1 農業物聯網信息感知技術應用進展

目前， 國外農業物聯網信息技術及感知產品相對較成熟， 國內大部分的農業物聯網信息感知產品在農業信息化基地逐漸使用； 但大部分仍然處于試驗階段， 產品的可靠性、 穩定性等和國外有明顯的差距。

1） 大田種植方面。

國外， Hamrita 等人 2005 年應用 ＲFID 技術開發了土壤性質監測系統， 實現對土壤濕度、 溫度的實時檢測， 對后續植物的生長狀況進行研究； Ampatzidis 等人 2009 年將 ＲFID 應用在果樹信息的檢測中， 實現對果實的生長過程及狀況進行檢測。國內， 卜天然等人 2009 年將傳感器應用在空氣濕度和溫度、 土壤溫度、 CO2濃度、 土壤 pH 值等檢測中， 研究其對農作物生長的影響； 張曉東等人利用傳感器、 ＲFID、 多光譜圖像等技術， 實現對農作物生長信息進行檢測； 中國農業大學在新疆建立了土壤墑情和氣象信息檢測試驗， 實現按照土壤墑情進行自動滴灌。

2） 畜禽養殖方面。

國外， Parsons 等人 2005 年將電子標簽安裝在 Colorado 的羊身上， 實現了對羊群的高效管理； 荷蘭將其研發的 Velos 智能化母豬管理系統推廣到歐美等國家， 通過對傳感器檢測的信息進行分析與處理， 實現母豬養殖全過程的自動管理、 自動喂料和自動報警［7］。國內， 謝琪等人設計并實現了基于 ＲFID 的養豬場管理檢測系統； 耿麗微等人基于 ＲFID 和傳感器設計了奶牛身份識別系統。

3） 農產品物流方面。

國外， Spiessl － Mayr E 等人將 ＲFID 技術應用到豬肉追溯中， 實現了豬肉追溯管理系統。國內， 謝菊芳等人利用 ＲFID、 二維碼等技術， 構建了豬肉追溯系統； 史海霞等人利用構件技術、 ＲFID 技術等， 實現了柑橘追溯系統； 北京、 上海、 南京等地逐漸將條形碼、 ＲFID、 IC 卡等應用到了農產品質量追溯系統的設計與研發中。除此之外， 農業物聯網信息感知技術在設施園藝、 水產養殖等方面也有較多應用。

2 農業物聯網信息傳輸技術應用進展

1） 大田種植方面。

國外， 美國 AS Leader 公司采用 CAN 現場總線控制方案； 美國 StarPal 公司生產的HGIS 系統， 能進行 GPS 位置、 土壤采樣等信息采集，并在許多系統設計中進行了應用； Masayuld 等基于無線傳感網絡， 開發了農業和土地檢測系統， 實現對農田信息的檢測。國內， 何龍等人基于無線傳感網絡，實現了杭州美人紫葡萄栽培實時檢控； 高軍等人基于 ZigBee 技術和 GPＲS 技術實現了節水灌溉控制系統； 楊婷等人基于 CC2430， 設計了基于無線傳感網絡的自動控制滴灌系統。

2） 畜禽養殖方面。

國外， Bishop － Hurlen GL 等人進行了耕牛自動放牧試驗， 實現了基于無線傳感器網絡的虛擬柵欄系統； Nagl 等人基于 GPS 傳感器設計了家養牲畜遠程健康監控系統； Taylor 等人基于無限傳感器， 實現動物位置和健康信息的監控。在國內， 林惠強等人利用無線傳感網絡實現動物生理特征信息的實時傳輸， 設計實現了基于無線傳感網絡的動物檢測系統。除此之外， 農業物聯網信息傳輸技術在農產品物流、 設施園藝及水產養殖等方面也有較廣泛的應用。

3 農業物聯網信息處理技術應用進展

農業物聯網信息處理是將模式識別、 復雜計算、智能處理等技術應用到農業物聯網中， 以此實現對各類農業信息的預測、 預警、 智能控制和智能決策等。預測是以所獲得的各類農業信息為依據， 以數學模型為手段， 對所研究的農業對象將來的發展進行推測和估計。

預警是在預測的基礎上， 結合實際， 給出判斷說明， 預報不正確的狀態及對農業對象造成的危害， 最大程度避免或減少遭受的損失。國外， 歐美等發達國家研發了大量的預測預警模型， 開發了大量的軟件， 并進行了許多的應用。國內， 張克鑫等人基于BP 神經網絡對葉綠素 a 濃度進行了預測預警研究， 并在湖南鎮水庫中進行應用； 李道亮等人分別基于 PSO－ LSSVＲ 和 ＲS － SVM 進行了集約化河蟹養殖水質預測模型和預警模型的研究及應用。智能控制是通過實時監測農業對象個體信息、 環境信息等， 根據控制模型和策略， 采用智能控制方法和手段， 對相關農業設施進行控制。目前， 國內外對農業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、 光源和強度控制、 水質控制、 農業滴灌控制和動物生長環境智能控制等方面研究和應用較多。

智能決策是預先把專家的知識和經驗整理成計算機表示的知識， 組成知識庫， 通過推理機來模擬專家的推理思維， 為農業生產提供智能化的決策支持。目前， 國內外對農業智能決策的研究主要表現在對農田肥力、 品種、 灌溉、 病蟲害預防和防治、 農作物產量、動物養殖、 動物飼料配方和設施園藝等方面。除此之外， 國內外對農業物聯網智能處理、 農業診斷推理和農業視覺信息處理等研究也較多， 并進行了許多探索性的應用。

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