基于物联网和云服务的智慧农业管理及追溯系统
摘要
关键词
物联网;云服务;智慧农业;管理;追溯系统
正文
引言
物联网是在互联网基础上的延伸和扩展,它可以将各种信息通过网络连接起来,实现任何时间、任何地点上的人与物的互联互通。当今时代,物联网已经成为家喻户晓的存在,各行各业通过物联网的连接将彼此之间的联系比以往任何时候都更加紧密。其中,物联网应用于智慧农业,不仅可以显著提高农业生产效率,还让农业更加现代化、智能化、信息化,将为农业经济快速发展奠定坚实基础。此外,物联网在农业生产管理方面也起着至关重要的作用,它将原本繁杂的生产管理过程变得精简而智慧,在一定程度上推动了我国农业发展模式的革新。
1系统设计
1.1 系统方案
为降低农户的设备购买开销和操作难度,系统设计力求做到简洁易用,在搭建系统的过程中通过更多集成现有的、已成熟的技术,在降低系统成本的同时又能免去用户适应操作系统所需花费的时间和精力。系统通过布设在田间重点区域(一般为高经济附加值作物区域)的监控摄像头进行实时监控。当监控摄像头识别到现场出现异常情况时,比如病虫害或发现偷吃农作物的禽类及其它动物时截取监控画面并保存,必要时向后台发送报警信息。在需要调取图像进行分析时,通过超分辨率还原技术对抓拍图像的初始图片进行超分辨率还原,提高图像清晰度及还原现场特征。方便下一步继续观察或使用即时通信软件与专家进行远程交流。同时,系统还通过传感器对田间的温度、降水量等农业要素信息进行采集分析,为农业方面问题的诊断提供数据支撑。最终,所产出的农产品都可通过产品包装上的二维码对农产品的生产、加工和运输等信息进行溯源,形成一个完整的从生产、加工、运输、直到消费和产品信息反馈的闭环结构。
1.2系统组成
1.2.1传感器技术
传感器技术指的是在智慧农业系统中,收集各种与农作物需水量计算相关的信息与数据的技术。工作人员在建设智慧农业系统时,需要在田地中选择适当的地点安装传感器,以此作为数据采集节点,再通过连接田地中的多个节点,构建出田地数据采集网络。传感器的种类包括湿度传感器、温度传感器、风速传感器和光照传感器等,这些传感器分别负责采集土壤的湿度和气温的变化、风速的大小和当天光照强度等数据信息,为后续智慧农业系统制定农业方案提供基础数据支持。
1.2.2通信管理软件
企业级即时通信工具通过强化组织关系、数字化业务流程来提高沟通效率,加强内部管理。目前钉钉、企业微信、企业QQ等软件的基础功能均免费,相较于独立开发即时通信工具,使用现成的软件可以节约开发成本和时间。而且这些软件的操作方式更接近日常的聊天软件,使用方便。相关部门可以根据自身需求任选其一,通过组织农户使用软件的文件传输、群组管理、视频通话、远程会议等功能,与农业专家或相关部门对接,及时问询和上传问题(包含照片和文档),同时专家也可以有针对性的远程在线指导,既节约时间又可以保障问题在第一时间被发现和处理。
2基于物联网和云服务的智慧农业管理措施
2.1强化农村基础设施建设,整合各方资源
推动智慧农业试点项目进行。各级政府要优先加快推进农村物联网、5G网络、数字乡村平台等网络基础设施建设,试点将智能化设备引入智慧农业市场,从而提高农业生产效能和效率。同时对当地自然环境以及人文风俗开展深度调查,并统筹各方资源,制定有效的智慧农业发展规划;开展关键信息基础设施在农业生产、市场监管、食品质量安全溯源等领域的应用试点工作;持续加大农业生态全环境、农业生产全过程、食品供应全链条等智慧农业设备科研和设备生产应用的投入,将智慧农业推向农业农村全面现代化。
2.25G+智慧诊断
将5G+物联网、区块链、人工智能等技术应用于环境控制、育种管理、质量追溯等智能远程监控、管理作业生产中,可实现对农业生产远程诊断与操控。例如,农田环境系统集合了灾情摄像机、病虫害防控、虫情测报灯、农作物生态监测等内容,用户通过App可以实时查看农作物生长情况、视频影像,对环境信息和各类参数进行设置,并结合环境和气候条件,调整补光系统。借助风机、加湿器、水泵等自动化设备,还能够打造农作物最佳生长环境。如水稻、小麦的种植过程中,会受自然气候条件、种植结构的影响,且高温、潮湿天气和种植结构不合理也会增加病虫害发生频率。农户利用5G技术,将田间农作物的病虫害图片上传至云服务器,结合农作物灾害指标、虫害图库、智能化图谱、专家系统等模块,对农作物进行实时远程专家诊断。专家可以帮助农户识别病虫害,提供科学用药技术、配方和科学管理决策。
2.3其他
数字农业发展是大势所趋,供应链智慧化管理是必然要求。从供应链角度加强智慧农业成本管理具有重要战略意义,而在当前激烈的智慧粮食供应链市场竞争中采取积极的成本管理策略将有助于更好地实现供应链发展战略和提升整体竞争力。1)智慧农业系统在实际工作中,若的水源与田地中的设备之间存在相对复杂的系统,则应针对该系统单独设置一个智能化决策软件,以此实现自动化管理,实现过程中各种相关设备的智能化运行,减少水资源的浪费,节省智慧农业系统运行消耗的能源,同时降低水量与作物需水量不符等问题发生的可能性。2)实现整体现代化是当下我国农业的发展目标,农业的智能化、自动化发展是新时代提出的需求,对于促进我国农业长远发展有着重要的意义。在智慧农业系统的应用中,工作人员应更加全面综合思考作物需水量变化的影响因素,并针对不同影响因素设计不同的检测措施,提升农业的精确性与针对性,实现智慧农业方案的最优化。
结束语
科学且系统的农业生产可以提高农产品的质量和产量,实现真正的精耕细作。本文系统通过配合摄像头、传感器等农业信息监测设备,对作物播种、生长等流程数据进行高效的实时监控,并融合了人工智能、云服务、通信管理软件和小程序等,科技赋能农业生产和农产品管理,既提高了效率又方便了农户的操作,为今后高新技术在农业领域的发展打下了良好的基础。高质量的农业发展既可以解决国家粮食安全问题,还可以缩小城乡之间的差距、提高农民收入,对实现共同富裕起到积极推动作用。
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