我國是世界農(nóng)業(yè)大國，我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展始終牽動著國民經(jīng)濟發(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，我國逐年加大農(nóng)業(yè)投入，農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展，農(nóng)機工業(yè)規(guī)模不斷壯大，裝備技術(shù)水平不斷提升，支撐了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。但與發(fā)達相比，我國現(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，計算機、微電子、檢測、通信和自動控制等信息技術(shù)取得了的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、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)的進步，也推動了農(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)將成為我國農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展方向。
作為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的兩項關(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，在工作對象的測量、測試、檢測、監(jiān)測、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、收獲、運輸、儲藏和加工等多個環(huán)節(jié)。相比之下，由于農(nóng)業(yè)傳感器工作對象是具有生命的動植物及其所處的環(huán)境，不僅信號微弱、干擾大、阻抗高，對精度與穩(wěn)定性都有很高的要求。而隨著傳感器技術(shù)的，越來越多的新型傳感器及檢測手段被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并逐漸成為未來農(nóng)業(yè)中傳感器應(yīng)用的新趨勢，也為推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進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，實現(xiàn)、精量和等作業(yè)要求；同時在農(nóng)業(yè)裝備的生產(chǎn)制造過程中也需要使用傳感器技術(shù)提和效率，實現(xiàn)綠色智能制造。為降低機械損耗，節(jié)約能源，使用應(yīng)變式傳感器測定土壤對犁體的阻力，輔助犁體曲面結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度性能設(shè)計。為農(nóng)作物出苗率，在播種機排種器上安裝的光電傳感器，監(jiān)測排種量以及故障，減少重播、漏播；為作物的生長，節(jié)約用水、用藥，使用蟲害監(jiān)測傳感器、土壤養(yǎng)分檢測傳感器，以及溫度、濕度傳感器，以便實時采集環(huán)境數(shù)據(jù)。為減少收獲損失，在聯(lián)合收獲機上安裝子粒夾帶損失監(jiān)測傳感器。為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)化，在聯(lián)合收割機上安裝谷物流量傳感器，可實現(xiàn)谷物的測產(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)作物有一個良好、適宜的生長環(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，從而實現(xiàn)溫室環(huán)境中的溫度、相對濕度、pH值、光照強度、土壤成分和CO2濃度等參數(shù)的實時監(jiān)測和控制。同時，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)用于動物飼養(yǎng)過程中環(huán)境、生長過程和疫病等監(jiān)測，提高健康福利養(yǎng)殖水平。
3、糧食儲存中的應(yīng)用
現(xiàn)代化糧庫的傳感器技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。為糧食，防止糧食霉變，需要在糧庫各部位安裝溫度傳感器、相對濕度傳感器，通過與空調(diào)系統(tǒng)的配合實現(xiàn)對糧庫溫、濕度的自動控制。為方便監(jiān)測糧囤中谷物儲量，需要安裝物位傳感器。為生產(chǎn)，防止米面儲存及加工過程中粉塵濃度超標(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，在糧食人庫前需要以濕度傳感器輔助自動烘干機對水分含量超標(biāo)的糧食進行烘干。同時，為品質(zhì)，通過蟲害監(jiān)測傳感器，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低溫貯藏和氣調(diào)庫貯藏兩種方式。在冷庫低溫貯藏方式中，主要依靠溫度傳感器與制冷機的配合，保持冷庫溫度的相對穩(wěn)定。相比之下，氣調(diào)庫貯藏方式，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濃度傳感器對氣調(diào)庫內(nèi)的相對濕度、O2濃度、CO2濃度和乙烯(C2H4)濃度等參數(shù)指標(biāo)進行實時監(jiān)控，從而達到的儲藏效果。
