科研盘点农业传感器与物联网十大进展

科研盘点农业传感器与物联网十大进展

如今,随着传感器和物联网技术的快速发展,农业和工业都在积极拥抱物联网。 农业是第一产业,其发展是国民经济的基石。 在农业农村政策的引导下,高等院校、科研院所等科研机构正在为农业发展而努力。 总结2020年至2021年的论文发布,不难发现农业传感器和物联网方向取得了以下进展:

农业科研/

农业研究

1.纳米传感在农产品质量安全中应用的研究分析与展望

在智慧农业发展中,农产品质量安全是农业生产的重要组成部分。 纳米材料特殊的尺寸效应和光电特性满足农业传感技术的灵敏度、稳定性和检测通量的要求。 中国农业科学院农产品质量标准与检验技术研究所、国家纳米科学中心对纳米传感在农产品质量安全中的应用进行了分析和展望,阐述了常用纳米材料的性质和特点,讨论了基于纳米材料的化学传感和生物传感。 传感、电化学传感、光谱传感等常用传感分析技术和装置,以及纳米传感分析技术在农产品及瘦肉精、三聚氰胺等有害物质质量安全中的应用。

纳米材料的制备和改性技术仍需进一步完善。 多目标、高通量纳米传感器件在实际应用中的价值引起了广泛关注。 农产品质量安全智能监测迫切需要在线传感分析,需要快速、实时、在线监测。

2、太阳能杀虫灯物联网故障诊断的故障诊断特点及潜在挑战分析

南京农业大学工学院与英国林肯大学工程学院联合开展基于农业场景和物联网技术的新型物理农业害虫防治工具研究,以及故障诊断和维护的难点太阳能杀虫灯在物联网中的应用。

结合目前太阳能杀虫灯节点本身的故障及其在无线传感器网络中的应用情况,故障分为基于行为、基于时间、基于组件和基于影响区域四种类型。 在故障诊断方法和策略的基础上,提出了一种适用于无线传感器网络的故障诊断和调试工具。

总之,太阳能杀虫灯物联网的特点对故障诊断提出了潜在的挑战,指出了合理的研究方向,为农业物联网设备的故障诊断提供了参考。

农业物联网/

农业物联网

3. 作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络聚类路由算法

鉴于农业物联网应用终端数量的增加以及多媒体图像传输需求的增加,将会出现无线频谱资源的短缺。 华南农业大学电子工程学院、岭南现代农业科技广东省实验室预见到,基于传统物联网的农作物表型信息采集系统存在法人频谱竞争、数据拥塞、并减少监测周期。 本研究建立了认知无线传感器网络(CRSN)作物表型信息采集模型。

该算法模型引入了边缘计算机制的动态频谱与能量平衡(DSEB)事件驱动的分簇路由算法,在网络寿命和能源效率方面有一定的提升。 当主用户节点数量为固定值时,所提算法比其他两种算法具有更高的频谱利用率。

4. 基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥感方法研究

国家农业智能装备工程技术研究中心开展土壤养分快速精准检测研究。 针对土壤养分过高或过低的问题,提出了一种基于调制近红外光谱的土壤养分主动近场遥感方法。 力求解决传统采样检测过程中采样及预处理过程繁琐、复杂、费时费力、无法实现土壤养分原位快速检测的问题。

研究发现,基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥感方法可以有效避免土壤反射的自然光的干扰,具有现场快速检测土壤养分的能力。

土壤墒情监测/

土壤湿度监测

5、农机远程智能管理平台研发及应用

针对农机管理中存在的实时数据缺乏、作业监管困难、服务信息不对称等问题,金华职业技术学院与浙江大学联合商业机构提出专业远程管理平台研究。

管理平台有五大原则:专业化、标准化、云平台、模块化、开放性。 基于田间作业智能传感、物联网、定位、遥感、地理信息系统等技术,可定制通用农机远程智能。 管理平台。 平台采用分级管理策略,可供管理部门、合作社、农机经营者、农户使用,实现农机信息数据库和农机定位服务、农机作业实时监控管理、基本农田信息管理、基本田间作物信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等实用功能,为同类管理平台的研发提供参考。

6、水肥浓度智能传感与精准配比系统开发与测试

中科院、安徽省智慧农业工程实验室、中国科学技术大学携手宁夏农业物联网工程技术研究中心,解决农场复合肥精准配料问题。 比系统的研究。

本研究以水肥一体化智能灌溉施肥系统为研究对象,构建了水肥浓度智能传感和精准配比系统。 该研究消除了当地水电导率对水肥配比准确性的干扰,实现了复合肥的精准配比。 该配料系统结构简单,配料准确,能够与现有的水肥一体机和人工施肥系统配合使用。 可用于设施农业栽培、果园栽培、大田经济作物栽培中的精准施肥作业。

水肥控制/

水肥控制

7、太阳能杀虫灯物联网节点防盗防破坏设计及展望

国家信息农业工程技术中心、南京农业大学和英国林肯大学针对太阳能杀虫灯在部署过程中被盗和破坏的问题,开展了跨专业的防盗防破坏设计和展望。和应用。

以太阳能杀虫灯物联网为应用场景,从内部硬件、软件算法和外观结构设计三个层面对硬件进行改造和设计,以获得更多的传感信息。 同时提出了被盗或破坏后部署、跟踪、检查等应急应用的辅助设备,并对设备防盗防破坏技术在太阳能杀虫灯物联网场景中的应用进行了展望。

8、果园多机器人通信AODV路由协议改进设计与测试

针对多机器人在果园作业的通信需求,西北农林大学、农业农村部苹果全程机械化研究基地、农业部北方农业装备科学观测实验站等农村事务部和黄土高原水土流失与旱地农业国家重点实验室跨课题研究了基于Wi-Fi信号的无线自组织网络的改进型按需平面距离矢量路由协议(AODV-SP)。

该协议在实验室环境下进行了静态丢包率和动态丢包率测试,为实际环境下果园多机器人通信系统的构建提供参考。

果园机器人/

果园机器人

9、基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法

吉林农业大学信息技术学院和智慧农业研究院针对获取农田土壤、环境和作物生长等多源异构信息的无线传感器网络在农田中分布不均匀、受能源限制。 基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法(PSMR)。

该算法利用异构网络的高效动态组网,利用粒子群和模拟退火协同优化方法加速汇聚节点收集簇头的聚合数据。 该研究为大规模农田复杂环境的长期、高效、稳定的数据采集和监测提供了技术基础,可提高农业物联网的资源利用效率。

10.基于荧光法的溶解氧传感器的开发与测试

江南大学携手江苏省互联网农业发展中心和商业机构,研究解决水产养殖监测作业中常用的溶解氧传感器价格昂贵、无法连续在线测量、部件更新维护困难等问题的方法,并且不适合大规模应用。 基于荧光法的溶解氧传感器。

该传感器基于荧光猝灭原理,目标是成本低、易于维护。 测试证实,该传感器测量范围为0~20 mg/L,响应延迟小于2 s,溶解氧敏感膜使用寿命约1年,可实时测量溶解氧浓度并且不间断。 同时具有测量方便、生产成本低、体积小等特点,为低成本溶解氧传感器的开发和市场化奠定了良好的基础。