基于物联网和大数据驱动的农业病虫害监测技术

目的]由于人工数据收集成本高和传统无线网络数据连通性解决方案有限,现代农业病虫害监测技术面临极大挑战。采用物联网和大数据驱动技术可以降低农业投入成本、减少损失、提高产量,从而提高农业生产效率。方法]基于物联网和大数据驱动的现代农业技术平台,是一种用于生产端到端服务的物联网技术集成框架,它借助于最新通信技术可以通过传感器、摄像机和无人机收集数据。该集成框架主要解决能量供应、通信限制、低空遥感滞空时间和病虫害环境致病分析。在能量供应方面,在系统中设计一种基于天气感知的太阳能基站,系统根据能量获取状况实时改变数据采集率来减少能量损耗。在通信方面,系统采用Lora(long range)与TVWS(TV white space)相结合的技术来满足农场远距离和高宽带数据传输的需求。在无人机设计方面,为减少无人机能源消耗,通过调整无人机四旋翼的角度以及对无人机飞行路线的优化,使无人机能够充分借助风能。结果]采用上述方案,平台能够长时间持续稳定工作,而且即使在偏远的大型户外农场也可保证网络连接不会中断。通过该农业技术平台,建立农场环境与病虫害发生关系模型,结果显示当温度为15℃且相对湿度达60%以上时,小麦白粉病大面积爆发概率显著增加。结论]通过对农作物病虫害无人机遥感结果与物联网大数据分析,建立一套农业病虫害监测系统,从环境因素方面分析病虫害发生机制。