农业信息采集技术分析

龙源期刊网农业信息采集技术分析作者：孙荣来源：《南方农业·下旬》2018年第01期摘要我国自古就非常注重第一产业的发展，在农业上也取得了世界瞩目的成就。目前，随着信息技术在农业中的应用，我国农业迎来了发展的春天。农业信息技术通过田间微小的变化即可了解病虫害、产量等情况，同时该技术也能够感知天气的变化，所以农民可以借助农业信息采集技术更加合理地安排施肥浇水的时间来保障丰收。基于此，通过描述现阶段农业信息采集技术在田间的应用情况，给出实施该技术的具体措施，为农业生产提供最权威的科学依据。关键词精细农业；农业信息；采集技术中图分类号：F323.3文献标志码：BDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.03.072我国早期的农业信息一般都是靠经验丰富的农民得来的，他们能够根据季节和时令的变化来判断播种施肥浇水的时间。但由于农业生产覆盖面积大、信息涉及广等因素，只依靠人工来采集数据已远远达不到现代农业的要求，于是就有专家提议把信息采集技术运用到农业生产上来，农业信息采集技术应运而生。农业信息采集技术涉及的面非常广泛，包括天气变化、土壤湿度、土壤密度、害虫激素等信息。这些信息的采集都可依靠专业的电子传感器技术来实现，这些传感器都是搭载在不同系统上面，如多普勒天气雷达预测天气，专业的湿度传感器测定湿度，全球定位系统来判断害虫可能出现的位置，最后信息综合处理系统对这些信息进行综合分析，指导农业田间作业[1]。1农业信息采集系统的工作原理信息采集系统由传感器、信号放大器件、信号综合处理器、输出显示几部分组成，农业信息首先被各种高精度的传感器采集，然后由放大系统对这些数据进行放大和模数转化，紧接着进入综合处理系统，最后得到处理结果并将其显示出来，最后就可以根据这些信息指导农业田间作业。经过试验，这种方式得到的粮食产量是传统农业作业方式的1.5倍。2国内外农业信息采集技术研究现状2.1农业信息采集系统研究现状农业信息采集运用的最多的是以STM32为处理器，借助上位机和计算机技术，直接将采集到的数据在计算机上显示出来，而其他一些系统的核心则是采用ARM系列嵌入式可编程处理器[2]。同时，还有人们所熟悉的二、三维软件，如CAD和Solidworks来进行模拟仿真开发。这些技术都是当前最先进的，处理效果也是同类产品中效果最好。龙源期刊网以蔬菜大棚为例，首先根据测量的数据用二、三维软件将整个大棚建立在计算机平台上，然后选择若干个点作为采样点，通过模拟大棚内温度、湿度等参数的变化，用单片机技术收集并处理这些参数的变化情况，通过虚拟技术观测蔬菜体型、颜色的变化，最后得出适应蔬菜生长的最好条件，这样不仅可以节约资源，也能够减少预算。2.2精细农业中农业信息采集方法及技术快速精确地采集农业信息是发展精细农业迫切需要解决的基础问题。在精细农业研究中，目前优先需要考虑的是作物分布信息、土壤压实、土壤水分、土壤养分、作物病虫草害和耕作层深度等，要求精确、快速、连续地测量。所以要采用生产成本较低的传感器，建设先进的农田控制系统来增加产量或者提高品质。这些农业信息采集传感器需要的参数有以下特点：1）作物产量（或品质）对该参数比较敏感；2）收集参数成本低；该参数或对应的农田条件易于控制；3）对应的农田控制措施顺应时代的要求。2.2.1土壤湿度过去土壤湿度的测量主要是依靠农民的经验，或者用简单的湿度计测量，但这只能测量小样本，而且也不能很好地反映总体样本的情况，所以在测量时应充分顺应时代的要求。当代测量土壤湿度的方法有两种：1）利用多功能传感器测量不同位置的土壤水分，2）采用电阻式传感器直接测量。这两种方法目前还在进一步研究，一旦投入使用，将会发挥重要作用[3]。2.2.2土壤电导率土壤中富含许多有机化学离子，不同的植物对离子浓度的要求也不同。这就需要用传感器采集检测土壤离子浓度信息，目前使用最多是利用测量土壤电导率来分析离子含量的测量方法。这种方法简单易行，不用将土壤样品送入专门的检测机构。适合小地块，单一作物使用。2.2.3土壤养分土壤养分检测是整个土壤测量中最难测量的，因为土壤含有的养分参数各式各样，有些营养物质含量信息非常微弱，需要借助电子放大器件进行处理。我国最新研制出一种光谱测量仪可以直接检测土壤营养物质，通过光谱反射光强度，就可以直接读取各个营养物质的浓度，简单易行，便于操作。2.2.4生长状态和产量对于农作物生长状态和产量的检测，可以借助图像处理技术直接分析。当前农业信息采集方面运用的图像技术大多都是基于神经网络原理来分析采集的数据，这个技术的工作原理是先借助传感器对农作物的形态拍照，然后通过神经网络算法将这些照片转化为数字信息，传输到计算机进行加工处理，还原为照片模式，通过人工识别判断农作物的生长情况，同时也可以预测产量。龙源期刊网多传感器信息融合技术目前，我国采用的农业信息采集技术一般都是单传感器技术，两个以上的传感器技术少之又少。采用单传感器技术采集农业信息，不但浪费时间，同时在检测的精度方面也存在很大误差。在欧美等发达国家，多传感器技术已经开始大范围使用。因此，我国应该重视这项技术，主动创新，开发出适合我国当前国情的多传感器农业采集技术，为我国农业的发展贡献力量。3.2高光谱遥感技术遥感技术不仅可以让农民在远距离操作农业生产活动，同时该技术的制造成本不高，具有很高的性价比。而现在遥感技术又有了一个得力的助手——高光谱技术，高光谱技术可以依靠不同的光谱驱除害虫，用光谱分析天气中水汽的变化量等等，这两个技术互相结合，为农田信息的监测提供了的新手段。3.3无线传感网络技术虽然高光谱遥感技术能够进行远距离的农业信号采集，但该技术却不能传输采集到的数据，所以无线传感网络技术就应运而生。无线网络传感技术可以通过网络传输采集到的数据，甚至该技术可以通过互联网直接对田里各种数据进行采集、传输、处理，非常方便快捷。该技术已成为目前农业数据采集技术研究的新方向。参考文献：[1]杨洪坤，周保平，王亚明，等.农业信息采集技术研究综述[J].安徽农学通报，2016，22（22）：109-112.[2]张佳希，张琦佳，徐岩.浅析现阶段我国农业信息采集技术[J].南方农机，2017（3）：47.[3]徐刚，陈天恩，陈立平，等.基于ARIS的农业信息采集平台需求分析方法[J].农业工程学报，2009，25（8）：136-140.（责任编辑：赵中正）