一、智慧农业需要用到哪些高科技?
1、项目概述
智能农业是目前农业发展的新方向,它根据农作物的生长习性及时调整土壤状况和环境参数,以最少的投入获得最高的收益,改变了传统农业中必须依靠环境种植的弊端及粗放的生产经营管理模式,改善了农产品的质量与品质,调整了农业的产业结构,确保了农产品的总产量,高效地利用了各种各样的农业资源,可取得可观的经济效益和社会效益。
在农业生产过程中,温度、湿度、光照强度、CO2浓度、水分,以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物生长。传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准,只能算是粗放式管理,在这种管理方式下,通过人的感知能力来管理上述环境参数,无法达到准确性要求。而智能农业,是通信、计算机和农学等若干学科和领域共同发展并相互结合所形成的产物,它将信息采集、传输、处理和控制集成在一起,使人们更容易获得农作物生长各个阶段的各类信息,也让人们更容易掌控这些信息,通过人工智能与农业生产的结合真正实现人与自然的交互。
智能农业的核心问题可以概括为以下四部分,即农业信息的获取、对所获取信息的管理、经信息分析做出的决策、由决策而决定的具体实施方针。在这四部分中,对农业信息的获取是智能农业的起点,也是非常关键的一点,做不到准确实时地获取农业信息,就无法建造真正的智能农业。而实现智能农业,建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。
随着通信、计算机、传感网等技术的迅猛发展,将物联网应用到农业监测系统中已经是目前的发展趋势,它将采集到的温度、湿度、光照强度、土壤水分、土壤温度、植物生长状况等农业信息进行加工、传输和利用,为农业生产在各个时期的精准管理和预警提供信息支持,追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出,使农业增长由主要依赖自然条件和自然资源向主要依赖信息资源转变,使不可控的产业得以有效控制。
2、项目架构
本篇博文将要介绍一种基于Arduino与LabVIEW的智能农业监测系统,可以实现农作物生长环境参数的实时采集以及上位机监测软件的数据分析和远程监测。数据采集终端设备采用Arduino作为控制核心,上位机软件采用LabVIEW,两者通过RS-485总线实现通信,只需要在田垄之间进行RS-485布线,即可实现组网通信。
项目资源下载请参见:LabVIEW Arduino RS-485智能农业监测系统【实战项目】
3、传感器选型
3.1、温湿度传感器
SHT11是瑞士Sensirion公司推出的一款数字温湿度传感器芯片,将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上,输出完全标定的数字信号,采用CMOSens专利技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器芯片内部包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件,并在同一芯片上与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此,具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点,广泛应用于暖通空调、汽车、消费电子、自动控制等领域。
每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定,校准系数以程序形式储存在OTP内存中,用于内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电压调整,使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗,使SHT11成为各类应用的首选。
3.2、光强度传感器
BH1750FVI是一种两线式串行总线接口的数字型光强度传感器,可以根据收集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度,利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。BH1750FVI光照传感器模块如下图所示:
3.3、水分传感器
专业的农用水分传感器价格较贵,此处选择价格较为低廉的电阻式水分传感器,如下图所示:
4、硬件环境
将SHT11温湿度传感器的VCC、GND、SCK、DATA分别接至Arduino Uno控制板上的+5V、GND、模拟端口A2和A3。
将BH1750FVI光照传感器的VCC、GND、SCL、SDA和ADD分别接至Arduino Uno控制板上的+5V、GND、SCL、SDA和GND,此处在硬件连接图上没有表示出来。
将水分传感器的VCC、GND、Vout分别接至Arduino Uno控制板上的+5V、GND和模拟端口A0,此处在硬件连接图上表示出来。
将MAX485模块的VCC、GND、RO、DI分别接至Arduino Uno控制板上的+5V、GND、RX和TX,将RE和DE端接至数字端口D2,用于控制收发信号。
Arduino Uno与MAX485和SHT11的硬件连接,如下图所示:
5、Arduino功能设计
在基于RS-485总线的智能农业监测系统中,每个节点配置一个Arduino Uno控制器通过MAX485模块挂在RS-485总线上。Arduino Uno控制器需要完成以下功能:接收和判断命令、采集和传输温湿度、光照和水分数据。Arduino Uno控制器利用MAX485模块通过串口从RS-485总线上接收上位机发来的命令,分析得到有效命令,再根据命令码实现温湿度、光照和水分数据的采集,并上传给LabVIEW软件。
智能农业监测系统Arduino控制器程序代码如下所示:
#include <Wire.h>
#include <SHT1x.h>
#define temp_Command 0x10 //采集命令字
#define humidity_Command 0x20 //A1采集命令字
#define water_Command 0x30 //D1采集命令字
#define illumination_Command 0x40 //D0采集命令字
// GY-30
// BH1750FVI
// in ADDR 'L' mode 7bit addr
#define ADDR 0b0100011
// addr 'H' mode
// #define ADDR 0b1011100
// Specify data and clock connections and instantiate SHT1x object
#define dataPin A3
#define clockPin A2
SHT1x sht1x(dataPin, clockPin);
byte comdata[3]={0}; //定义数组数据,存放串口接收数据
float temp_c;
float humidity;
int dustPin=0;
int dustVal=0;
int Water_Val=0;
int Illumination_Val = 0;
void receive_data(void); //接受串口数据
void test_do_data(void); //测试串口数据是否正确,并更新数据
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0b00000001);
Wire.endTransmission();
}
void loop()
{
while (Serial.available() > 0) //不断检测串口是否有数据
{
receive_data(); //接受串口数据
test_do_data(); //测试数据是否正确并更新标志位
}
}
void receive_data(void)
{
int i ;
for(i=0;i<3;i++)
{
comdata[i] =Serial.read();
//延时一会,让串口缓存准备好下一个字节,不延时可能会导致数据丢失,
delay(2);
}
}
void test_do_data(void)
{
if(comdata[0] == 0x55) //0x55和0xAA均为判断是否为有效命令
{
if(comdata[1] == 0xFF)
{
switch(comdata[2])
{
case temp_Command:
temp_c = sht1x.readTemperatureC();
Serial.print(temp_c, 2);
break;
case humidity_Command:
humidity = sht1x.readHumidity();
Serial.print(humidity,2);
break;
case water_Command:
Water_Val=analogRead(A0);
Serial.print(Water_Val);
break;
case illumination_Command:
// reset
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0b00000111);
Wire.endTransmission();
delay(100);
Wire.beginTransmission(ADDR);
Wire.write(0b00100000);
Wire.endTransmission();
// typical read delay 120ms
delay(120);
Wire.requestFrom(ADDR, 2); // 2byte every time
for (Illumination_Val=0; Wire.available()>=1; ) {
char c = Wire.read();
//Serial.println(c, HEX);
Illumination_Val = (Illumination_Val << 8) + (c & 0xFF);
}
Illumination_Val = Illumination_Val / 1.2;
Serial.println(Illumination_Val);
break;
}
}
}
}
6、LabVIEW功能设计
LabVIEW上位机部分需要完成如下功能:根据所选择的节点向RS-485总线上发送不同节点号的温度、湿度、光照、水分的数据采集命令,Arduino控制器通过串口和MAX485模块从RS-485总线上接收上位机命令,然后判断接收的命令中的节点号是否与自己的节点号匹配,如果匹配则实现相应的数据采集之后并将采集的数据回传,LabVIEW软件将回传的数据显示在前面板上;如果不匹配则舍弃当前接收的上位机命令,重新等待下次命令的到来。
6.1、前面板设计
LabVIEW前面板分为节点选择、工作指示灯和数据显示模块,节点选择用于选择当前监测的节点,将其数据显示在显示模块上;工作指示灯用于该节点是否正常工作;显示模块主要用于显示当前的数据,包括温度、湿度、光照和水分情况。
基于Arduino与LabVIEW的智能农业监控系统的LabVIEW上位机前面板,如下图所示:
6.2、程序框图设计
采用条件结构+移位寄存器的状态机来实现LabVIEW上位机主程序,将主程序划分为5个状态:0状态为串口初始化,1状态为温度测量,2状态为湿度测量,3状态为光照测量,4状态为水分测量,且初始状态为0状态(串口初始化)。
为了更好地实现通信,制定如下的通信协议:帧头+节点代号+操作码。0x55为帧头,节点代号有0xA1为节点0的代号,0xA2为节点1的代号,0xA3为节点2的代号,0xA4为节点3的代号,0xA5为节点4的代号,操作码有0x10为温度采集,0x20为湿度采集,0x30为光照采集,0x40为水分采集。
在0状态中,通过设置的串口号来初始化串口通信,如下图所示:
在1状态中,读取温度数据并显示,如下图所示:
在2状态中,读取湿度数据并显示,如下图所示:
在3状态中,读取光照数据并显示,如下图所示:
在4状态中,读取水分数据并显示,如下图所示:
最后,关闭串口通信。
由于RS-485总线具有抗干扰能力强的优点,适合用于可靠性要求高的场合,本节介绍的智能农业监测系统采用RS-485总线作为每个子节点与总站的通信方式,如果需要检测的面积较大,监测密度较为稀疏,RS-485总线方式需要很多的线材,则采用ZigBee无线通信方式更为实用。由于农业专业的传感器价格较为昂贵,本部分采用较为低廉的传感器来实现了一个简易的监测,如果需要专业应用,则需要购买农业专用的传感器。
项目资源下载请参见:LabVIEW Arduino RS-485智能农业监测系统【实战项目】
二、什么是智慧农业?什么是智慧农业?
智慧农业是一种利用先进技术实现农业生产和管理的方式。通过物联网、大数据、人工智能等技术,智慧农业能够实时监测环境参数、农作物生长状态和病虫害情况,提高农业生产效率和品质。
智慧农业还能实现远程监控、精准施肥、自动化农机作业等功能,降低劳动力成本和环境污染。智慧农业将推动农业现代化和可持续发展,为农民增加收益,提升食品安全质量。
三、智慧农业:现代农业的高科技转型
近年来,随着科技的飞速发展和农业需求的不断增长,智慧农业成为关注的焦点。智慧农业是运用信息技术、物联网技术、传感器技术等先进技术手段,在农业生产、管理和决策过程中进行智能化和自动化的农业生产模式。本文将从智慧农业的概念、技术应用和发展前景等方面,介绍智慧农业的基本知识。
1. 智慧农业的概念和特点
智慧农业是一种将IT技术与农业生产相结合的农业生产方式。它通过采集和分析农田环境、作物生长、病虫害情况等数据,帮助农民更加科学地种植、管理和决策。智慧农业的特点主要有:
- 数据驱动:智慧农业以数据为基础,通过传感器、监控设备等手段获取大量农业数据,进而进行农作物生长预测、病虫害防治等决策。
- 智能化运作:智慧农业利用人工智能、云计算等技术,实现农田管理、作物养护、灌溉施肥等环节的自动化和智能化。
- 精细化管理:通过精确监测和控制技术,实现对农田环境、作物生长过程的精细化管理,提高农作物的产量和品质。
- 可持续发展:智慧农业强调可持续发展,努力减少对土地、水资源和环境的消耗,同时提高农业生产的效益。
2. 智慧农业的技术应用
智慧农业借助先进技术在农业生产的各个环节中得到应用。以下是智慧农业常见的技术应用:
- 物联网技术:通过传感器和网络通信技术,实现对农田环境、作物生长状态等的实时监测和数据采集。
- 人工智能技术:利用机器学习和深度学习等算法,进行农作物生长预测、病虫害诊断等智能决策。
- 无人机技术:利用无人机进行农田巡查、作物施肥、干扰物清除等工作,提高农业生产的效率和质量。
- 云计算技术:通过云平台存储和处理农业大数据,实现数据共享、联动分析和精细化决策。
- 区块链技术:应用于农产品溯源和食品安全等领域,提高产品质量和消费者的信任度。
3. 智慧农业的发展前景
智慧农业作为现代农业的高科技转型,具有广阔的发展前景。
首先,智慧农业能够提高农业生产的效益和质量,满足人们对安全、健康食品的需求。
其次,智慧农业可以助力乡村振兴和农民增收。通过智慧农业技术的推广,农民可以提高农田利用率、农作物产量和农产品的附加值。
另外,智慧农业对于农田环境的保护和土地资源的可持续利用也具有重要意义。
最后,智慧农业领域还存在一些挑战,如技术成本高、农民接受度低等,但随着技术的进一步发展和应用推广,这些挑战将逐渐得到克服。
综上所述,智慧农业是一种将先进技术与农业生产相结合的现代农业模式,具有巨大的发展潜力。通过数据驱动、智能化运作、精细化管理和可持续发展等特点,智慧农业能够提升农业生产效益、改善农田环境,助力乡村振兴和农民增收。尽管智慧农业面临一些挑战,但随着技术的进一步进步,相信智慧农业将迎来更加美好的未来。
感谢您阅读本文对智慧农业的介绍。希望通过本文,您能够对智慧农业有一个大致的了解,并认识到智慧农业对于农业可持续发展的重要意义。
四、智慧农业近义词?
近义词就拿前面的或者后面的词组词
五、智慧农业定义?
智慧农业是以智能化、信息化手段来升级改造传统农业后的农业,是农业发展的高级阶段。要实现智慧农业,需要以智慧农业物联网作为其核心技术的支撑。智慧农业物联网由智能数字采集系统、智慧农业大平台和智能数字控制系统三大部分组成。
六、智慧农业是农业股吗?
智慧农业算是农业股,公司以农业机械制造业为主,煤炭开采和有色金属采选为辅;为推动公司转型和发展,主动适应农业生产发展的趋势,自2014年起投资进入农业信息化领域,涉足农业信息化、农业物联网、农业大数据、农资连锁经营等领域。
报告期内,机械制造业务是公司收入和利润的主要来源,该板块业务2016年收入占比公司营业收入近92%。
七、高科技智慧农业:创新农业生产模式的未来
引言
随着科技的不断发展,农业也迎来了新的变革。高科技智慧农业即是将现代科技与农业生产相结合,通过智能化设备和系统来提高农业生产效率、优化资源利用、减少环境污染以及提升农产品品质等方面取得突破性进展。本文将从不同角度探讨高端智慧农业的定义、特点以及对农业发展的影响。
什么是高端智慧农业
高端智慧农业是指借助先进的信息技术、物联网、人工智能、大数据以及自动化设备等科技手段,对农业生产进行智能化、数字化和自动化改造的现代农业模式。通过对土地资源、气候环境、农作物生长情况等数据的监测和分析,农民能根据精准的数据化决策,提高农田管理效率、减少农药和化肥的使用量,从而实现高产、高效、高质的农业生产。
高端智慧农业的特点
高端智慧农业具有以下几个特点:
- 智能化:通过各种无人机、传感器和监测设备实时采集和分析农田信息,提供农民决策的依据。
- 数字化:通过建立农业大数据平台,对土地、气候、水质等相关数据进行收集、存储和分析,为农业决策提供科学依据。
- 自动化:利用机械化和自动化设备,如智能灌溉系统、自动化施肥装置,实现农业生产过程的自动化和精确化。
- 生态友好:通过精准管理,降低农化品的使用量,减少农业废弃物的排放,保护生态环境。
- 智慧化:通过人工智能技术,对农作物状况和病虫害的预测、诊断和防控进行智能化决策。
高端智慧农业的影响
高端智慧农业的出现对农业发展产生了深远的影响:
- 提高农产品产量和质量:通过精准化管理和决策支持系统,可以实现农田的精准施肥、水肥一体化等,提高农作物产量和品质。
- 节约资源和减少环境污染:利用物联网技术和大数据分析,对土壤水分和养分进行实时监测和调控,避免农田的过度灌溉和过度施肥,减少因此造成的资源浪费和环境污染。
- 提高农业生产效益:通过智能化设备,提高农业生产的机械化程度,减轻农民的体力劳动,降低生产成本,提高经济效益。
- 优化农业发展方式:高端智慧农业的应用促进了农业从传统的经验型决策向科学决策的转变,推动了农业生产方式的优化和提升。
结语
高端智慧农业在农业发展中发挥着举足轻重的作用。通过应用先进的科技手段,能够实现农业生产的智能化、数字化和自动化,提高农产品产量和质量,节约资源和减少环境污染,增加农业经济效益,推动农业可持续发展。随着科技的不断进步和智能设备的不断发展,高端智慧农业的应用前景将更加广阔。
感谢您阅读本文,相信通过了解高端智慧农业的定义、特点和影响,能够对农业生产的发展进行更加科学的决策,为农业创新发展做出贡献。
八、探索巴林的智慧农业:未来农业的高科技之路
引言
在全球气候变化和人口增长的双重挑战下,农业的可持续发展已成为各国关注的重点。作为一个小型岛国,巴林正在通过智慧农业的技术创新,寻求提高农作效率、降低资源消耗的一种解决方案。这一新兴领域不仅能优化巴林的粮食安全,还能为全球农业发展提供新的思路。
智慧农业的概念与重要性
智慧农业,也称为精准农业,是指通过现代信息技术(如物联网、大数据、云计算等)来提升农业生产的效率与可持续性。其核心在于对农业生产过程中的每一个环节进行精细化管理,以实现资源的最佳配置和利用。
对于巴林来说,智慧农业的实施具有以下几方面的重要性:
- 提升粮食自给率:巴林当前粮食主要依赖进口,而智慧农业可以通过科技手段提升本地农作物的生产率,减少对外部供给的依赖。
- 节约水资源:巴林是一个水资源匮乏的国家,智慧农业可以通过精准灌溉技术减少水的浪费,确保水资源的可持续使用。
- 应对气候变化:通过使用气候适应性强的作物和先进的农业管理技术,巴林可以降低气候变化带来的负面影响。
巴林的智慧农业现状
巴林在探索智慧农业的过程中,已经采取了一系列具体行动。这些行动包括:
- 物联网技术的应用:通过部署传感器以及自动化设备,农民可以对土壤湿度、温度、养分等进行实时监测,提高耕作的精准度。
- 无人机巡检:无人机在农田中飞行,可以进行作物生长状态的监测,实时获取农田的图像数据,帮助农民制定科学的管理策略。
- 大数据分析:利用历史气候数据、土壤成分分析等信息,农民能够更好地预测作物产量、调整种植结构,实现精细化管理。
成功案例
巴林的一些农场已经率先采用智慧农业的新技术,并取得了一定的成功。例如:
- 农业温室:利用智能温室技术,农民可以控制温室内的温度、湿度和光照条件,最大程度上提高作物产量。
- 垂直农业:一些企业已开始尝试在城市中心采用垂直农业,通过高科技手段,如LED照明和水培技术,实现高效的城市农业。
面临的挑战
尽管巴林在智慧农业上有所探索,但仍面临诸多挑战:
- 技术短缺:虽然技术在不断创新,但农民对于新技术的接受和应用仍需时间和培训。
- 投资成本:智慧农业的技术投入和设备购置成本较高,农民和企业在初期可能面临资金压力。
- 文化障碍:传统农业观念与现代科技的冲突,需要通过教育与宣传来逐步转变。
未来展望
未来,巴林有望通过政策支持和技术研发,坚持将智慧农业作为农业发展的重要方向。政府需要:
- 为农民提供必要的培训和技术支持,帮助他们掌握现代农业管理技能。
- 鼓励投资和财务支持,以降低技术应用的门槛,促进智慧农业的发展。
- 加强国际合作,引入先进的农业技术和管理经验,为巴林的农业发展带来新的动力。
结论
巴林正通过推动智慧农业的实施来应对复杂的农业挑战,努力实现农业的可持续发展。尽管面临诸多障碍,但只要抓住机遇,积极应对挑战,巴林的智慧农业前景将更加广阔。
感谢您花时间阅读这篇文章。希望通过本文,您能对巴林的智慧农业现状和未来发展有一个深入的了解,为您提供便利的信息与帮助。
九、高科技农业产品有哪些?
高科技农业产品有很多啊!
无土栽培技术,这个是栽培技术,采用这个技术的都可以称为高科技农业产品。
转基因蔬果,如小蕃茄,转基因大豆等。
还有生态农场之类的。
十、高科技农业的发展模式?
数字农业模式
德国作为一个高度发达的工业国,其农业生产效率非常高。德国农民联合会的统计数据显示,德国1个农民可以养活150人,未来,还要达到300人的目标。
这个目标就需要更系统和先进的技术与人次作为支撑,这正是德国农业从机械农业向“数字农业”转型的重点。