (31.2%) > 木材类 (19.0%) > 壳渣类 (5.9%)。制备温度低于600℃的生物质炭增产20.4%～36.5%，超过600℃时增产效果不显著。当原料生物质炭C/N值 < 100时，增产19.3%～49.1%，且随C/N值的增加增产效果呈降低趋势。当生物质炭呈碱性时 (pH 9～10) 增产效果最佳。 【结论】 生物质炭类型及施用量是影响设施土壤肥力与果蔬产量的关键因素，低温 (400～500℃下) 制备的生物质炭增产效果显著，建议施用量控制在10.0 t/hm2以下且间断性施用，可降低成本，提高经济效益。      

物联网在农业生产与食品安全中的应用

在我国农业生产流通中,生产效率和食品安全是必须考虑的两个重要问题,物联网可以很好地解决这些问题,但是物联网在农业上广泛应用也面临着一些实际困难。     

有机肥与土壤调理剂对设施大棚豆角产量和土壤质量的影响

为探索有机肥和土壤调理剂对设施大棚土壤的改良效果以及对设施蔬菜的增产效果，以当地主栽豆角品种赤玉三号为指示品种，在金川区宁远堡镇新华村设施农业园区设置常规施肥(CK)[复合肥(养分含量≥45%，N-P2O5-K2O为15-15-15)750 hm2、磷酸二铵375 kg/hm2]，常规施肥+商品有机肥6 000 kg/hm2(T1)、常规施肥+土壤调理剂22.5 kg/hm2(T2)、常规施肥+腐熟农家肥30 000 kg/hm2(T3)、常规施肥+商品有机肥6 000 kg/hm2+土壤调理剂22.5 kg/hm2(T4)、常规施肥+腐熟农家肥30 000 kg/hm2+土壤调理剂22.5 kg/hm2(T5)6个处理，研究了施用有机肥、土壤调理剂对设施大棚豆角产量和土壤质量的影响。结果表明，设施大棚内施入有机肥、土壤调理剂后，可降低设施大棚土壤pH，提升土壤养分含量及豆角产量，且以常规施肥+腐熟农农肥30 000 kg/hm2+土壤调理剂22.5 kg/hm2施肥模式最佳，豆角产量为34 693.9 kg/hm2，较常规施肥增产2 653.1 kg/hm2，增产率为8.28%。在日光温室豆角生产中，建议以常规施肥+腐熟农家肥30 000 kg/hm2+土壤调理剂22.5 kg/hm2作为最佳施肥方案，有助于改善土壤质量、提高豆角产量。     

以物联网技术突破现代农业发展瓶颈

物联网技术是现代信息技术的新生力量,是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点,也是推动我国农业向＂高产、优质、高效、生态、安全＂发展的重要驱动力。以江苏省现代农业发展为例,提出了以物联网应用不断提升农业自动化与智能化水平、促进农业转型升级,是江苏农业突破发展瓶颈的重要抓手。     

物联网在现代农业中的应用研究

以江苏为例,针对物联网在现代农业中的应用现状,总结经验和分析存在的问题,提出了＂十二五＂期间江苏农业物联网的发展思路、主攻方向及政策建议。     

探析云计算和物联网技术组合应用

阐述了云计算和物联网技术的概念及发展现状,分析了两种高新信息技术组合的技术发展趋势,并提出了发展中潜在的问题。     

温室计算机分布式自动控制系统的开发

国内外温室种植业的实践经验表明，提高对温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性。温室计算机分布式自动控制系统，基于对同一地区的多个温室进行群控管理的思想，由一台PC主机与多个微电脑控制装置组成的主从式分布结构，采用总线式RS-485通信网络和逐级验证的通信算法进行数据传输，通过实时读取和历史存储温室内环境参数值和报警信息来监测温室的运行情况，文章讨论的四段变温管理思想可依据专家的经验对温室内温度进行分段精确控制。经现场运行表明该系统能可靠地自动采集数据。结论及构想给出了该系统日后发展的方向。     

基于物联网技术的辽宁种质库信息平台设计与实现

针对目前国内种质资源信息化平台集成度差的弱点,根据物联网的技术规范,结合种质库的工作需要,设计了高度集成的辽宁种质库物联网信息平台。     

探析物联网及其发展前景

物联网已成为当今世界最新经济和科技发展的最高战略点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。指出了我国物联网发展与全球同处于起步阶段,初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。我国在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关,已取得许多成果。     

物联网发展趋势与农业应用展望

简要回顾了互联网（Internet）等现代网络信息技术的发展,介绍了物联网（the Internet of the Things）发展概况,并结合物联网农业初步应用案例分析,阐述了其发展趋势和应用前景。     

WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现

近年来物联网技术在农业环境监测领域得到了广泛的应用。物联网能够及时获取监测点上时间连续的数据,但在进行较大尺度的区域监测时,因空间变异性影响,基于节点的物联网监测技术面临着监测点分布设计、数据空间连续表达等诸多难题。针对农业环境监测对象的特点,提出了由点到面的区域模拟与评估方法,设计了一套将物联网基于"点"的监测数据与WebGIS基于"面"的空间数据融合分析的解决方案。在已建立的物联网监控中心系统平台基础上,优化集成WebGIS图形化空间分析技术,建立了物联网监测数据与WebGIS空间数据点面融合的农业环境监测系统。系统实现了数据位置地图显示、由点到面的区域模拟与评估、区域监测专题图管理3个功能。以河南省小麦灾情监测为案例对系统进行了应用分析,结果表明系统能有效地实现农业环境由点到面的区域动态监测,提高了作物长势与灾害的综合诊断能力,并能够为农业生产管理提供更为便捷的应用服务。