基于物联网技术的农业机械化推广研究论文

2025-01-22 15:56:24 来源: 作者:liziwei
摘要:为推动农业经济发展,文章以物联网技术下的农业机械化推广为研究对象,先分析基于物联网的农业机械应用要点,再制定农业机械化推广策略,为验证物联网技术下的农机应用效果,选择南京市耒阳市新市镇和遥田镇为试点镇,对照试验结果说明基于物联网技术的农业机械化推广提升农作物产量和质量安全的效果更显著,建议改进传统农业机械化推广方式,注意物联网技术与农机技术的融合。
摘要:为推动农业经济发展,文章以物联网技术下的农业机械化推广为研究对象,先分析基于物联网的农业机械应用要点,再制定农业机械化推广策略,为验证物联网技术下的农机应用效果,选择南京市耒阳市新市镇和遥田镇为试点镇,对照试验结果说明基于物联网技术的农业机械化推广提升农作物产量和质量安全的效果更显著,建议改进传统农业机械化推广方式,注意物联网技术与农机技术的融合。
关键词:物联网;农业机械化;推广技术;研究
1.基于物联网技术的农业机械化
1.1基本结构
在传统农业生产模式中,农机装备的应用仍然需要依靠大量人工劳动力,无法实现农业自动化生产。以物联网技术为基础的农业机械化发展,主要利用物联网技术建立针对农机运行的自动化监测与控制系统,结合农田环境、农作物生产需求、农作物生长状况来自动调节和控制农机运行参数,推动传统农机装备向半自动化和自动化的方向转型。
1.2数据采集器
该系统的核心功能是监测农机运行参数和农业生产环境,利用各类传感装置采集农机和环境数据,这些数据经过清洗、归类等预处理后自动进入HDFS分布式存储单元,支持用于随时查阅数据。系统除了可以通过人机交互界面、APP软件等为用户提供多样化的操作功能外,还可以通过各类智能算法处理各项数据。以融合算法为例,本文研究的数据融合算法为基于卡尔曼滤波双传感器信号融合算法,其算法流程见图1。
在算法流程中,激光测距传感器和投入式液位仪连接到RS485转以太网串口服务器,再经交叉网线连接到树莓派,树莓派内嵌算法,采用卡尔曼滤波对当前的水位信息在下一时刻进行预测,进行校核后输出融合数据。后处理中对水位数据进行评估,检测到不正常水位后启动报警程序并输出定位信息。
在研究的农机自动化监测与控制系统中,核心是数据采集与智能控制。为充分发挥物联网技术的功能优势,设计了一套集云平台、智能控制器、传感器、应用客户端等于一体的智能网联农田灌溉系统。对农田与农机中采集的数据进行分析,对检测对象进行控制,实现农田信息反馈与农机故障诊断,智能网联农田灌溉系统见图2。
1.3运作方式
研究的农机自动化监测与控制系统,主要以物联网技术作为基础,实现各类农机的数据实时采集、可视化管理和远程控制,其中数据层主要用于采集和感知各类物联网设备的数据,监测农机工作状态、实时气象数据、灌溉系统状态等参数,将传感器获取的数据转化为数字信号,上传给数据预处理模块和分布式存储平台,为农机运行或农业生产提供数据支持。系统依靠Wi-Fi、以太网等技术实现通信,保证数据传输的可靠性和稳定性。在业务层和交互层中,主要负责将平台采集的数据转化为可视化的图表,为农业生产工作人员提供农机和农田状态信息,同时开发配套工程小程序,实现系统对农机的远程控制功能,支持工作人员远程对农机进行操作。
2.基于物联网技术的农业机械化推广效果
为验证基于物联网技术的农业机械化推广效果,在耒阳市的新市镇和遥田镇分别采用不同的农机推广方案,其中新市镇采用传统农机推广方案,遥田镇采用基于物联网技术的农业机械化推广方案,分别比较两镇的农业生产效果,所选农作物主要是小麦、玉米等粮食作物,黄瓜、辣椒等大棚蔬菜。
2.1主要粮食作物生产效果
据调查,新市镇和遥田镇在农业生产中以玉米和小麦为主要粮食作物,两个镇在农机推广前的玉米和小麦亩均产量差异较小,在经过两年的农机推广后,两个镇的玉米和小麦产量表现出了巨大差异。调查结果显示,遥田镇玉米和小麦的平均产量显著高于新市镇,说明基于物联网技术的农业机械化推广具有提高粮食作物产量的作用(表1)。
2.2主要蔬菜生产效果
新市镇和遥田镇是黄瓜和辣椒生产大镇,两镇的地理位置接近、蔬菜品种相同,历年的黄瓜和辣椒亩均产量差异较小,在经过两年的农机推广后,两镇的黄瓜和辣椒产量表现出了较大差异。调查结果显示,遥田镇的黄瓜和辣椒亩均产量均显著高于新市镇,说明基于物联网技术的农业机械化推广,能显著提高蔬菜产量(表2)。
2.3农产品质量安全
在农机自动化监测与控制系统的推广和试点工作中,遥田镇农业生产水平显著提升,农产品质量安全大幅提高。该系统除了能支持智能农机在农业生产中的应用外,还因为采用模块化设计方式,可以对农产品生产、加工、运输、销售等环节进行监管,帮助用户全面掌握农产品的情况,从农产品全生命周期出发,及时发现影响农产品质量安全的因素,或者对农产品安全问题进行追溯,从源头上提高农产品质量安全水平,进一步提高农业生产的经济效益。
3.结束语
单一的农机技术在农业生产中发挥的作用有限,利用物联网技术开发农机自动化监测与控制系统,能解决传统农机在农业生产中存在的弊端,根据物联网技术下农机使用特点制定农机推广策略,能更好地发挥农机自动化监测与控制系统的优势,发挥物联网技术赋能农业生产提质增效的作用,不仅能提高农作物的产量,而且能保障农产品的质量安全,提高农产品的整体品质。
参考文献:
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