基于Web的数字农业系统平台研究与设计

数字农业系统是一个集信息化、数字化、网络化与自动化等多种现代高新技术为一体的,融合现代农业技术的智能化农业生产、管理和应用系统。在充分分析数字农业系统的研究意义、内涵和研究内容的基础上,给出了网络环境下数字农业系统的总体设计思路、方法和架构,并详细探讨了数字农业系统核心功能模块的主要功能及设计结构,以及未来物联网环境下数字农业系统,乃至智能农业系统地研究发展方向和趋势。     

论乡村振兴战略背景下农业工程科技创新

为适应乡村振兴战略的任务需求,推进农业工程科技创新,该文阐述了乡村振兴战略的基本内涵,总结了近年来农业工程科技创新对农业农村经济发展的促进作用,主要表现在农业机械化工程提高生产效率;农业水土工程实现旱涝保收和生态环境改善;土地利用工程增加和优化耕地资源提高生产能力;农产品加工与贮藏工程促进一二三产业融合发展;农村能源工程促进绿色发展;农业资源循环利用工程促进农业可持续发展;农业建筑与生物环境工程提高劳动生产率和资源利用率;农业农村信息化工程促进精准农业和智慧农业发展;农业农村规划设计科学谋划"三农"发展。该文重点从乡村振兴中的产业振兴、生态振兴和人才振兴三个方面,分析了农业工程科技创新面临的新课题,提出了新时期农业工程科技创新以及人才培养的主要任务,包括树立系统思维,强化统筹和集成作用,综合集成农业工程理论、方法、技术和装备,提供整体、全面、有效的解决方案;聚焦提质增效,促进农业转型升级,推出一批关键工程技术和装备;强化循环发展理念,促进生产生活生态相融合,优化农业农村空间结构和产业布局,提供种养循环化、投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、模式生态化的产业发展和工程解决方案;提高信息化应用和创新水平,促进数字农业和农村信息化发展,创制一批智能感知、智能作业、智能服务的产品;突出城乡融合、一二三产业融合、功能融合、产村融合、农业与互联网融合、要素融合和协作融合,做好乡村振兴规划;加强学科建设,开设急需专业,培养一批农业农村现代化急需的农业工程技术人才,为乡村振兴战略实施提供有力支撑和高效服务。     

多传感器信息融合技术及在农业工程中的应用前景

多传感器信息融合技术是20世纪80年代形成和发展起来的一种自动化信息综合处理技术，具有改善系统性能的巨大潜力。该文介绍了近年来多传感器信息技术在智能检测、智能制造、工业控制、工业机器人、智能交通、遥感以及农业工程等方面的应用研究与进展。特别指出了在农业工程领域中的应用前景广阔，目前可逐步应用于智能检测与控制系统、生产过程监视、精确农业技术、农业资源和农业环境的观测及监控方面，其将为农业生产的信息化和知识化提供技术上的支持。     

沈阳农业大学信息与电气工程学院

简介 沈阳农业大学信息与电气工程学院现设有计算机科学与技术电子信息工程、电气工程及其自动化、农业电气化与自动化4个本科专业农业电气化与自动化、农业信息化技术、计算机应用技术3个硕士学位主权学科,农业电气化与自动化、农业信息化技术2个博士学位授权学科农业电气化与自动化学科博士后流动站。     

沈阳农业大学信息与电气工程学院

简介沈阳农业大学信息与电气工程学院现设有计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程及其自动化、农业电气化与自动化4个本科专业农业电气化与自动化、农业信息化技术、计算机应用技术3个硕士学位授权学科,农业电气化与自动化、农业信息化技术2个博士学位授权学科,农业电气化与自动化学科博士后流动站。     

沈阳农业大学信息与电气工程学院

简介 沈阳农业大学信息与电气工程学院现设有计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程及其自动化、农业电气化与自动化4个本科专业农业电气化与自动化、农业信息化技术、计算机应用技术3个硕士学位授权学科，农业电气化与自动化、农业信息化技术2个博士学位授权学科，农业电气化与自动化学科博士后流动站。     

重庆市农业科学院农业工程研究所

研究所简介 重庆市农业科学院农业工程研究所地处重庆市九龙坡区白市驿镇国家级花卉苗木产业示范区,研究所下设综合规划室、设施农业工程研究室、农业水土工程研究室、农村能源工程研究室、资源环境与村舍民居工程研究室等5个部门,主要开展农田水利与土地综合整治技术研究,现代设施农业工程技术研究,畜牧工程规划设计与配套设施研究,农业可再生能源与农业资源环境工程技术研究,村镇规划与农业建筑工程技术研究,农业工程综合规划设计、咨询与监理。拥有一支以农业工程技术科研、     

基于科学计量的中国农业工程研究热点探析

农业可持续发展是农业工程研究所追求的目标,也是农业工程学科需要重点解决的问题,准确把握与判断学科发展方向对促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以1957—2014年发表在《农业工程学报》与《农业机械学报》中的学术论文为研究对象,应用科学计量学方法与可视化知识图谱技术,直观呈现了不同阶段中国农业工程研究热点,总结了不同阶段研究热点组成与基本特征,探讨了研究发展总体趋势。研究表明,中国农业工程研究总体上经历了以较单一热点主题向多元化主题发展的过程;在研究领域方面经历了从简单工程技术在农业中的应用向工程技术与计算机、生物、资源、环境与生态等科学的跨学科交叉融合及丰富化过程,在研究手段与技术应用上经历了从简单的实验分析向计算机模拟仿真、智能控制及物联网等高新技术为主的创新与拓展过程。当前中国农业工程研究正向以信息化、自动化和智能化为核心的智能精准农业技术研究方向发展,突破环境与资源约束,发展高效、安全与可持续现代农业成为学科研究与发展的新方向。研究可为相关研究人员追踪学科发展方向提供参考。     

北方设施农业气象灾害监测预警智能服务系统设计与实现

该文针对设施农业种养殖企业用户的设施农业气象灾害直通式服务需求,运用云计算、物联网、移动互联网等信息化技术,基于JavaEE技术框架、SOA(service oriented architecture)云服务技术,通过多重因素关联规则学习方法,构建基于互联网气象数据、设施农业小气候环境数据及作物生育期等多重因素的设施农业气象灾害预警和生产管理专家知识规则,依托气象部门一体化智能网格气象预报预警平台和未来3~7 d的精细化气象要素预报,开发基于互联网数据挖掘和专家知识决策技术的设施农业气象灾害监测预警及智能决策推送服务系统,对寒潮、大风、低温寡照、暴雪等北方主要设施农业气象灾害进行早期预警提醒,系统于2017年秋冬季在天津津南区部分农业园区推广应用,基于移动互联网通过智能手机APP对5次强冷空气过程提前3~5 d自动研判并实时推送设施农业生产管理决策和防灾减灾提醒建议,便于生产管理者及时关注天气变化和提前采取生产管理措施,避免重大灾害损失,探索应用互联网、云技术、大数据挖掘等信息手段开展气象灾害早期预警,为研究满足设施农业互动式、个性化、智能化和专业化气象信息服务和推动农业现代化和现代农业发展提供借鉴。     

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。     

中国农业信息化技术发展现状及存在的问题

围绕农业传感器技术、精细农作技术、农业机器人技术、农业物联网技术和农业信息服务技术五大方面,对农业信息化前沿技术的发展态势进行了分析,同时探讨了中国农业信息化前沿技术发展存在的问题并提出了相应的建议。研究表明,农业传感器技术是农业信息获取与信息化的基础,精细农作技术代表了当今农业装备的先进水平,农业机器人技术是未来农业智能装备的重要方向,农业物联网技术是农业监管与质量监控的有效手段,农业信息服务技术则愈来愈聚焦农业信息服务中的云存储、云计算、云服务和移动互联的关键技术问题。     

园区农业能源互联网:概念、特征与应用价值

在能源互联网的背景下，基于现代农业产业园的产业模式特点，构建了园区农业能源互联网。该研究首先分析了园区农业能源互联网存在的关键问题以及发展趋势，并围绕关键问题对园区农业能源互联网的发展现状进行分析。其次介绍了3个典型案例，并论述案例对于园区农业能源互联网关键问题的意义。之后提出了园区农业能源互联网的关键技术和运营模式，构建基本框架，物理系统由"源-网-储-荷"构成，信息系统由"感知层-网络层-平台层-应用层"构成，信息共享性、深度耦合性和产消互补性是园区农业能源互联网的三大特征。探讨了多能源异质特性与农业生产行为深层次耦合优化的相关问题。该研究可为园区农业能源互联网的框架落地与实践提供参考。     

近场通信物联网技术在农产品供应链信息系统中应用

为了应对农产品安全问题,农产品供应链信息系统的构建和完善刻不容缓。该文在总结国内外农产品供应链信息系统研究进展的基础上,借鉴了关键信息技术在农产品供应链及信息系统平台中的作用,分析了近场通信(near field communication,NFC)技术在农产品供应链信息系统构建可能性及技术的可行性。以吉林省肉鸡为研究对象,设计并实现了NFC与物联网融合应用的肉鸡供应链信息系统,并就信息系统层次结构及数据结构等进行了系统设计与实现。研究表明,以物联网构架为基础,应用NFC技术实现了肉鸡供应链信息全记录,能够保证肉鸡供应链中每个节点信息的安全,可提高肉鸡供应链效率,保障肉鸡产品的安全,提升中国肉鸡产品在国际市场核心竞争能力,同时能为肉鸡及其他农产品的溯源及召回提供借鉴。     

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。     

设施农业气象预警平台管理层预警方式设计

针对设施农业监测系统终端预警的及时性、有效性问题,结合天津设施农业预警平台,设计了一套管理层预警方案,应用VB.net语言、Microsoft Speech SDK、继电器模块、LED频闪灯和GPRS模块,通过声音、灯光、短信等方式对预警信息进行反馈,实现了设施农业预警信息传递的及时性,完成了预警信息反馈的最后一步。     

融合HACCP体系的农产品区块链追溯系统精准上链机制改进

利用区块链技术实现可信追溯已成为追溯技术发展的重要趋势，区块链技术核心是解决上链以后信息不能篡改，而如何确定哪些信息上链并进行上链前信息验证是目前区块链应用亟待解决的问题。该研究以果品为例，融合危害分析与关键控制点体系（Hazard Analysis And Critical Control Point，HACCP）和区块链技术，改进农产品区块链追溯系统的上链机制并设计实现系统。通过对果品供应链进行危害分析挖掘其关键信息作为上链信息，并提取五个关键控制点（CCP1生产、CCP2加工、CCP3仓储、CCP4物流、CCP5销售）；在确定关键信息的基础上，对上链信息进行限值判定，在阈值范围内进行上链；构建数据异常和质量安全预警模型，对关键控制点处上链后的信息实时监控，智能反馈；从而构建"上链前关键信息挖掘-上链中信息事实判定-上链后信息智能反馈"的上链机制改进方法；围绕改进后的上链机制，编写阈值判定、数据上链以及数据智能反馈3种合约实现改进后的上链机制，并基于Fabric环境完成系统的设计和开发。将改进后的系统应用于北京市某果品企业，结果发现改进后的追溯系统平均吞吐量350交易量/s（Transactions per Second，TPS），每秒内可完成40条关键交易数据并发上链，相较于原有追溯系统提高14.85%，满足追溯系统的需求。此外，在3个月的现场监测中，共预警通知13次风险，企业根据预警级别作出相应的应急措施，可有效减少企业损失和和保障产品的质量安全。研究结果对于优化区块链追溯系统、提升关键环节追溯可信度具有重要意义。     

农业物联网技术应用及创新发展策略

农业是物联网技术应用的重点领域之一,也是物联网技术应用需求最迫切、难度最大、集成性特征最明显的领域。该文对农业物联网国内外技术应用现状、存在的问题以及农业领域关键应用环节进行了深入分析,在此基础上提出了农业物联网未来技术发展重点以及对策措施。农业物联网未来技术发展重点:农业物联网信息感知与识别技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网安全监管与服务质量保障技术。农业物联网对策措施:加强农业物联网技术规范研究,加强核心关键技术产品研发,加强农业物联网技术集成平台建设,加强农业物联网产品设备检测,加强农业物联网应用布局,进一步优化和完善政策环境。该研究为中国农业物联网可持续发展提供决策参考。     

边缘计算在智慧农业中的应用现状与展望

互联网技术快速发展使得数据量剧增,云计算的数据集中处理模式存在实时性不足、能耗过高以及数据安全等一系列问题。边缘计算是在靠近数据源端执行计算的分散处理模式,与云计算相比具有低延迟、低成本、安全性高、个性化设计等优势。随着智慧农业迅速发展,结合深度学习的农业应用屡见不鲜,如作物病害检测、生长环境监测、作物自动采摘、无人农场管理等,边缘计算可以为农业多场景、复杂任务提供高效、可靠的新型数据处理方案。该研究概述了边缘计算的发展,计算架构及主要优势;介绍了边缘计算在农业中的应用背景,结合文献量分析,归纳了边缘计算在农业上的主要应用场景及相关智能农业装备,调研了现有常用边缘计算设备及性能参数,总结了适合边缘计算的主流深度学习算法及模型压缩方法。研究表明边缘计算在智慧农业中的应用有效促进了农业的数字化、智能化,未来在多场景、多功能边缘计算智能农业装备开发等领域将面临重大挑战和机遇。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。