智慧農(nóng)業(yè)：小小傳感器“四兩撥千斤”，讓科技武裝到土壤 

自古以來，中華民族就是一個以農(nóng)業(yè)立國的民族，農(nóng)業(yè)作為我國的主要產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)展中發(fā)揮了重要的作用。

近幾年，隨著科技的發(fā)展以及人工智能時代的到來，智慧農(nóng)業(yè)逐漸發(fā)展并且成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)程中的重要組成部分。

在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的大環(huán)境下，傳感器作為現(xiàn)代智能化的重要工具，為推進(jìn)實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)揮了重要作用。

01農(nóng)業(yè)傳感器的概念

傳感器是一種可以將被測量的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號或者其他形式信息輸出的檢測裝置，具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)傳感器主要包括生命信息傳感器和環(huán)境傳感器。

生命信息傳感器是通過檢測植物生長過程中植物信息元素和農(nóng)藥化肥等元素含量，并對植物生長體征進(jìn)行數(shù)字化處理，進(jìn)而分析植物生長狀況。

環(huán)境傳感器主要是對水分、土壤、空氣等植物所生長的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控分析，及時了解環(huán)境變化，保證植物成長和農(nóng)作物質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)水平。目前，常用的農(nóng)業(yè)傳感器主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、氣敏傳感器、生物傳感器、光電傳感器和壓力傳感器等。

現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展離不開傳感器。實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)首先需要了解農(nóng)作物的長勢、和病蟲草害情況等。過去這些情況都靠農(nóng)民的眼睛和經(jīng)驗(yàn)去判斷，現(xiàn)在先進(jìn)的農(nóng)業(yè)傳感器可以比人更精確地反映農(nóng)作物的情況。

02智慧農(nóng)業(yè)中常用的傳感器

在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，傳感器有著無可替代的作用：無論是監(jiān)測內(nèi)外環(huán)境，還是捕捉各種數(shù)據(jù)信息，傳感器都是必備工具，今天我們來說說智慧農(nóng)業(yè)中常用的幾種傳感設(shè)備。

1.溫濕度傳感器

溫室大棚中使用溫度濕度傳感器可以促進(jìn)植物的生長，溫濕度傳感器是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要部件。

當(dāng)溫室大棚監(jiān)測系統(tǒng)安裝后，操作人員可根據(jù)溫濕度傳感器實(shí)時溫濕度數(shù)據(jù)對溫室內(nèi)部采暖、通風(fēng)等設(shè)備實(shí)行操作， 有效解決了現(xiàn)代化智能連棟溫室操作費(fèi)用高，耗能大等缺點(diǎn)。監(jiān)測系統(tǒng)還可根據(jù)蔬菜生長條件設(shè)置警報值，當(dāng)溫濕度異常時實(shí)行報警，提醒工作人員注意。

2.光照度傳感器

光照度是指物體被照明面上單位面積得到得光通量。智慧農(nóng)業(yè)中的光照度傳感器適用于農(nóng)業(yè)溫室大棚，用來檢測作物生長所需的光照強(qiáng)度是否達(dá)到作物適宜的生長狀況，以決定是否需要補(bǔ)光或遮陽。

3.風(fēng)速風(fēng)向傳感器

農(nóng)業(yè)風(fēng)速傳感器主要使用到室外，用于組建氣象風(fēng)速的檢測采集使用，溫室中普遍使用遮陽網(wǎng)和卷膜來進(jìn)行遮光和保溫使用，當(dāng)遮陽網(wǎng)或是卷膜展開時，風(fēng)速如果過大，將對遮陽網(wǎng)和卷膜造成損害，而系統(tǒng)會根據(jù)風(fēng)速送回的風(fēng)速信息做計算處理，用于在高風(fēng)速的情況下及時地收回遮陽網(wǎng)和卷膜，防止大風(fēng)對遮陽網(wǎng)和卷膜的破壞。

4.農(nóng)業(yè)氣體傳感器

二氧化碳、氨氣等氣體傳感器主要用于溫室大棚以及養(yǎng)殖場，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境內(nèi)氣體的濃度，通過上傳至云平臺，對當(dāng)前的作物進(jìn)行有效施肥、通風(fēng)、換氣的方案，調(diào)整相應(yīng)氣體濃度，給予溫室作物或者家畜一個通風(fēng)的健康環(huán)境，利于作物、家畜的生長。

5.電導(dǎo)率傳感器

能夠監(jiān)測土壤中的氮、磷、鉀以及其他各種微量元素，通過對大棚中的土壤等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行專項(xiàng)含量的檢測，決定是否要對當(dāng)前的作物進(jìn)行有效的施肥。

03傳感器在智慧農(nóng)業(yè)上的未來發(fā)展趨勢

《國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》指出要大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程和“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行動，鼓勵對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化改造，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)遙感、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化水平。

對于智慧農(nóng)業(yè)來說，傳感器是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的最基礎(chǔ)，也是最必不可少的“探頭”工具。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的逐漸成熟和傳感器行業(yè)的飛速發(fā)展，傳感器也向更加微型化、集成化和智能化等方向發(fā)展。

成本低、功耗小、使用簡單的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是實(shí)現(xiàn)傳感器集成化的一種技術(shù)，也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中至關(guān)重要的一部分。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種集成傳感器并通過無線通信進(jìn)行感知、采集、處理傳輸網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，該技術(shù)主要用來獲取環(huán)境信息，也是目前使用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化水平發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用。

比如，未來需要發(fā)展的智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人。一個集多種傳感器于一身且可以智能操縱的機(jī)器人，不僅可以代替人工實(shí)現(xiàn)更加精確的信息數(shù)據(jù)獲取和田間勞作，還可以配合大數(shù)據(jù)平臺得到更合適的治理方案。同樣，在遙感領(lǐng)域，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)地形分析、災(zāi)害研究、病蟲害監(jiān)控和植保無人機(jī)等占有主導(dǎo)地位。

傳感器和物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的結(jié)合可以打造一個智能化、數(shù)字化的多功能智慧農(nóng)業(yè)平臺，也是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡的重要節(jié)點(diǎn)。