1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

目前， 國(guó)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及感知產(chǎn)品相對(duì)較成熟， 國(guó)內(nèi)大部分的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)信息化基地逐漸使用； 但大部分仍然處于試驗(yàn)階段， 產(chǎn)品的可靠性、 穩(wěn)定性等和國(guó)外有明顯的差距。

1） 大田種植方面。

國(guó)外， Hamrita 等人 2005 年應(yīng)用 ＲFID 技術(shù)開(kāi)發(fā)了土壤性質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤濕度、 溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)， 對(duì)后續(xù)植物的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行研究； Ampatzidis 等人 2009 年將 ＲFID 應(yīng)用在果樹(shù)信息的檢測(cè)中， 實(shí)現(xiàn)對(duì)果實(shí)的生長(zhǎng)過(guò)程及狀況進(jìn)行檢測(cè)。國(guó)內(nèi)， 卜天然等人 2009 年將傳感器應(yīng)用在空氣濕度和溫度、 土壤溫度、 CO2濃度、 土壤 pH 值等檢測(cè)中， 研究其對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響； 張曉東等人利用傳感器、 ＲFID、 多光譜圖像等技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行檢測(cè)； 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在新疆建立了土壤墑情和氣象信息檢測(cè)試驗(yàn)， 實(shí)現(xiàn)按照土壤墑情進(jìn)行自動(dòng)滴灌。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國(guó)外， Parsons 等人 2005 年將電子標(biāo)簽安裝在 Colorado 的羊身上， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)羊群的高效管理； 荷蘭將其研發(fā)的 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)推廣到歐美等國(guó)家， 通過(guò)對(duì)傳感器檢測(cè)的信息進(jìn)行分析與處理， 實(shí)現(xiàn)母豬養(yǎng)殖全過(guò)程的自動(dòng)管理、 自動(dòng)喂料和自動(dòng)報(bào)警［7］。國(guó)內(nèi)， 謝琪等人設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于 ＲFID 的養(yǎng)豬場(chǎng)管理檢測(cè)系統(tǒng)； 耿麗微等人基于 ＲFID 和傳感器設(shè)計(jì)了奶牛身份識(shí)別系統(tǒng)。

3） 農(nóng)產(chǎn)品物流方面。

國(guó)外， Spiessl － Mayr E 等人將 ＲFID 技術(shù)應(yīng)用到豬肉追溯中， 實(shí)現(xiàn)了豬肉追溯管理系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)， 謝菊芳等人利用 ＲFID、 二維碼等技術(shù)， 構(gòu)建了豬肉追溯系統(tǒng)； 史海霞等人利用構(gòu)件技術(shù)、 ＲFID 技術(shù)等， 實(shí)現(xiàn)了柑橘追溯系統(tǒng)； 北京、 上海、 南京等地逐漸將條形碼、 ＲFID、 IC 卡等應(yīng)用到了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)中。除此之外， 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)在設(shè)施園藝、 水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面也有較多應(yīng)用。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

1） 大田種植方面。

國(guó)外， 美國(guó) AS Leader 公司采用 CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線控制方案； 美國(guó) StarPal 公司生產(chǎn)的HGIS 系統(tǒng)， 能進(jìn)行 GPS 位置、 土壤采樣等信息采集，并在許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了應(yīng)用； Masayuld 等基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)， 開(kāi)發(fā)了農(nóng)業(yè)和土地檢測(cè)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田信息的檢測(cè)。國(guó)內(nèi)， 何龍等人基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了杭州美人紫葡萄栽培實(shí)時(shí)檢控； 高軍等人基于 ZigBee 技術(shù)和 GPＲS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)； 楊婷等人基于 CC2430， 設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)控制滴灌系統(tǒng)。

2） 畜禽養(yǎng)殖方面。

國(guó)外， Bishop － Hurlen GL 等人進(jìn)行了耕牛自動(dòng)放牧試驗(yàn)， 實(shí)現(xiàn)了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的虛擬柵欄系統(tǒng)； Nagl 等人基于 GPS 傳感器設(shè)計(jì)了家養(yǎng)牲畜遠(yuǎn)程健康監(jiān)控系統(tǒng)； Taylor 等人基于無(wú)限傳感器， 實(shí)現(xiàn)動(dòng)物位置和健康信息的監(jiān)控。在國(guó)內(nèi)， 林惠強(qiáng)等人利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物生理特征信息的實(shí)時(shí)傳輸， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)物檢測(cè)系統(tǒng)。除此之外， 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流、 設(shè)施園藝及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面也有較廣泛的應(yīng)用。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息處理是將模式識(shí)別、 復(fù)雜計(jì)算、智能處理等技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中， 以此實(shí)現(xiàn)對(duì)各類農(nóng)業(yè)信息的預(yù)測(cè)、 預(yù)警、 智能控制和智能決策等。預(yù)測(cè)是以所獲得的各類農(nóng)業(yè)信息為依據(jù)， 以數(shù)學(xué)模型為手段， 對(duì)所研究的農(nóng)業(yè)對(duì)象將來(lái)的發(fā)展進(jìn)行推測(cè)和估計(jì)。

預(yù)警是在預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合實(shí)際， 給出判斷說(shuō)明， 預(yù)報(bào)不正確的狀態(tài)及對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象造成的危害， 最大程度避免或減少遭受的損失。國(guó)外， 歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家研發(fā)了大量的預(yù)測(cè)預(yù)警模型， 開(kāi)發(fā)了大量的軟件， 并進(jìn)行了許多的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)， 張克鑫等人基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)葉綠素 a 濃度進(jìn)行了預(yù)測(cè)預(yù)警研究， 并在湖南鎮(zhèn)水庫(kù)中進(jìn)行應(yīng)用； 李道亮等人分別基于 PSO－ LSSVＲ 和 ＲS － SVM 進(jìn)行了集約化河蟹養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測(cè)模型和預(yù)警模型的研究及應(yīng)用。智能控制是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)對(duì)象個(gè)體信息、 環(huán)境信息等， 根據(jù)控制模型和策略， 采用智能控制方法和手段， 對(duì)相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施進(jìn)行控制。目前， 國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)業(yè)信息智能控制研究較多， 如在溫室溫度和濕度智能控制、 二氧化碳濃度控制、 光源和強(qiáng)度控制、 水質(zhì)控制、 農(nóng)業(yè)滴灌控制和動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境智能控制等方面研究和應(yīng)用較多。

智能決策是預(yù)先把專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)整理成計(jì)算機(jī)表示的知識(shí)， 組成知識(shí)庫(kù)， 通過(guò)推理機(jī)來(lái)模擬專家的推理思維， 為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化的決策支持。目前， 國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)業(yè)智能決策的研究主要表現(xiàn)在對(duì)農(nóng)田肥力、 品種、 灌溉、 病蟲(chóng)害預(yù)防和防治、 農(nóng)作物產(chǎn)量、動(dòng)物養(yǎng)殖、 動(dòng)物飼料配方和設(shè)施園藝等方面。除此之外， 國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能處理、 農(nóng)業(yè)診斷推理和農(nóng)業(yè)視覺(jué)信息處理等研究也較多， 并進(jìn)行了許多探索性的應(yīng)用。