数字农业发展趋势范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇数字农业发展趋势范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

随着现代化社会的发展，信息技术的发展和应用日渐成熟。信息技术在农业工程中的应用，提高了农业生产效率，为现代农业的发展奠定基础，成为现代农业发展的动力源，同时，信息技术在农业各领域中的应用，也为农业产业结构调整产生较大影响。基于信息技术对农业工程的重要性，本文主要探究信息关键技术在农业工程中的应用。

1农业信息化发展中的关键技术

1.1虚拟仪器技术。虚拟仪器技术在应用时需要同时结合硬件和软件，并且对硬件软件的要求较高，硬件为模块化硬件，同时需要较高性能，使用模块化硬件可以满足全面需求，比如同步和定时应用，软件需要具备灵活高效能的特性，用户可以根据需求创建界面，只有将高性能的硬软件结合使用才能达成相应的应用目的，另外，为了使虚拟仪器技术达到最大化优势，还要使用具有集成作用的软硬件平台，在软硬件以及软硬件平台的共同应用下，才能发挥虚拟仪器技术的高性能、高扩展性、高效率、高出色等优势。虚拟仪器技术结合计算机、仪器仪表以及传感器等技术，可以在硬软件的应用下模拟生产条件，并对生产信息进行跟踪和记录，在农业生产方面，可以提前模拟生产情况，并供专业人员分析和改良，提高农业生产力，实现对农业的智能化管理。1.2专家系统。专家系统通过获取某一领域内专家的知识，并将这些专家知识进行对应编辑，并存放到知识库中备用，以便于解决该领域在发展过程中遇到的问题，知识库是整个专家系统的核心，同时，独立于其他构成部分。专家系统是解决专业问题的主要系统，而知识库就是解决问题的知识源，在遇到问题时，需要调动知识库内对应的知识，从而得到解决。推理机构相当于专家系统的管家，控制专家系统解决问题的整个过程，并了解用户的需求，以及用户为什么要解决这一问题。人机交互界面传输主要信息以及解决问题的过程，方便用户查看和记录。1.33S技术。3S技术指遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），当前，3S技术在农业工程中已经得到广泛应用，下面对这三种技术进行详细介绍。遥感技术（RS），即对大面积空间内的信息进行提取，形成相应的数字图像，根据不同要求或者需求，对数字图像进行加工，成为能够被人们使用的信息。随着技术的不断发展，使用遥感技术获取数字图像的分辨率会越来越高，能够为人们提供更加精确的信息。通过遥感技术获得图像需要进行加工和处理，处理方式主要有数字图像预处理和数字图像分类两种，或者说这两种处理方式也是不同的处理步骤，数字图像预处理是对获取的初始数据图像进行初步处理，通过消除原始数据中的噪音、增加图像视觉效果等，使目标呈现更加清晰，而数字图像分类是在数字图像预处理之后，也就是在获得清晰的目标后，使用科学的方式对目标图像分类，通过分类便于更加准确的获取目标信息。地理信息系统（GIS），即能够存储空间信息和数据，使用图形表达内容，具备空间分析、空间定位和检索技术。全球定位系统（GPS），即可以对地面上任何一个点位进行定位，然后精准测算出该点位的坐标位置，具体精度为厘米数量级，使用全站仪或者激光测距仪就可以精准测量坐标距离。全球定位系统可以直接获取某一点位的信息，结合遥感技术，可以对遥感技术下所获得的定位数据进行校正，使信息更加精准。1.4数据挖掘技术。数据挖掘技术可以存储所获得的数据，并能够对数据进行分类、分析和处理，其中，对数据的分析、挖掘数据背后隐藏的信息以及特征是关键，这样才能实现数据的意义，为人们决策或者分析提供基础。数据挖掘技术对于涉及信息广的领域尤其重要，以农业为例，农业生产多样复杂，通过现代化的手段或者技术获取生产信息之后，要将数据及时入库，在入库的过程中，要做到智能化处理，即对信息或者数据进行分类、归纳、分析、整理以及智能化管理，并确定信息来源，建立对应的信息挖掘途径，这个过程包含数据库、统计学、人工智能等多个领域，最重要的是对数据进行挖掘，了解数据的特征以及涵义，为之后的决策打下基础。1.5数据融合技术。数据处理技术是对信息进行自动化综合处理，以传感器为载体，通过传感器获取外部信息，并对所获数据进行多级别、多层次和多方面处理，挖掘数据或者信息深层的含义，数据融合技术下使用传感器综合处理数据和单一的传感器处理数据不同，前者对数据的处理和分析更加全面、完整，并实现了对传感器的高效率运用。

2各项信息技术在农业工程中的应用

2.1虚拟仪器技术在农业工程中的应用。虚拟仪器技术将虚拟和智能结合，作为一种以计算机为载体的智能资源，在农业工程中得到深入应用，其中最常见的就是精密播种机虚拟仪器检测系统和种子成长虚拟检测系统。精密播种机虚拟仪器检测系统通过自动化检测和管理方式，从常规台架试验的所有项目获得相应数据，并能够展示相应数据，主要包含合格粒距平均值、落种性能以及种子落地速度，通过这些数据，可以了解播种情况，或者对有问题的播种进行及时处理，优化播种工作，在实际操作过程中，使用者可以直观的看到数据信息，并对数据进行记录和分析，将数据和播种标准进行对比，提高播种成功率。种子成长虚拟检测系统是通过智能化的方式，模拟种子成长所需要的环境，一方面，可以减少投入实际投入成本，另一方面，可以提高种子成功率，在模拟状态下优化种子成长环境，然后根据模拟情况指导后续的实际种植。另外，虚拟仪器技术对水果分离和选配做出重要贡献，以苹果分选为例，在分选时使用苹果分选系统，通过计算机展现图像，对图像进行分析，然后根据图像情况确定阀门开关，便于在之后实现智能化、自动化分选。虚拟仪器技术在农业工程中的应用，大大提高了农业生产效率，并提高农业生产质量。2.2专家系统在农业工程中的应用。专家系统应用于农业工程中区别于传统的农业，在传统农业发展中解决问题主要以工作者的经验为主，但是很多农业从业者的学历较低，掌握的专业知识较少，在解决问题时容易受到限制。专家系统是通过建立专家知识库，将农业生产和发展过程中遇到的问题进行转化，明确需要哪些知识解决，并确定常用的专业知识，将知识调入专家知识库中。现代农业中很多从业者基本以高学历为主，专业性强，这一点和专家系统的使用相符合，从业者的知识以及解决问题的方式都可以调入专家知识库中，方便在农业生产过程中使用。专家系统结构中，知识库专门存放农业领域方面的专业知识，当遇到问题需要调动知识库中的专业知识时，只需要工作人员输入关键词或者相关信息就可以，在这个过程中，推理机构控制专家系统工作的整个过程。2.33S在农业工程中的应用。遥感（RS）可以利用电磁波特性对物体以及所处的客观环境进行监测，获取物体的信息，并能够对物体进行精细化管理。在农业工程中，遥感技术主要通过遥感器发射信号，对农作物的耕作情况进行远程管理，比如农作物生长情况、产量、种植密度、种植环境、自然灾害情况，也可以对一定空间区域内进行全天候的实时精确监控，掌握种植区域内自然条件以及土壤的变化情况，获知可能发生的自然灾害，并可以提前做好预防措施，遥感对农作物的远程距离监控也可以做到精确化，通过监控了解农作物种植的详细情况，为了解农作物生长环境打下基础。地理信息系统（GIS）服务于农业的精细化耕作，对农业实行动态化和智能化管理。地理信息系统可以处理空间地域信息，获取信息后能够掌握空间地域内的自然条件、土壤条件以及病虫草害情况等，然后将这些数据信息输入到计算机中，计算机对这些数据进行分析和处理，实现对农业种植的动态化管理，这一应用可以判断所在空间是否适合耕作，并能够为精细化耕作做好准备。另外，地理信息系统也可以进行有效调查农业资源，通过处理空间内信息，获得气候图、实时图像，并进行相关处理，将气候图、实时图像整合为空间数据库，将空间数据库和实际数据结合起来，实现农业资源的自动化管理。同时，也可以对现有的土地资源进行整合和分析，明确土地资源的使用情况，对土地资源重新规划，避免资源浪费，实现资源合理利用和布局，以及实现对土地资源的可持续利用。全球定位系统（GPS）可以精准确定空间内的某一位置，或者对某一物体进行精确定位，主要包含地面控制站、地面监控站、空间导航卫星等组成部分，目前主要使用美国的GPS系统，该系统可以在任何时间、任意气象条件中接收4颗以上卫星的信号，在农业工程中主要使用GPS定位作业者和作业机械的具置。另外，将遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统结合应用在农业工程中，可以通过遥感获得农作物的生长数据，使用地理信息系统获取农作物种植地图，然后在农机上安装GPS，就可以指挥农机自动行走，完成耕地、播种、锄草、灌溉等工作。2.4数据挖掘技术在农业工程中的应用。当前，农业现代化的发展使得很多农业数据以及信息变得越来越庞大、复杂，使用传统的人工分析已经不能满足现代化的要求，所以，需要使用现代化技术来储存、分析数据。我国地域辽阔，农业种植面积大，并且不同区域的自然条件不同，在农业种植中面临着很多变动因素，比如自然灾害、土壤条件、病虫草害等，要想科学的应对这些变动因素，就需要找到对应措施，并能够预测事件的发生，做好预防措施。数据挖掘技术通过智能化、自动化、信息化的方式，将获取的信息储存起来，并对信息进行分类和分析，挖掘数据或者信息的延伸含义，以及数据呈现的特征，能够对动态记录和分析，并能够根据变动情况及时更新数据，便于查询和使用。2.5数据融合技术在农业工程中的应用。数据融合技术是对多个传感器进行融合，实现对信息的智能化控制和管理，一般多传感器信息融合技术主要用于精准农业关键技术的研究中，使用多传感器信息融合技术可以实现对数据的智能检测、管理和控制，而精准农业是对信息技术和人工智能技术的综合应用，使用多传感器融合技术可以大大提高精准农业研究的准确性。

3信息技术在农业工程中的发展趋势及对策

随着科学技术的不断发展，现代农业向专业化、集成化、智能化方向发展，因此，现代农业是传统农业的革命，改变了原有的生产和发展方式。我国是一个农业大国，疆域辽阔，农业种植面积大，农业在我国的产业发展中也占有重要位置，推动农业向现代化发展是必然趋势，在这个过程中，也会遇到很多挑战，因此，如何更好的利用信息技术，实现我国现代农业的全球化、智能化、专业化是需要思考的重要问题。我国和发达国家相比，现代化农业发展较为落后，同时，在农业机械化、农业生产规模、农民文化素质方面没有达到理想水平。所以，需要建立具有中国特色的现代化农业体系，进行专业化理论研究，结合农业实际发展情况，推动现代化农业信息技术在农业生产和管理上的应用；大力培养农业专业化人才，提供农业劳动者的素质，使农业从业者具备处理、运用信息的能力；建设现代化农业信息网络，让大众了解农业发展以及相关农产品，为农产品流通打好基础；发挥政府的作用，并结合科研机构以及企业，共同为现代化农业努力，推动农业的现代化发展；提高使用信息技术的能力，信息技术是现代农业的重要组成部分，只有能够综合利用各种信息技术，才能不断提高农业生产效率，推动农业现代化发展。

综上所述，信息技术作为现代农业发展的必要组成部分，改变了农业生产方式，提高农业生产水平，对于我国的现代化农业建设具有重要影响。同时，信息技术为农业发展提供诸多优势条件，为现代农业发展提供更多方向，不仅降低农业从业者的劳动强度，还大大提高生产效率，使农业在我国的产业发展中贡献更多力量。当前，在我国农业工程中已经应用很多信息技术，这些信息技术也为我国农业发展做出突出贡献，但是，我国对信息技术的应用较晚，并且很多信息技术的使用需要投入大量资金、设备等，加之我国地域辽阔，不同地区的农作物种植环境不同，这也加大了信息技术的应用，所以，我国农业对信息技术的使用还不成熟，同时，没有实现信息技术在农业发展中的全面普及。为此，相关工作者、研究者应该进一步研究设备的使用和更新，争取能够让信息技术更快、更好、更全面的融入到现代化农业中，为构建具有中国特色的现代化农业体系做好铺垫。

参考文献：

[1]徐小淇，李燕凌.中国信息化与农业现代化协调发展研究——基于省域视角及2003—2016年数据的分析[J].湖南农业大学学报（社会科学版），2019，20（03）：58-66.

[2]石元春.我国农业的信息化改造，中国农业科学技术政策[M].北京：中国农业出版社，2017.

[3]聂磊.浅谈农业信息技术在农业生产中的应用[J].农垦农机化，2018，12（09）：198-201.

篇2

当前，世界各国，无论是发达国家还是发展中国家都十分重视农业信息化建设，甚至将其提升为国家战略高度。美国作为世界上电子信息产业发展的第一大国，信息技术的应用范围非常广泛，其农业信息化在信息技术和市场高度发达的支撑下，得以与整个社会的信息化协调同步发展[1]。在农业信息化建设方面，美国农业科技信息的研究、开发和应用主要依托于教学科研机构、当地大学、地方农业推广中心及公司来完成[2]。美国政府对农业的支持，主要是通过千方百计扶持农业信息化发展的策略使本国农业和农民间接受益。从发展水平方面看，以美国为代表的发达国家的农业信息技术正在快速步入新的阶段，通过多年的建设已经形成了从农业信息采集到加工处理，最后到对外，一整套健全完善的农业信息体系。信息技术在农业中的应用也不再局限于某一独立的农业生产过程、单一的经营环节或某一有限的区域内，而是往横向和纵向同时扩展[3]。国外农业信息化水平的专业化、信息的集成化、多媒体的自动化和普及化等发展趋势为我国农业信息化的建设提供了有益的借鉴。

（二）国内研究现状及发展趋势

农业发展问题严重制约着农业现代化建设的步伐，农业信息化影响并决定着我国农业现代化未来发展方向，而农业信息化发展的主要障碍表现在农民对信息化建设的认识不足，信息观念肤浅，相对落伍的农业设备，同时也表现在缺乏高素质信息化人才。目前，我国农村信息化发展处于较低的水平，尚处于起步阶段，存在许多困难，其中农民迫切的信息需求和信息相对匮乏之间的矛盾比较突出。高校图书馆有着丰富的信息资源优势，高校图书馆则在农民需求信息资源上实现对接，将高校图书馆内部大量的农业信息资源充分发挥作用，用以解决农民在人才和技术方面的信息需求是优化资源配置，将图书馆资源利用率最大化的可行之路。随着我国农业信息化建设的深入，高校图书馆与农业信息化相结合将具有更为广阔的空间，高校图书馆的资源信息优势会发挥出巨大的能量。近年来，随着我国农村经济飞速发展和农民信息意识的觉醒，新农村建设步伐的逐渐加快，我国农业信息化正在逐步形成新的格局。为解决农业信息需求的复杂化，政府加大对农业发展的主导作用；在服务上，呈现出多渠道、多手段、多模式的发展态势，整合社会力量，大力推进农业信息化进程。

二、高校图书馆独特的资源优势

（一）先进的技术和设备

随着信息时代的不断发展与深化，计算机与网络技术的普及，政府对于高等教育事业的投入的加大。高校图书馆的技术和设备同时得到大力的提升，各种设施日益完善，学校师生以及社会服务的能力进一步提升。高校图书馆服务当地农业，农户可以利用这些先进的技术和设备，查询相关的农业生产文献，并将文献转化为现实的生产力，提升农业的科技含量和生产水平。

（二）大量的馆藏资源信息

高校图书馆收藏了丰富的中外农业图书和相关的报刊杂志。这些书籍信息数量庞大、内容齐全、品种多样。随着信息技术快速发展，高校图书馆所拥有的电子信息资源也日益丰富[4]。高校图书馆可以根据自身的优势，采用多样化的信息咨询形式，将这些丰富的知识向农村推广，对于增加农民收入、提高生产效率、提高农民文化水平、促进社会主义新农村建设，都会起到良好的推动作用。高校图书馆丰富的馆藏资源必将受到农村的欢迎，为农民所接受。

（三）专业的馆员教师队伍

根据有关资料统计，高校图书馆工作教师78﹪以上具有本科学历，30﹪以上具有硕士学历，60﹪具有图书馆相关专业的人员[5]人力资源优势明显，整支队伍综合素质较高。高校图书馆服务农业信息化建设必须依靠先进的计算机技术、发达的网络资源、精确的检索技术需要一大批高素质、高水平的复合型专业化人才，而图书馆馆员队伍能够胜任农业信息化的需求。另外，高校图书馆历来非常重视馆员素质的培养与教育，通过培养和培训，使得图书馆员在文献信息的收集、加工、推广方面拥有方法上的优势。在高校图书馆工作的计算机专家和网络工程师人数也非常巨大，使图书馆在网络信息服务上有着人才保障。

（四）国家政策的扶持

1996年我国开始进行高校数字图书馆建设，1998年中国数字图书馆进入实质性操作阶段，到2001年中国的数字图书馆研究、建设已经初具规模，总投资已超过1.9亿元。具有代表性的是北京大学、清华大学和上海交通大学的图书馆。近年来，随着信息技术的发展，数字图书馆不仅在高校中快速建设，也逐渐走进寻常百姓的生活。随着国家和各级政府加大对高校数字图书馆建设的投入力度加大，高校数字图书馆的建设为社会数字图书馆发展提供了经验和借鉴，特别是对社会农业数字图书馆建设可以提供人力和技术上的支持。

三、高校图书馆服务农业信息化建设的建议

（一）农业信息化服务是高校图书馆教育目的和作用的进一步延伸

高校图书馆作为文化的重要组成部分，它所收藏的资源信息，不仅仅为满足广大在校师生的文化需要，更应该将其职能扩展到农村文化建设中去。《普通高校图书馆规程》第一条明确提出高校图书馆“是学校信息化和社会信息化的重要基地”[6]，所以高校图书馆就应充分利用自身资源的优势，将服务延伸到农业信息化建设中。

1.建立高校图书馆与“科技图书下乡”的资源共享为解决广大农民群众读书难的问题，2007年3月，新闻出版总署会同其他相关部门开始在全国范围内实施“农家书屋”工程。在高校图书馆与农家书屋之间建立合作关系，定期将科技含量高、时效性强的科技图书资料等及时传递给农户。同时可以利用网络传输、信息检索等方式，将先进的农业生产管理技术以及当前某一类农作物虫害预防措施等信息，在第一时间里被农户所掌握，使他们在家中就可以找到解决疑难问题的方法，提高生产效率增加收入。

2.通过在校学生的培养来传递农业信息知识在校学生一部分来自农村，他们熟知不同的区域、不同的农作物种类，农户需要什么科普知识，他们作为知识的启蒙者，承载着农业科技信息的传播的重要作用。学校图书馆可以面向学生开设农业科技信息服务的专题讲座或专门书库区域，学生可以利用暑期的社会实践活动，将所学的知识及新技术、新成果带到农村，同时将农村急需的信息反馈回来，可以使学校及图书馆做到有的放矢的服务[7]。

（二）整合信息资源，准确为农户提供信息

随着国家经济的飞速发展，信息的准确性一定程度上对农业的生产起到关键性的作用。高校图书馆作为获取农业信息途径之一，必须根据不同区域的土壤、气候等状况，针对农户所需求的信息进行归纳总结，并进行详细分类，准确地为农户提供所需信息。

（三）利用优秀的教师队伍，针对农户缺乏的问题开设专题讲座

高校拥有各个不同专业的教师，他们深入研究其领域内的实际问题，深耕自己专精的学科，有着丰厚的实践经验。高校图书馆可以组织这些优秀教师定期步入农村开设专题讲座，为农户解决他们现实中存在的问题，同时又使这些老师自身积累更多的经验，为其以后的研究课题提供重要数据[8]。

（四）提升高校图书馆咨询教师的整体素质

数字图书馆已经随着时代的发展进入高校，而在这种发达网络环境下成长的高校图书馆，它的结构模式、服务方式必须在传统的模式下进行转变。所以，这就要求高校图书馆的工作人员应该熟练地掌握计算机操作技能，灵活地运用信息检索技术。同时，不断提升自身的专业知识，提高理论与实践的研究能力，为农户所需的信息提供全方位、多层次、高水准的服务。

（五）利用发达的网络资源，建立专家咨询服务平台

高校图书馆可以利用其自身的网络信息资源，根据农户所需要的实际问题，采集重要的文献信息并加以专业化的组织和管理。同时在内部网站建立一个专家咨询服务平台，实现远程协助或者在线咨询服务。专家的解答与建议，是农户解决问题的重要方式，但是由于种种因素，专家不可能第一时间赶赴农户家中解决实际问题，通过咨询服务平台，专家可能通过远程协助等方式及时准确的解决存在的困难。

（六）培养农户信息咨询的意识，增强农户文化素质

目前，我国农村绝大多数的农户文化水平比较低，信息咨询意识较低，这就导致他们始终坚持自己以往的经验，从而放弃对先进网络资源的利用。所以，高校图书馆应该利用自身的优势，引导农民走先进文化的发展道路，培养他们具备过硬的文化素养。提高农民素质能够促进技术进步，而技术进步又能够进一步提高生产要素的生产率，促进经济增长，增加收入，实现经济可持续发展。

篇3

2农业机械管理水平的提高措施

2.1进行机械管理工作时要善于应用

先进的计算机技术。在21世纪的今天，我国的计算机互联网技术有了迅猛的进步。在很多行业中都开始应用计算机技术，且这一技术的应用也使工作效率得到了有效的提高。目前，我国的农业信息化水平还不够先进，特别是农业机械管理工作中，数据库管理工作还非常的不完善。因此，我们今后在进行农业机械管理工作时，一定要应用先进的信息系统，这对于农业产业整体水平的提高也有着非常积极的作用。

2.2提高农业机械管理工作的系统性

我国各地区的发展是非常不平衡的，这便使得各个区域的农业发展状况也有着很大的差异，而产生这一差异的原因就是因为我们对农业机械的经济投入、重视程度和农业设施的性能都是有着很大的区别的，现今的农业机械管理工作中，亟需建立一个系统化的信息系统，这样才能促进农机管理工作的长远稳定发展。在设立好农业机械管理系统之后，还需要对其进行积极的推广并不断完善，这样才能使农机管理的质量有大幅度的提高。

2.3促进农业机械管理的数字化发展

计算机网络的广泛应用，是农业机械管理数字化的保障。农业机械管理数字化主要是应用计算机网络，进行远程监控获得及时信息，可以建立1个大型农业机械数据库，通过软件进行查找农业机械使用水平，提高管理技能。在信息共享，资料查找中都可以利用数据库进行查找，比如，我们在网络内能够清楚的知道某农田的湿度、温度、水分以及土壤状况等，而这一目标完全能够借助农业机械管理的创新来实现。这一工作方式不仅能够大大提升工作效率，还可以弥补原有的农业机械管理系统中的不足。

2.4设立健全的农业机械管理创新和发展系统

农机管理机构时创新和发展我国农业机械管理的主要机构，也是促进我国农业生产现代化的主要机构，在农业发展过程中起着十分重要的带头作用。所以，在创新和发展农业机械管理工作时，我们一定要将农机管理机构放在极其重要的地位，这样有利于农业机械性能的发展进步，并且能够显著的提高农业的生产率。此外，我们还应注重农机管理工作者整体工作能力的提高，企业应经常安排农机管理工作者参加业务方面的培训，使他们的专业工作水平及管理水平都能得到大幅度的提高。农机管理人员是提高我国农业机械化水平的关键组成部分，必须使农机管理人员不断学习，提高自己的专业技能，学习一些农业机械的基本操作与维护保养知识，能够熟练使用农业机械管理的智能化系统，从而大大提高农业机械管理的整体效率。为促进农业机械管理创新工作的长远稳定发展，相关部门必须设立一套健全的农业机械管理法律法规，这样才能够使农机管理创新发展工作有据可依，使农业机构的各个部门配合的更加默契。此外，企业还应设立一整套科学的奖惩机制，这样有助于激发工作人员的工作积极性，使其在工作过程中能保持高度的责任感，提高农业生产的效率。而农业生产效率的提高又能有效的促进农业现代化进程的发展。

3大力促进农业机械管理工作创新进步的重要作用

现今时代是全球化的时代，经济、信息等各个方面都是在全球范围内流通的。而我国的农业要想取得进步，实现长远可持续发展，就必须顺应这一发展趋势。否则将会在农业发展进步的浪潮中被淘汰。西方的很多发达国家早已经实现了农业的自动化生产，尤其是美国的农场化生产经营模式，更是取得了巨大的成功，在工作效率以及农产品产量等方面都超出我国一大截。面对这样的国家化背景，我们必要认识到自身在各方面所存在的不足，必须加速开展农业机械的管理与创新工作，这样才能够为农业的发展进步提供硬件支持。

篇4

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A

随着农业产业规模的不断提高和土地集中化耕种的推行，越来越多的农产品在大棚中培育，传统的人工控制模式已不能满足现代精准农业的要求[1]。

物联网技术在农业中的应用是当今世界农业发展的新潮流[2]，引领现代农业发展，它既能提高农业精细化水平，又能节约资源、增产增效，确保农产品质量安全。

1 系统设计

1.1 系统目标

基于物联网的智慧农业大棚系统通过传感器实时采集室内温度和土壤温度、湿度、二氧化碳浓度、光照等环境参数，经由无线信号收发模块传输数据，根据用户需求，实现对大棚的远程智能控制[3]。

该系统还可推广到园林园艺、畜牧养殖等相关农业领域，为实现对环境进行自动控制、智能管理，对农业综合生态信息自动监测提供科学依据[4]。

1.2 系统架构

系统通过环境参数传感器和高清视频摄像头等组建了一个可以远程感知的数字大棚，采集的数据通过3G移动网络传输到控制中心进行数据关联、数据分析，实现智慧农业大棚一体化解决方案。

系统的总体架构分为传感信息采集、无线传输、远程控制和数据分析处理四部分[5]。

图1 系统总体架构图

传感信息采集系统：主要负责大棚内环境参数的采集与控制；采用高清网络摄像机，实时拍摄大棚内视频信息。

无线传输系统：将采集的环境参数和视频信息，通过3G移动网络传送到控制中心。

远程控制系统：通过控制设备和继电器电路可以自由操控各种农业生产设备。

数据分析处理系统：用户可随时随地通过电脑或移动终端进行数据查询与分析，为用户提供决策依据。

图2 系统组成图

2 系统功能特点

基于物联网的智慧农业大棚系统，内置先进的无线感应器，不用布线，可实时监测温室大棚中的温、湿度等信息，通过无线ZigBee技术，与相关设备连接，当室内温、湿度、光照等信息超过或低于系统设定范围时，可自动打开或关闭相关设备进行调控，营造作物适宜生长环境。

图3 系统管理示意图

主要系统功能特点如下：

（1）系统可实时、连续的采集各项环境参数，以数字、图形、图像等多种方式进行记录和显示。

（2）系统可对传感器采集的温湿度、光照等数据在后台实现自动处理，与设定阈值比对，并根据结果自动调节大棚内温湿度、光照控制设备，实现大棚的全自动化管理。

（3）系统可设定各监控点的报警阀值，当出现数据异常时自动发出报警信号。

（4）无线网关设备具备丰富的硬件接口，可以提供有线、无线等多种方式的通讯手段。

3 结语

相关资料表明，在智慧农业大棚中，每平方米一季可产番茄30kg-50kg，黄瓜40kg，相当于露地栽培产量10倍以上，其他各类作物在这种环境下的产量也将得到明显的提升。另外，由于温、光、水、肥、气等诸多因素综合直接协调到最佳状态，据计算，可有效节水、节肥和节药，使整体能耗降低15%—50%。

基于物联网的智慧农业大棚系统将互联网从桌面延伸到田野，让温室实时在线，从而实现农业大棚与数据世界的完美融合。

图4 产量比较图

图5 能耗比较图

参考文献

[1] 施连敏，陈志峰，盖之华.物联网在智慧农业中的应用[J].农机

化研究，2013（06）：250-253.

[2] 刘琪.物联网技术的研究现状及发展趋势的展望[J].科技风，

2013（04）：225.

[3] 刘明.国内外温室产业发展现状与研究进展[J].安徽农业科

学，2008，21（2）：26-28.

[4] 卢闯，等.物联网在设施农业中的应用研究[J].农业网络信息，

2011（09）：10-13.

[5] 郭阳雪，等.农业大棚温度远程实时监控系统设计[J].安徽农

业科学，2013（03）：1308-1310.

篇5

随着近年来反季节作物的大面积种植，北方设施大棚也出现大面积增加的趋势，日照温室内种植的大多是反季节作物，对生长环境的要求极为苛刻，尤其是对温湿度、光照度等的要求更为严格。传统温室通过控制温室的卷帘来控制室内的温度，通常白天卷起，夜晚放下，这样就花费了大量的人力和物力。由于不同的作物具有不同的生长周期，每个生长周期对环境的参数要求也各不相同，如果人工对环境的观察经验不足，就会使作物一直处于恶劣的环境中，影响作物的正常生长，导致作物减产。

一、国内外研究现状

国外对农业温室的开发比较早，上世纪30年代就已经初步成型，20世纪70年代以来，西方发达国家在设施农业上的投入和补贴较多，设施农业发展迅速。随着制造业和信息科学的发展，在温室硬件设施上已经达到了一个成熟的水平。我国温室经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段的发展，但由于地区生产状况，经济状况以及使用目的的不同，至今各阶段不同类型的温室依然并存，并且我国传统农业正在向高品质，高效率和高产的现代化农业转变，温室栽培技术反映了现代农业的发展水平和方向。温室栽培技术要依靠先进的科学技术，监测和控制温室环境的各种因素，为作物的生长提供最好的生长环境。北方温室大多以专用的塑料棚膜进行保温，通过对温室卷帘的控制进行温度调节。

二、系统设计原理

以单片机为控制核心，用C语言进行程序的编写和调试，通过DS18B20温度传感器对温室温度进行实时监测，用Lcd1602液晶显示屏显示室内温度，并通过MC33886芯片控制温室卷帘的运行，实现温室温度实时监测与自动调节。

三、系统硬件设计

1、单片机的选择与设计。单片机是整个控制模块的核心，负责整个控制器的信号接收、处理、运算、通讯以及输出控制等功能，控制器上时钟芯片、显示屏、按钮等其他分电路都和单片机相连接。系统设计采用的即是STC90C516AD单片机，该芯片系1个0.1μF瓷片容、1个5V电源输入接口、1000μF的电解电容组成，时钟电路由2个30pF的瓷片电容和1个11.0592MHz晶振组成，分别接入单片机XTAL1、XTAL2引脚。复位操作采用按键电平复位，由1个10kΩ电阻和1个10μF电容组成RC复位电路。电源、时钟电路和复位电路组成了单片机最小系统，可使单片机正常运行，另外LCD显示屏、通过I/O口连接温度传感器、MC33886电机控制模块、操作按钮等可实现本系统的设计功能。

2、温度传感器。DS18B20温度传感器具有体积较小、更加经济、灵活方便等特点，可以把温度信号直接转换成串行数字信号供单片机处理运行，是理想的模数转换器件，而且在读写DS18B20信息时仅需要一个单线接口，使用起来非常方便，其测温范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃时精度为±0.5℃，可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温，本设计选择DS18B20温度传感器作为温度信号的输入通道。

3、数据显示模块设计。显示屏是控制器人机交互的显示窗口，为了实时显示控制器的状态以及各种操作状态，控制器通常设计有显示模块。LCD1602是指显示的内容为16*2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字），即可以显示32个字符，可以调节屏幕的对比度，程序编写比12864显示屏简单，电路连接简单，可显示两行且成本低廉，本设计采用液晶显示屏Lcd1602即可满足本设计的功能需求。

四、系统主程序设计

系统的控制程序采用C语言编写，利用KeilUVision4进行编译生成Hex文件，再烧录到STC90C516AD单片机的EPROM内。控制程序的工作过程为：当系统接通电源后复位后，STC90C516AD单片机进入工作状态，首先完成各个端口及LCD1602显示屏的初始化；然后读取DS18B20温湿度传感器数据，处理后显示在LCD1602显示屏上；同时进行温度范围扫描，超过或低于设定范围后电机控制模块控制控制温室卷帘的运行。

结语：系统在国内外温室温度控制技术发展现状基础上，通过温室卷帘控制系统原理，系统硬件的选择与设计，系统主程序的设计实现温室温度自动监测和自动调温，可基本满足温室温度自动控制的需求。温室卷帘能在较短时间内控制温室温度，加速温室内作物的生长，使其早熟和提前上市，降低人工成本，提高经济效益有显著帮助。同时，温室智能设备的发展对提高农机化水平也具有重要意义。