智慧農業與無線傳感器的運用探尋

摘 要：該篇文章主要是經過對智慧農業與無線傳感器的一些相關特點特征，分析研究其主要作用和被普及使用的傳感器種類，并且重點探討了在智慧農業中運用無線傳感器。幫助一些研究相關問題的人士提供有效意見，僅供參考。

關鍵詞：智慧農業;無線傳感器;運用探尋

引言：

現如今，在森林或者農田這類的規模生產中，如何有效的對農業生產環境、空氣質量、土壤狀況、光線強弱等多個信息進行監督控制，這也是目前所面臨的一項難題。

憑借使用無線傳感器網絡，對農業生產數據進行實時監督控制或者收集，這也是目前農業物聯網行業發展中的重要環節與關鍵課題，在農業生產的過程中合理運用物聯網技術，這樣不但可以使傳統保守的農業經營管理方法得到有效的轉變，還能夠不斷減少害蟲侵害農作物事件的發生，使農產品質量得到較好的保障。

1 無線傳感器在智慧農林中發揮的作用

1.1 構造數據服務的平臺

通過使用傳感器和大數據技術、物聯網技術、無線通信技術等等之類共同分析和采集相關數據以此來建造一個良好的數據平臺服務。通過一些可視化的展示，對農作物進行一些監督檢測病害和及時追蹤，并且對農作物的產量進行有效預測。采用無人機、傳感器、衛星遙感進行航拍農田是智慧農業數據服務平臺的關鍵環節。通常情況下，所采集到的數據包含了農作物真實產量的數據、病蟲害以及天氣狀況的數據等等諸如此類。接下來，通過分析和處理采集到的數據，與此同時構造一個可視化的模型，實現有效管理種植適合區規劃和農作物生產的目的。現如今社會，有較少的公司是注重選擇無人機航拍方式來對數據進行采集，更多的公司選擇用衛星遙感技術[1]。

1.2 自動駕駛農機

所說的自動駕駛農機，通常指的都是通過選用衛星導航實現農機進行直線運作的功能，得到農機偏移數據大都是使用角度傳感器，追蹤一些車輛數據和通過攝像頭來采集一些與農作物生長相關的數據，通過無線網絡傳遞數據到控制端，分析數據，并且及時關注工作的實際情況與進度通過車載計算機的顯示器[2]。自動駕駛農機的過程中，其運用的基礎就是農機車輛導航系統，自動駕駛農機技術若想實現的前提要求就是車聯網，可以通過使用農機車輛導航系統開展一些決策與監控農機的相關操作。目前，小麥機和拖拉機之類的農業機械中通常都是使用農機車輛導航系統。

2 無線傳感器應用于智慧農業中

2.1 傳感器在農業種植中的合理運用

溫室大棚種植是目前智慧農業的主要形式，通常使用以下幾種無線傳感器：第一，溫濕度傳感器。在目前智慧農業中應用最廣泛、最普及的就是溫濕度傳感器，一般情況下都是在溫室大棚中使用。空氣濕度傳感器大都是監測檢測農作物所處的生存環境中空氣中的濕度變化，一般情況下在畜舍的遮陽處或者大棚安裝[3]。通常都是在農作物的根部土壤處安裝土壤溫度和濕度傳感器，需要考慮到農作物的根部深度，再規定傳感器埋入泥土的深度。一般都是把2至4個傳感器安裝在大棚內，用這些傳感器檢測農作物生長所在的土壤具體數值，這樣有助于開展澆灌工作;第二就是氣體傳感器，現如今二氧化碳是使用最多的，這種傳感器是大棚種植過程中經常采用的。因為，溫室通常處于一個封閉的狀態，外界與內部二氧化碳所含濃度有著明顯的對比差異。農作物的生長嚴重受到溫室中二氧化碳的影響。此外，種植農作物的過程中，可以在農機具中安裝傳感器，提高采集系統數據，對所機具所包含的各種參數進行檢測，這樣有助于使農作物的一些參數能夠被提高，同時也獲得較好的客戶評價。比如，安裝物位傳感器在收割機上，可以有效控制收割農作物時與地面之間的高度，為以后良好的種植環境打下堅實基礎;再比如，在聯合收割機上安裝磁傳感器，這樣可以在眾多谷物中，撿出谷物中摻雜著的金屬雜質。

2.2 傳感器在農產品加工檢測中的合理運用

多種傳感器可以運用于智慧農業中農產品的加工檢測。需要分類加工一些普通的農產品，例如，分選蔬菜、水果要按照其直徑的大小，分選裝置要運用差分變壓器式的直徑;在消除青果的時候，要用到眼睛相關功能的傳感器，逐漸演變為復雜的圖像傳感器。這些傳感器大都是可以識別一些存在與農產品中的雜質或者農產品本身是否成熟，接著發送給系統，進行篩選。識別一些額農產品的表面情況一些選擇采用高精度圖像傳感器，然后在個的基礎上進行分類處理工作。就比如，油茶貴選幾是采用了高清圖像傳感器，圖像采集了油茶果的籽和果殼情況，從而有助于分類與色選油茶果。在農業檢測的過程中，電子鼻檢測技術是最近幾年較為流行使用的，提高憑借氣敏傳感器來多農作物進行識別氣味的工作，這樣能夠實現對氣味的檢測工作。識別系統和傳感器陣列構成了電子鼻子，有很多的氣敏傳感器在傳感器陣列上，并且每一個具體的傳感器能夠識別各種各樣的氣味。提高使用這種傳感器，就能夠把農產品中一些沒有清除掉的農藥給檢測出來，以及不同農產品的成熟程度等相關情況。

3 無線傳感器運用于智慧農業的案例分析

有較多的無線傳感器應用于智慧農業中，然而也有著較多的網絡組合方式，以ZigBee為例。下面主要闡述該項無線傳感器在在智慧農業中的組網方法。

3.1 Zigbee組網技術

在藍牙和無線標識之間構建的一種無線通信技術就是ZigBee，其成本低、距離不遠、消耗低、易運用等等之類都是其優點所在之處，該項技術用到了直接序列擴頻技術，核心頻段定為2.4GHz，小傳感器彼此之間互相協調通信，傳播數據主要是通過無線電波采取接力的形式。如果想要使網絡覆蓋的范圍擴大，那就需要添加一定量的路由器在網絡中，這樣有助于信號中繼轉發，在不同的應用環境下，一般采用多種網絡拓撲結構[4]。

3.2 分析設計方案

由控制中心和無線監測網絡共同構成了運用于智慧農業系統中的Zigbee無線傳感器網絡，較多在監測區的傳感器網絡承擔著很多農業信息，并且經過無線傳輸到協調器中，協調器通過以太網把接收到的數據傳遞給控制中心，然后需要控制中心對數據進行儲存、分析、處理之后，要經過專家決策系統進行評判，這樣建立了信息可控的應用系統。

4 結束語

無線傳感器和農業的生產進行相互融合，能夠幫助智慧農業和精準農業脫離概念化，而是得到一個提供技術進行應用發展的平臺，能夠在智慧農業中的種植、加工、監測、運輸等多個重要環節起到一定的效果。因此，相關的工作人員需要積極使用一些無線傳感器來對農作物的生產信息進行收集，并且一旦發現問題后，采取正確措施。要時不時的對農場品進行監測工作，確保農產品的質量得到保障，減少因為人工操作而導致的盲目性，提高農業的經濟效益與質量。

參考文獻：

[1]劉春紅，張漫，張帆，等.基于無線傳感器網絡的智慧農業信息平臺開發[J].中國農業大學學報，2011（5）：151-156.

[2]戴振華.智能農業與無線傳感器應用相關技術研究[J].湖南科技學院學報，2018，v.39;No.248（05）：22-24.

[3]張新，陳蘭生，趙俊.基于物聯網技術的智慧農業大棚設計與應用[J].中國農機化學報，2015，36（005）：90-95.

[4]劉春紅，張漫，張帆，等.基于無線傳感器網絡的智慧農業信息平臺開發[J].中國農業大學學報，2011，16（5）：151-151.

作者簡介：

張軍（1975—），性別：男，民族：漢，籍貫：河北省，單位：呼倫貝爾學院計算機學院，職稱：講師，學歷：碩士，研究方向：智能控制與物聯網應用。

（呼倫貝爾學院計算機學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008）