物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息技術(shù)浪潮。近年來(lái)隨著5G技術(shù)的落地，無(wú)線物聯(lián)得以快速發(fā)展。相對(duì)于 4G 網(wǎng)絡(luò)，5G 通訊和帶寬能力更加強(qiáng) 大，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用覆蓋面廣、高速穩(wěn)定等需求。隨著智能傳感器、移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用逐漸增加?？梢詼?zhǔn)確獲取田間作物生長(zhǎng)信息,根據(jù)作物生長(zhǎng)需求實(shí)現(xiàn)最優(yōu)環(huán)境與肥水調(diào)控,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),對(duì)節(jié)省水肥資源、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。

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智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多采用有線組網(wǎng)的方式或者直接采用人工實(shí)地檢測(cè)獲得環(huán)境數(shù)據(jù)。有線組網(wǎng)的方式缺乏靈活性，受地理環(huán)境的限制，線路資源損耗大，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)位監(jiān)測(cè)。人工實(shí)地檢測(cè)需要消耗更多人力、物力，且獲取的數(shù)據(jù)量有限，受主觀因素影響，結(jié)果容易產(chǎn)生誤差。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)非接觸式的數(shù)據(jù)通信、傳感器、全球定位系統(tǒng)等各種設(shè)備，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理的巨大網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)作物生長(zhǎng)受到光、溫、土壤、水、氣（CO2）、肥、病蟲害、災(zāi)害性天氣、管理措施等諸多因素的影響，是多因素綜合作用的結(jié)果。通過(guò)多種采集傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集，為后續(xù)田間管理措施提供數(shù)據(jù)支撐。

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作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)

作物長(zhǎng)勢(shì)反映了作物植株生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)育狀況及其在產(chǎn)量豐欠方面的特征。盡管作物的長(zhǎng)勢(shì)收到內(nèi)外環(huán)境的諸多因素影響，但仍然可以通過(guò)對(duì)植株本身與長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)的外在表現(xiàn)特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲得作物長(zhǎng)勢(shì)信息。以植被指數(shù)（LAI）、葉面積指數(shù)（NDVI）等為代表的植被遙感參數(shù)是公認(rèn)的能夠反映作物長(zhǎng)勢(shì)的遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)。作物遙感監(jiān)測(cè)的原理是建立在作物光譜特征基礎(chǔ)之上，即作物在可見光部分（被葉綠素吸收）有較強(qiáng)的吸收峰，近紅外波段（受葉片內(nèi)部構(gòu)造影響）有強(qiáng)烈的反射率，形成突峰，這些敏感波段及其組合形成植被指數(shù)，可以反射作物生長(zhǎng)的空間信息。

利用實(shí)時(shí) NDVI 圖像的值，通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)比較，可反映實(shí)時(shí)的作物生長(zhǎng)差異。作物生長(zhǎng)期內(nèi)，分析遙感數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，可動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)作物的長(zhǎng)勢(shì)。且隨著資料的積累，可以統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)過(guò)程曲線的特征參數(shù)包括上升速率、下降速率、累計(jì)值等各種特征參數(shù)，借以反映作物生長(zhǎng)趨勢(shì)上的差異，也可得到作物單產(chǎn)的變化信息。多光譜遙感還能實(shí)現(xiàn)對(duì)作物病蟲害、作物營(yíng)養(yǎng)、洪澇干旱、土壤養(yǎng)分等諸多農(nóng)業(yè)信息的監(jiān)測(cè)。

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土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)

土壤墑情是最基本、最主要也是最常用的土壤信息之一。土壤的品質(zhì)是高產(chǎn)作物的關(guān)鍵因素，溫濕度和水分對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量十分重要。土壤墑情的好壞，直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。好的墑情土壤干濕程度適中，能夠供應(yīng)作物生長(zhǎng)充足的水分，不僅有利于播種期種子的發(fā)芽和成活，還能促進(jìn)土壤水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)土壤溫度、田間氣候，促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)和養(yǎng)分分解，提高土壤通氣性。墑情不佳土壤濕度差，不利于種子發(fā)芽和生長(zhǎng)，干旱嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致作物枯死，甚至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減產(chǎn)。特別在干旱半干旱水源不足的地區(qū)，土壤墑情顯得尤為重要，及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)土壤墑情進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，掌握春旱和伏旱墑情狀況，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水提供依據(jù)和參考，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)豐收穩(wěn)產(chǎn)。土壤介電常數(shù)常被用作反應(yīng)土壤墑情的重要指標(biāo)。水分是決定土壤介電常數(shù)的主要因素，測(cè)量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反應(yīng)各種土壤的真實(shí)水分含量。通過(guò)埋入地下的傳感器發(fā)射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達(dá)底部后返回，檢測(cè)探頭輸出的電壓，由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量，由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。

土壤溫度的高低，與作物的生長(zhǎng)發(fā)育、肥料的分解和有機(jī)物的積聚等有著密切的關(guān)系，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)境因子。土壤溫度也是小氣候形成中一個(gè)極為重要的因子，故土壤溫度的測(cè)量和研究是小氣候觀測(cè)和農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。土壤溫度的升降，主要決定于土壤熱通量的大小和方向，但也與土壤的容積熱容量、導(dǎo)熱率、密度、比熱和孔隙度等土壤熱力特性和土壤含水量有夫。土壤溫度傳感器大都采用了熱敏電阻原理設(shè)計(jì)，相比普通傳感器擁有耐用性更好的密封外殼結(jié)構(gòu)，確保的傳感器在深埋地下的時(shí)候能保持工作狀態(tài)。

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農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)

農(nóng)業(yè)氣象在防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)事生產(chǎn)管理中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)入了以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全為發(fā)展方向的新階段，對(duì)農(nóng)業(yè)氣象提出了更高的要求。農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)可以讓氣象預(yù)測(cè)更加精準(zhǔn)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃合理性，通過(guò)精細(xì)化的管理實(shí)現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)?，F(xiàn)代氣象觀測(cè)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能有效提高數(shù)據(jù)收集、整理、分析的效率，減輕人員工作強(qiáng)度，提升農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度。

多普勒雷達(dá)可對(duì)雷暴、降水等氣象進(jìn)行預(yù)測(cè)，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)光照、地表溫度的監(jiān)測(cè)。多普勒雷達(dá)具有短期預(yù)測(cè)能力，通過(guò)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析，能夠非常準(zhǔn)確地掌握天氣項(xiàng)目、觀測(cè)記載、規(guī)定及編碼等信息，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，提前預(yù)測(cè)天氣發(fā)展?fàn)顩r，合理安排防災(zāi)減災(zāi)工作，降低農(nóng)業(yè)損失。

智慧農(nóng)業(yè)田間氣象站應(yīng)用各項(xiàng)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，明顯提升了數(shù)據(jù)采集、分析和處理的效率，可對(duì)災(zāi)害天氣進(jìn)行更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。應(yīng)用太陽(yáng)能在田間多種環(huán)境下部署，對(duì)空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、土壤溫度、土壤水分、大氣壓、圖像等參數(shù)，并通過(guò)無(wú)線通訊方式上傳。利用超聲波測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向傳感器數(shù)據(jù)，能夠獲得更加精準(zhǔn)的氣象數(shù)據(jù)，田間攝像頭也能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)苗情、病害，為田間管理提供更多精確信息。

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害蟲蟲情監(jiān)測(cè)

傳統(tǒng)的蟲情測(cè)報(bào)方式往往需要需要人工準(zhǔn)備誘蟲器具逐一清點(diǎn)害蟲數(shù)量并做分類記錄。而現(xiàn)代蟲情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、邏輯學(xué)等知識(shí)和方法，利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，在無(wú)人監(jiān)管的情況下，可自動(dòng)完成誘蟲，殺蟲，蟲體分散，拍照，運(yùn)輸，收集，排水等系統(tǒng)作業(yè)。大幅提高了蟲情測(cè)報(bào)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，減少了工作人員強(qiáng)度。利用無(wú)線傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并實(shí)時(shí)將蟲害情況上傳，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和歷史資料，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析對(duì)病蟲害未來(lái)發(fā)生趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，從而制定準(zhǔn)確地防治方案，降低蟲害帶來(lái)的損失。

蟲情測(cè)報(bào)系統(tǒng)通過(guò)利用害蟲的趨光、趨波特性，選用對(duì)害蟲具有極強(qiáng)誘殺作用的光源與波長(zhǎng)，是誘殺害蟲的一種高效無(wú)污染的殺蟲技術(shù)，同時(shí)兼有殺蟲與監(jiān)測(cè)兩種作用。擁有環(huán)境無(wú)污染，也不會(huì)引起人、畜中毒，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，誘蟲效果優(yōu)異，效率提升明顯等優(yōu)勢(shì)，在害蟲的環(huán)保型治理及害蟲蟲情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。