本文首先闡述了智能傳感器的概念、特征和實(shí)現方法，從而引入了農業(yè)智能傳感器的應用和當前我國農業(yè)智能傳感器的挑戰與措施。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的普及以及科學(xué)水平的提高，智慧農業(yè)開(kāi)始崛起，全國各地也開(kāi)始大力發(fā)展智慧農業(yè)，智慧農業(yè)依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)了農業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化、智能化、便利化的發(fā)展。農業(yè)智能傳感器由此被逐漸重視，開(kāi)始在農業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。

一、

農業(yè)智能傳感器的構成

作為信息化時(shí)代感知層的關(guān)鍵技術(shù)，智能傳感器在農業(yè)領(lǐng)域的應用范圍十分廣闊。農業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復雜，多目標監測需求下，通常需要多個(gè)傳感器單元，高度智能化下控制單元具備對傳感器數據進(jìn)行數字轉換、數據處理、數據存儲等功能，通信單元作為農業(yè)智能傳感器與外界通信的接口，負責與外部網(wǎng)絡(luò )的信息交互。在智慧農業(yè)背景下，配套的智能算法更是實(shí)現農業(yè)傳感器智能化的關(guān)鍵。

農業(yè)生產(chǎn)具有多樣性，應用于農業(yè)領(lǐng)域的智能傳感器逐漸發(fā)展形成一個(gè)種類(lèi)繁多的技術(shù)領(lǐng)域。根據農業(yè)智能傳感器檢測對象的不同，大致分為：

1.生命信息智能傳感器技術(shù)

2.環(huán)境信息智能傳感器技術(shù)

3.食品品質(zhì)與安全智能傳感技術(shù)

生命信息智能傳感技術(shù)是指對動(dòng)植物生長(cháng)過(guò)程中的生長(cháng)信息和生理信息進(jìn)行感知的智能傳感技術(shù)。植物生長(cháng)信息和生理信息的檢測傳感器主要包括植物莖稈直徑、植物徑流、植物葉片葉綠素含量、植物葉片厚度、植物歸一化植被指數等智能傳感器。動(dòng)物生命信息的檢測傳感器主要包括動(dòng)物行為、呼吸、脈象、體溫等智能傳感器。

環(huán)境信息智能傳感器技術(shù)是指對動(dòng)植物生存所需的環(huán)境要素進(jìn)行監測的智能傳感技術(shù)。環(huán)境信息智能傳感器主要包括土壤類(lèi)、氣象類(lèi)、水體類(lèi)、畜禽類(lèi)等智能傳感器。

土壤類(lèi)智能傳感器應用于土壤溫濕度、電導率、酸堿度、氮磷鉀養分、農藥含量等監測。

氣象類(lèi)智能傳感器應用于環(huán)境溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、氨氣濃度、光照度等監測。

水體類(lèi)智能傳感器應用于水產(chǎn)養殖水體溫度、酸堿度、溶解氧、電導率、濁度等監測。低成本、小型化、高精度、多參數、壽命長(cháng)以及集成感知的環(huán)境信息

智能傳感器是目前環(huán)境信息智能傳感技術(shù)的研究重點(diǎn)。畜禽類(lèi)智能傳感器應用于畜禽養殖環(huán)境中溫度、濕度、氨氣、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫、光照等環(huán)境參數的監測與調控。

農產(chǎn)品品質(zhì)與安全智能傳感技術(shù)是指對新鮮果蔬、果汁、食品、農副產(chǎn)品等品質(zhì)與安全監測的智能傳感技術(shù)，主要包括嗅覺(jué)、味覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等智能傳感技術(shù)。嗅覺(jué)智能傳感技術(shù)應用于新鮮果蔬品質(zhì)的成熟度、新鮮度、腐敗度等無(wú)損檢測。味覺(jué)智能傳感技術(shù)應用于果蔬汁制品味道、成分、添加劑等監測。視覺(jué)智能傳感技術(shù)應用于農產(chǎn)品分級、外部品質(zhì)、受損情況等監測。聽(tīng)覺(jué)智能傳感技術(shù)應用于果蔬內部品質(zhì)缺陷、水果硬度等監測。

二、

生命信息智能傳感器

1.

植物生理信息智能傳感器

植物的含水率、葉綠素、植物徑流、植物葉片厚度、植物莖稈直徑等代表植物生長(cháng)和生理信息，其檢測/監測有助于獲取植物的生長(cháng)和生理狀態(tài)，對植物的生長(cháng)進(jìn)行評價(jià)，為農業(yè)生產(chǎn)管理提供科學(xué)依據和指導建議。

目前對植物生長(cháng)和生理信息采集主要采用的是基于光學(xué)的智能傳感器技術(shù)。中國有研究人員采用光學(xué)傳感器配合STC12C5A60S2單片機，研發(fā)出植物葉片葉綠素含量檢測儀，具有便攜、無(wú)損測量、可視化、測量誤差小的優(yōu)點(diǎn)，測量響應時(shí)間小于2s。有學(xué)者以近紅外光譜分析技術(shù)為基礎，采用AT89C52作為控制核心，使用TCL7135實(shí)現模數轉換功能，設計出便攜式的玉米葉片含水率檢測儀，測量誤差小于0.2%，裝置體積小、測量精度高和穩定性好。

浙江大學(xué)智能生物產(chǎn)業(yè)裝備創(chuàng )新團隊采用自主研制可穿戴的柔性植物徑流傳感器，結合無(wú)線(xiàn)通信模塊，實(shí)現對植物徑流的無(wú)損在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測。智能傳感器技術(shù)更是實(shí)現無(wú)土栽培監控系統的關(guān)鍵，溫、濕度、光強、PH值、營(yíng)養液濃度、二氧化碳傳感器等集成，加載無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)路和智能算法便可實(shí)現，便于使研究者獲取無(wú)土栽培關(guān)鍵參數。

2.

動(dòng)物生命信息智能傳感器

對動(dòng)物的體溫、行為、呼吸、血壓等動(dòng)物生長(cháng)和生理信息的監測，有助于對動(dòng)物生長(cháng)發(fā)育狀態(tài)做出客觀(guān)評價(jià)，尤其是識別動(dòng)物的特殊狀態(tài)（如患病癥狀），可及時(shí)采取有效應對措施來(lái)降低損失?，F代智能傳感器具有高效率和低成本的優(yōu)勢，相較于傳統的人工觀(guān)察，對現代大規模養殖工廠(chǎng)更具有應用價(jià)值。

加拿大Shayan Sharif等智慧畜禽管理的關(guān)鍵在于智能傳感器、農場(chǎng)管理自動(dòng)化進(jìn)程和數據驅動(dòng)的決策平臺，其中，智能傳感器實(shí)時(shí)收集多目標畜禽操作參數，也是智慧畜禽管理的核心環(huán)節,智慧畜禽管理系統的使用有助于有效預防畜禽疾病，同時(shí)為消費者提供透明的肉類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程。

山東農業(yè)大學(xué)研究人員利用微控制器、無(wú)線(xiàn)通信模塊和振動(dòng)、姿態(tài)、溫度傳感器設計出一套監測奶牛發(fā)情行為的智能傳感器，用來(lái)監測奶牛行走步數、靜臥時(shí)間、行走時(shí)間和體表溫度，建立上述四個(gè)參數與奶牛發(fā)情概率的學(xué)習向量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，可以準確快速的判斷出奶牛是否處于發(fā)情狀態(tài)和預測奶牛發(fā)情日期。

南京農業(yè)大學(xué)采用紅外線(xiàn)、水流量、射頻識別傳感器，STM32微控制器和ZigBee無(wú)線(xiàn)通信模塊設計出監測母豬飲水行為的智能傳感器及管理信息系統，實(shí)現群養母豬飲水頻率監測準確率100%，還具有實(shí)時(shí)遠程監測功能。浦雪峰等人采用圖像傳感器、三星S3C2410、通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)無(wú)線(xiàn)通信模塊設計出監控群養豬行為的智能傳感器，實(shí)現疑似患病病豬的自動(dòng)識別。

三、

環(huán)境信息智能傳感器

01

3.2.1 水體環(huán)境類(lèi)智能傳感器

監測溶解氧、溫度、酸堿度、鹽度、電導率、氨氮等水體環(huán)境重要因子，有利于對水產(chǎn)養殖提供科學(xué)指導和提升水產(chǎn)養殖的水質(zhì)，從而降低水產(chǎn)養殖成本、提高水產(chǎn)養殖產(chǎn)量，增加水產(chǎn)養殖經(jīng)濟效益。水產(chǎn)養殖智能化是農業(yè)數字經(jīng)濟的重要一環(huán)。

大連海洋大學(xué)研究人員采用溫度、酸堿度、溶解氧、電導率以及濁度傳感器、STM32C8T6微控制器、ZigBee和ESP8266無(wú)線(xiàn)通信模塊構建低功耗的水質(zhì)監測智能傳感器，并建立水產(chǎn)養殖水質(zhì)在線(xiàn)監測系統，提高了養殖效率同時(shí)節約了人力，促使科學(xué)水產(chǎn)養殖進(jìn)一步智能化。

上海海洋大學(xué)研究人員集合水體鹽度、酸堿度、氨氮、溫度和溶解氧傳感器，MSP430F149單片機和LoRa無(wú)線(xiàn)通信模塊，研發(fā)出一款可視化水產(chǎn)養殖水質(zhì)智能傳感器，其所測水體溶解氧含量絕對誤差小于0.12mg/L,溫度絕對誤差小于0.05℃，PH值絕對誤差小于0.017，鹽度絕對誤差小于0.001%。

2.

土壤環(huán)境類(lèi)智能傳感器

農田土壤環(huán)境數據采集和研究是農業(yè)領(lǐng)域重點(diǎn)研究方向?？咳斯さ膫鹘y農田土壤數據采集方法耗時(shí)耗力，大規模種植的現代化農場(chǎng)，更需要發(fā)展多功能的土壤環(huán)境數據的智能傳感器，可有助于提高農作物產(chǎn)量、改善土壤品質(zhì)、防控農業(yè)面源污染具有重要的研究意義，同時(shí)也可助力于建設高標準農田。

南京信息工程大學(xué)研究人員采用溫濕度、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)位置傳感器、STM32F103ZET6微控制器和華為MG323 GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊，實(shí)時(shí)采集土壤的位置信息和溫濕度信息，通過(guò)GPRS將采集的土壤信息傳送到上位機中解析，并在MySQL數據庫中存儲。

華中農業(yè)大學(xué)的研究人員采用土壤水分、霍爾、超聲波傳感器，STM32微控制器，SIM900A GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊，研發(fā)出移動(dòng)式智能傳感器，采用自走式循環(huán)輪檢對西瓜土壤信息進(jìn)行檢測，提高了土壤信息采集效率。而西安科技大學(xué)學(xué)者則采用溫、濕度和PH值傳感器，土壤養分速測儀，Android和STM32F103微控制器，LoRa和ZigBee無(wú)線(xiàn)通信模塊，針對耕地面積大小采用不同智能傳感器對土壤參數進(jìn)行測量，分析測量結果后配置土壤營(yíng)養配方，實(shí)現對耕地土壤科學(xué)施肥和精準施肥。

3.

畜禽環(huán)境類(lèi)智能傳感器

對養殖環(huán)境中溫度、濕度、氨氣、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫、光照等環(huán)境參數的監測與調控，有助于為畜禽提供適宜的生產(chǎn)環(huán)境，保證畜禽安全、畜牧環(huán)保和畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全等問(wèn)題，是現代規?；笄蒺B殖的重要技術(shù)支撐。同時(shí)，畜禽生長(cháng)過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷、甲醇和二氧化碳等，對生態(tài)環(huán)境也具有一定威脅。

各種家禽生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)監測系統對于精準畜牧師非常有價(jià)值的，低成本、輕重量、模塊化和可移植性好的傳感器研究意義重大。河北農業(yè)大學(xué)研究人員等采用模塊化方法構建了畜禽養殖遠程監測系統，采用了SHT30溫濕度傳感器（瑞士Sensirion）、MH-Z19B型二氧化碳傳感器（鄭州煒盛）、電化學(xué)氨氣和硫化氫傳感器（日本Nemoto）、以及激光SDS011PM2.5/PM10激光傳感器來(lái)獲取畜禽環(huán)境，并選用了STM32L0微控制器、LoRa通信模塊（AI-thinker Ra-02射頻模塊和SX127通信模塊）、GPRS模塊等共同構建實(shí)現，最終實(shí)現對雞舍環(huán)境的實(shí)時(shí)遠程監測，有助于為雞舍生產(chǎn)管理提供技術(shù)支撐。

重慶師范團隊則選擇STC89C單片機、溫度傳感器（美國SALLAS）、MQ-2煙霧傳感器（鄭州煒盛）和ADC0809轉換器來(lái)獲取畜禽環(huán)境的溫度和煙霧濃度，當溫度和煙霧濃度參數超出預設范圍，系統將自動(dòng)識別并報警。也有學(xué)者以STM32F103為主控制器，配置了MQ135空氣污染傳感器（鄭州煒盛）監測二氧化硫和氨氣、以及濕度傳感器DHT11（廣州奧松）和溫度傳感器DS18B20（美國SALLAS）來(lái)實(shí)時(shí)監測牛舍環(huán)境情況，同時(shí)還研發(fā)了空氣提純盒（氣泵、壓縮機、加熱板和風(fēng)扇）來(lái)調控牛舍環(huán)境來(lái)保證牛的健康生長(cháng)、繁殖和育肥。

4.

氣象環(huán)境類(lèi)智能傳感器

對二氧化碳濃度、氧氣濃度、氨氣濃度、光照、溫度、濕度等氣象環(huán)境信息的監測，有助于調控改善農作物和動(dòng)物生長(cháng)環(huán)境，而氨氣、二氧化碳、氧化亞氮、甲烷等農業(yè)污染氣體的監測，有助于促進(jìn)農業(yè)生態(tài)可持續發(fā)展。設施農業(yè)更需要實(shí)時(shí)監測溫室大棚內氣象環(huán)境信息，來(lái)維持最適宜農作物生長(cháng)的環(huán)境。

例如吉林大學(xué)研究人員采用S300紅外二氧化碳、光照度和溫、濕度傳感器，STM32F103R微控制器，NR24L0無(wú)線(xiàn)通信模塊，研發(fā)出溫室環(huán)境信息智能傳感器，智能傳感器將數據上傳至基于 LabVIEW設計的上位機終端，即可實(shí)時(shí)監測溫室大棚內的環(huán)境信息。

西南石油大學(xué)研究人員采用土壤溫濕度、光照、土壤電導率、PH值和空氣溫室度傳感器，EFM32G222F128微控制器和LoRa無(wú)線(xiàn)通信模塊，也設計出監測農田環(huán)境信息的智能傳感器。也有學(xué)者采用酸堿度、電化學(xué)傳感器、光照度、濕度、二氧化碳、水位、定時(shí)器傳感器，Arduino微控制器及WRTnode無(wú)線(xiàn)通信模塊，研發(fā)出監測氣霧栽培環(huán)境信息的智能傳感器，減少了氣霧栽培中人工監視和控制過(guò)程的復雜度，提高了氣霧栽培的可靠性和可用性，為植物學(xué)家提供植物生長(cháng)與營(yíng)養參數和生長(cháng)環(huán)境相關(guān)聯(lián)的信息。

四、

農產(chǎn)品品質(zhì)與安全監測智能傳感器

農產(chǎn)品品質(zhì)檢測對產(chǎn)品分級、溯源和維護食品安全有重要意義。模擬人類(lèi)感官的電子鼻、電子舌、光譜、聲波等技術(shù)可有效檢測農產(chǎn)品品質(zhì)和安全，尤其在食品安全愈發(fā)重視的當下，相比于以上傳統農業(yè)智能傳感器，這類(lèi)新興智能傳感器技術(shù)發(fā)展潛力巨大。

有研究人員使用PEN3電子鼻（Airsense，德國）和SA402B電子舌傳感器（Insent，日本），對191株不同乳酸乳球菌制備的發(fā)酵乳進(jìn)行感官研究，分析不同產(chǎn)酸和蛋白水解程度的菌株對發(fā)酵乳風(fēng)味品質(zhì)的影響，為開(kāi)發(fā)不同風(fēng)味的發(fā)酵乳提供了新方向。華中科技大學(xué)學(xué)者采用FOX4000電子鼻（AlphaMOS，法國）采集不同品種和產(chǎn)地雞蛋揮發(fā)性物質(zhì)響應數據，并建立鑒別模型來(lái)實(shí)現雞蛋產(chǎn)地和品種判別，準確率分別達98.36%和97.65%；而采用USB2000+光纖光譜儀傳感器采集數據所鑒別的產(chǎn)地和品種預測準確率97%和97.78%，這表明低成本的電子鼻產(chǎn)品相比于傳統昂貴大體積光譜設備，具有更好的檢測效果。

通過(guò)以上不同應用場(chǎng)景中的農業(yè)智能傳感器，相比于傳統檢測技術(shù)，具有節約人力、降低成本和提高效率等優(yōu)勢，部分傳感器還具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測的性能，這為數字農業(yè)的大數據分析提供了基礎數據。農業(yè)智能傳感器也成為目前智慧農業(yè)感知層技術(shù)研究的熱門(mén)方向。

五、

中國農業(yè)智能傳感器技術(shù)問(wèn)題與措施

我國智慧農業(yè)發(fā)展起步晚于西方農業(yè)發(fā)達國家，中國農業(yè)智能傳感器技術(shù)在農業(yè)專(zhuān)用芯片、硬件集成度、傳感器算法、制造成本、技術(shù)生態(tài)、數據通信安全、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )功耗、應用推廣、高端農業(yè)傳感器、技術(shù)創(chuàng )新、使用壽命、抗干擾等多個(gè)方面存在問(wèn)題。具體如下：

1.

核心微控制器方面

農業(yè)智能傳感器中，核心微控制器負責傳感器信號轉換、數據處理及存儲。近兩年受?chē)獍l(fā)達國家對中國高端科技的封鎖與新冠疫情的影響，芯片價(jià)格暴漲。以國外ST公司STM32F103RCT6微控制器為例，2021年6月相比于2020年1月價(jià)格增幅達479%。微控制器價(jià)格巨幅上漲，不僅增加農業(yè)智能傳感器生產(chǎn)成本，同時(shí)還間接增大了農業(yè)生產(chǎn)成本，對于中國農業(yè)信息安全也是隱患。

國產(chǎn)芯片研發(fā)起步較晚，目前國產(chǎn)芯片企業(yè)聚焦于消費、桌面級、手機終端、汽車(chē)等領(lǐng)域，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)研發(fā)“農業(yè)芯”的芯片企業(yè)。農業(yè)智能傳感器一般需要集成多種類(lèi)型傳感器，這就要求“農業(yè)芯”具有較多的通信資源和計算資源，從而滿(mǎn)足終端農業(yè)大數據處理需求。

措施

積極推動(dòng)研發(fā)“農業(yè)芯”

鼓勵具有高端核心農業(yè)芯片制造技術(shù)知識產(chǎn)權的高科技企業(yè)和半導體芯片企業(yè)，面向市場(chǎng)需求結合自身技術(shù)積累，積極自主研發(fā)低成本、高可靠性、高穩定性的農業(yè)芯片；引導農業(yè)科技人員使用國產(chǎn)芯片，并輔以適當獎勵和支持；鼓勵高校、研究所和企業(yè)的IT從業(yè)人員研發(fā)“農業(yè)芯”的軟件、算法、驅動(dòng)程序等配套技術(shù)，促進(jìn)形成良好技術(shù)生態(tài)環(huán)境；完善農業(yè)芯片科研成果轉化機制，從而減少對國外產(chǎn)品的依賴(lài)。

2.

農業(yè)傳感器方面

目前，我國使用的中、高質(zhì)量傳感元器件幾乎100%進(jìn)口國外產(chǎn)品，90%傳感器芯片來(lái)自于國外品牌。國產(chǎn)傳感器企業(yè)以仿制或組裝國外同類(lèi)產(chǎn)品居多、自主研發(fā)創(chuàng )新少，導致核心技術(shù)積累不足，落后于發(fā)達國家。

小型國產(chǎn)傳感器企業(yè)難以投入如此大的時(shí)間、人力成本來(lái)研發(fā)。國內高端傳感器生產(chǎn)制造設備主要靠進(jìn)口，不具有高端核心制造技術(shù)的知識產(chǎn)權。中低端國產(chǎn)傳感器器件在使用壽命、可靠性、性能指標上遠低于國外成熟產(chǎn)品。

措施

研發(fā)高性能農業(yè)傳感器

促進(jìn)農學(xué)、納米材料、微電子、通信等學(xué)科的交叉融合，加強農業(yè)傳感器的研發(fā)力量。在高性能傳感器研發(fā)上，推動(dòng)基于MEMs工藝的高集成度農業(yè)智能傳感器的自主研發(fā)，降低價(jià)格成本的同時(shí)推動(dòng)農業(yè)智能傳感器的大范圍推廣應用，形成從研發(fā)到生產(chǎn)的完善產(chǎn)業(yè)鏈。加快應用于農產(chǎn)品品質(zhì)監測的新型高端傳感器技術(shù)研發(fā)，為食品安全助力護航。

3.

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)方面

利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行數據傳輸，實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控、大數據分析、存儲和共享功能，是智能傳感器的特點(diǎn)之一。面對農業(yè)復雜環(huán)境和農業(yè)生產(chǎn)管理監測需求，單一農業(yè)智能傳感器需借助無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )才能凸顯其優(yōu)越性。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )受限于無(wú)線(xiàn)信道的物理特性，高山、樹(shù)木、建筑物、障礙物等地形地勢以及自然界風(fēng)雨雷電均對其產(chǎn)生影響。

同時(shí)，受傳感器能耗影響和無(wú)線(xiàn)通信距離要求限制，傳輸數據有限。目前，尚沒(méi)有針對農業(yè)領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議標準，不同的農業(yè)智能傳感器由于通信問(wèn)題可能無(wú)法實(shí)現在同一無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )下共同工作，傳感節點(diǎn)的自組織能力不足，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的通用性待提高。此外，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )相比有線(xiàn)傳輸更容易被監聽(tīng)、入侵、破壞，安全性、抗干擾能力較差。面對農業(yè)大規模應用及無(wú)人值守工作條件，傳感節點(diǎn)的通信維護是個(gè)難題。

措施

構建農業(yè)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )

加快偏遠地區5G基站等通信基礎設施建設，盡早完成全國各地區通信網(wǎng)絡(luò )全覆蓋。鼓勵企業(yè)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )操作系統，開(kāi)發(fā)具有低成本、低功耗、高精度優(yōu)勢的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )時(shí)間同步算法。自主研發(fā)構建具有低能耗、低成本、通用性、信息安全，實(shí)時(shí)性、智能性等功能的農業(yè)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )。

建立統一的農業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議標準，使不同農業(yè)智能傳感器具備在同一無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )下共同工作的能力。積極探索區塊鏈技術(shù)在農業(yè)通信安全領(lǐng)域的大規模運用。針對信息安全問(wèn)題出臺相應政策維護國家農業(yè)信息安全，完善農業(yè)信息安全相關(guān)法律。

4.

傳感器數據處理和應用方面

農業(yè)智能傳感器一般需要實(shí)現多對象檢測，還包括農業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境因子監測。農業(yè)溫濕度環(huán)境復雜多變，引發(fā)傳感器采集數據誤差和精度低，往往導致傳感器測得的數據不可用。數據處理受限于農業(yè)智能傳感器節點(diǎn)功耗和芯片資源限制，所采用的多傳感器融合算法較簡(jiǎn)單，對數據精度的提高范圍有限。

針對大規模、多組分農業(yè)智能傳感器節點(diǎn)的海量數據處理算法，目前發(fā)展還不成熟。同時(shí)，農業(yè)數據的共享和交易服務(wù)相比于國外發(fā)達國家缺失，實(shí)現農業(yè)大數據的最大化利用。

措施

開(kāi)發(fā)高精度傳感器智能算法

基于不同應用情境，傳感器算法的實(shí)現可采取兩種應用形式：一是內嵌于農業(yè)智能傳感器微控制器中的數據處理算法，近處理該農業(yè)智能傳感器所采集的數據。二是布置在后臺服務(wù)器的傳感器算法，該算法可處理智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中多農業(yè)智能傳感器節點(diǎn)上傳的大量數據。

因此，研發(fā)高性能傳感器數據算法也有兩種途徑：

1.研發(fā)針對單一傳感器節點(diǎn)的資源需求少、能耗低的多數據融合高精度處理算法。

2.探索人工智能算法、區塊鏈技術(shù)、大數據技術(shù)、機器學(xué)習技術(shù)在海量農業(yè)智能傳感器數據處理領(lǐng)域的運用。

來(lái)源：知網(wǎng)《中國農業(yè)智能傳感器的應用、問(wèn)題與發(fā)展》信息綜合

總結

展望

面向智慧農業(yè)及農業(yè)大數據對農業(yè)智能傳感器的緊迫需求，這文章在智能傳感器定義、特征及實(shí)現形式的基礎上分析了中國農業(yè)智能傳感器的發(fā)展和應用，分別從植物、動(dòng)物、環(huán)境、水體、食品品質(zhì)等不同方面對農業(yè)智能傳感器的實(shí)現方式和效果進(jìn)行了介紹。

分析發(fā)現，我國目前農業(yè)智能傳感器多采用模塊化（非集成化）方式實(shí)現，集成化程度偏低，尚不具備智能傳感器的四自特征和低成本高性能，進(jìn)口產(chǎn)品依賴(lài)嚴重，最后，分別從芯片、傳感器、無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )和智能算法方面對我國農業(yè)智能傳感器的發(fā)展提出了問(wèn)題和措施。

未來(lái)，在推動(dòng)鄉村振興與農業(yè)現代化的進(jìn)程中，以農業(yè)智能傳感器及相關(guān)技術(shù)為支撐，一是有助于實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)的低成本快速檢測和連續監測，提高農業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)反饋能力；二是有助于農業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境的監測與管控，從源頭上助力農業(yè)面源污染治理，減少農業(yè)生產(chǎn)中的污染排放；三是有助于農民增收，在智慧農業(yè)的發(fā)展與推動(dòng)下，農業(yè)智能傳感器技術(shù)有利于農業(yè)生產(chǎn)效率提升，助力實(shí)現農業(yè)增效農民增收。因此，在智慧農業(yè)快速發(fā)展的當下，農業(yè)智能傳感器的中國智造之舉至關(guān)重要。

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