我國(guó)是世界農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展始終牽動(dòng)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和與穩(wěn)定的脈搏。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和支撐。“十五”以來(lái)，我國(guó)逐年加大農(nóng)業(yè)投入，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，農(nóng)機(jī)工業(yè)規(guī)模不斷壯大，裝備技術(shù)水平不斷提升，支撐了我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。但與發(fā)達(dá)相比，我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展在規(guī)模效益、技術(shù)裝備水平和資源利用等方面仍然存在著很大差距。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)、微電子、檢測(cè)、通信和自動(dòng)控制等信息技術(shù)取得了的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等一批新興技術(shù)廣泛應(yīng)用，不僅了工業(yè)的進(jìn)步，也推動(dòng)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶人智能化和信息化時(shí)代，農(nóng)業(yè)科技發(fā)展正經(jīng)歷深刻的變革，數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)將成為我國(guó)農(nóng)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。
作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，信息采集處理技術(shù)和農(nóng)業(yè)裝備智能化技術(shù)都離不開傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。傳感器是信息系統(tǒng)的源頭，在工作對(duì)象的測(cè)量、測(cè)試、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、分析、定位、跟蹤、導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制及健康管理等系統(tǒng)中，封裝在不同材質(zhì)傳感器外殼內(nèi)的傳感器都是決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件。目前工業(yè)傳感器已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、冶金和電力等各行業(yè)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，傳感器技術(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)作物的育苗、生長(zhǎng)、收獲、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和加工等多個(gè)環(huán)節(jié)。相比之下，由于農(nóng)業(yè)傳感器工作對(duì)象是具有生命的動(dòng)植物及其所處的環(huán)境，不僅信號(hào)微弱、干擾大、阻抗高，對(duì)精度與穩(wěn)定性都有很高的要求。而隨著傳感器技術(shù)的，越來(lái)越多的新型傳感器及檢測(cè)手段被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并逐漸成為未來(lái)農(nóng)業(yè)中傳感器應(yīng)用的新趨勢(shì)，也為推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程起到了積極的作用。
傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的典型應(yīng)用
1、農(nóng)業(yè)裝備中的應(yīng)用
隨著農(nóng)業(yè)裝備向自動(dòng)化、信息化和智能化方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)裝備中廣泛應(yīng)用了各類傳感器，實(shí)現(xiàn)、精量和等作業(yè)要求；同時(shí)在農(nóng)業(yè)裝備的生產(chǎn)制造過(guò)程中也需要使用傳感器技術(shù)提和效率，實(shí)現(xiàn)綠色智能制造。為降低機(jī)械損耗，節(jié)約能源，使用應(yīng)變式傳感器測(cè)定土壤對(duì)犁體的阻力，輔助犁體曲面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度性能設(shè)計(jì)。為農(nóng)作物出苗率，在播種機(jī)排種器上安裝的光電傳感器，監(jiān)測(cè)排種量以及故障，減少重播、漏播；為作物的生長(zhǎng)，節(jié)約用水、用藥，使用蟲害監(jiān)測(cè)傳感器、土壤養(yǎng)分檢測(cè)傳感器，以及溫度、濕度傳感器，以便實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)。為減少收獲損失，在聯(lián)合收獲機(jī)上安裝子粒夾帶損失監(jiān)測(cè)傳感器。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)化，在聯(lián)合收割機(jī)上安裝谷物流量傳感器，可實(shí)現(xiàn)谷物的測(cè)產(chǎn)，提高了農(nóng)業(yè)投人的利用率。
2、設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使一些農(nóng)作物的生長(zhǎng)不再受季節(jié)的影響，從而優(yōu)化了農(nóng)作物的品種，提高了農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。為農(nóng)作物有一個(gè)良好、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，在溫室中需要應(yīng)用溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、光照傳感器、離子傳感器、生物傳感器以及CO2氣體傳感器等各種傳感器，從而實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤成分和CO2濃度等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。同時(shí)，隨著設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，傳感器技術(shù)也廣泛應(yīng)用于動(dòng)物飼養(yǎng)過(guò)程中環(huán)境、生長(zhǎng)過(guò)程和疫病等監(jiān)測(cè)，提高健康福利養(yǎng)殖水平。
3、糧食儲(chǔ)存中的應(yīng)用
現(xiàn)代化糧庫(kù)的傳感器技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。為糧食，防止糧食霉變，需要在糧庫(kù)各部位安裝溫度傳感器、相對(duì)濕度傳感器，通過(guò)與空調(diào)系統(tǒng)的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)糧庫(kù)溫、濕度的自動(dòng)控制。為方便監(jiān)測(cè)糧囤中谷物儲(chǔ)量，需要安裝物位傳感器。為生產(chǎn)，防止米面儲(chǔ)存及加工過(guò)程中粉塵濃度超標(biāo)發(fā)生燃爆，需要安裝粉塵濃度傳感器。為糧食的存貯質(zhì)量，在糧食人庫(kù)前需要以濕度傳感器輔助自動(dòng)烘干機(jī)對(duì)水分含量超標(biāo)的糧食進(jìn)行烘干。同時(shí)，為品質(zhì)，通過(guò)蟲害監(jiān)測(cè)傳感器，發(fā)現(xiàn)蟲害跡象，做好早期預(yù)防。
4、果蔬保鮮中的應(yīng)用
目前果蔬的貯藏保鮮主要采取冷庫(kù)低溫貯藏和氣調(diào)庫(kù)貯藏兩種方式。在冷庫(kù)低溫貯藏方式中，主要依靠溫度傳感器與制冷機(jī)的配合，保持冷庫(kù)溫度的相對(duì)穩(wěn)定。相比之下，氣調(diào)庫(kù)貯藏方式，為貯藏環(huán)境的適宜和穩(wěn)定，除了溫度之外，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器、濕度傳感器、O2濃度傳感器以及CO2濃度傳感器對(duì)氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的相對(duì)濕度、O2濃度、CO2濃度和乙烯(C2H4)濃度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而達(dá)到的儲(chǔ)藏效果。
