ZigBee技术在精准农业中的应用

介绍了ZigBee的基本概念、控制系统的网络结构、硬件结构、软件设计等,提出了ZigBee技术在精准农业中的应用及发展前景.     

树冠环绕式仿形对靶施药机设计与试验

针对树冠横切面形状引起施药机喷头与树冠间距发生动态变化从而导致树冠内、外和两侧、中部等区域喷药量不均匀、较多药液喷洒在无效空间区域的问题,该研究提出一种基于激光雷达树干定位的树冠环绕式仿形对靶喷药方式。首先,基于喷头环绕树冠的运动需求,设计对称交叉布置的两自由度仿形机构,并建立喷头运动学模型,采用基于二环PID算法对喷杆伸缩和喷头旋转进行精准控制,通过匹配施药机前进速度实现喷头半圆和多边形轨迹仿形控制;然后采用平面激光雷达对树干高度的水平面进行扫描,提出基于DBSCAN（dnsity-based spatial clustering of applications with noise）密度聚类和3点树干形状拟合的树干动态识别和定位方法;再次,在FreeRTOS框架下搭建双层控制系统,对树干定位感知、动态喷头仿形轨迹控制、数据通信和操控交互等多任务进行并行处理,实现基于激光雷达树干位置信息的喷头动态伺服仿形控制。最后,以雾滴沉积量、雾滴密度、药液覆盖率和雾滴体积中值直径作为量化指标,在树冠不同区域布置10个检测点,对环绕式和定距施药开展6组对比试验。雾滴结果表明,树干纵向和横向定位误差分别为9.44和1.74 cm,环绕式仿形施药方式的平均雾滴密度为72.2 个/cm2,平均沉积量为1.99 μL/cm2,药液覆盖率为47.5%,相比定距施药方式,雾滴沉积量和雾滴密度分别提升36.3 %和58.3 %,雾滴沉积量变异系数降低了60%,环绕式仿形对靶喷雾可有效提高药液利用率和喷药均匀性。     

我国发展精准农业的必要性

精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是未来农业发展的雏形。其不仅能提高农产品产量和质量,而且对生态环境能起到良好的保护作用,使农业可持续发展。为此,阐述了精准农业的含义,论述了国内外精准农业的发展现状、研究动态及应用情况,并分析了我国水资源和肥料利用状况,指出了我国发展精准农业的必要性和适合我国国情的精准农业的发展方向。     

上海郊区水稻精准施肥效益研究

以沪郊10.7万hm2优质粮田为研究区,在地理信息平台ARCGIS上,利用GPS定位网格化采集土壤样品2 817个,建立12个水稻高产示范基地。试验结果表明,应用土壤快速测定方法为当季水稻进行推荐施肥,水稻平均增产31.5 kg/666.7 m2,增幅为6.04%。     

低空遥感技术及其在精准农业中的应用

以中国农业科学院土壤肥料研究所所进行的低空遥感为例，系统描述了低空遥感的技术体系、硬件设备的工作原理和影像处理过程。介绍了低空遥感技术在精准农业中的应用情况，如地块边界数字化、地块面积量算、作物种类识别、作物长势分析等。同时分析了低空遥感技术的应用前景。     

基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统

利用信息技术实现柑橘精准生产管理是果树信息化管理的重点和难点。该文针对山地果园肥水信息化精准管理问题,研发了基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统。柑橘肥水语义本体是决策支持系统的核心,它以资源描述框架三元组整合涉农信息。系统实现了施肥、生理病害防治和排灌监测3个功能。系统验证结果表明:1)施肥查询模块能够根据树龄、施肥时期、土壤质地、地形和产量5个因素计算氮、磷、钾施肥量,经216组数据验证其输出正确率100%;2)经100组涵盖12种营养素缺乏和过剩生理病害数据验证,病症查询模块能够根据输入病症正确判断生理病害;3)排灌检测模块能根据不同土壤质地对排灌实时监测,经小型气象站获取的土壤含水率数据验证,系统正确预警率达100%。经361组性能测试数据结果表明系统平均响应时间在0.23 s(浏览器端应用)和0.58 s(手机端应用)内,具备较优性能。该研究为农业领域知识建模和异构多源数据整合等问题提供了可行方案。     

智慧农业背景下大数据与农民增收之间的关系

自信息化时代以来,大数据时代是继物联网、云计算的又一次技术变革,这次变革加速了传统农业向数字农业、信息农业的转变。智慧农业的发展,创造了多维的与农业有关的数据。阐述了在农产品种植前的规划、种植时的管理和收获之后的营销,在已有的数据中挖掘可用的信息,农民可以准确掌握市场供需情况,合理安排种植,做到精准农业,帮助农民提升收入。     

精准农业农机装备智能化配置

介绍了农机装备智能化配置,包括农机自动驾驶系统、数据采集系统、作物监测系统、变量控制系统和GNSS平地系统等,并提出了存在的问题及解决措施。     

“互联网+”精准农业航空服务平台体系架构设计与实践

【目的】为农业航空植保作业服务商和终端农户提供沟通和服务的桥梁,推进农业航空标准的建立,推动科研院校的成果转化,对全国植保无人机实施跟踪和监管,促进农业航空市场规范,普及农业航空技术在精准农业中的应用,实现农药化肥施药零增长。【方法】利用"互联网+"的思维和方法,结合我国农业航空的发展状况与农业航空服务的特点,设计1套"互联网+"精准农业航空服务平台体系架构。采用大数据技术、云计算技术、移动应用技术以及HTML5等新一代信息技术,进行精准农业航空服务平台的底层架构设计、服务作业流程设计、用户界面设计以及数据库设计等。【结果】建立了精准农业航空服务的互联网综合服务平台,包含植保服务管理、作业效果评估管理、无人机检测管理、植保无人机监管、大数据应用等系统功能。它具有良好的平台特性、用户特性、大数据特性和扩展性。【结论】平台的体系架构能满足农业航空植保用户、植保服务商对植保作业服务简化操作的需求,同时实现了政府和有关部门对数据进行信息化有效管理的目的,并且通过数据分析与挖掘等技术手段提供多种增值服务,实现精准农业航空服务生态圈的有效良性循环,让农业航空更好地为我国农业现代化服务。