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精细农业论文摘要范文精细农业论文摘要写 农田是不可增长的自然资源,如何在有限的农田资源基础上,借助先进的科技手段提高农田的生产效率、经济效益与环境效益已经成为我国必须解决的重大课题.以信息技术与农业技术融合为特点的“精细农业”技术成为解决以上问题的关键,而利用无线传感器网络(WSN)技术进行农田信息采集与管理,是目前农业信息技术研究的热点. 无线传感器网络技术集传感器技术、微机电系统技术(MEMS)、无线通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术于一体,具有易布置、易控制、低功耗、通信灵活、低成本等特点.与传统的公网通信技术不同,无线传感器网络是面向应用的、以任务或数据为中心的无线网络技术,无法找到应对各种不同应用领域的统一架构.因此,需要依据不同应用领域和相关需求,设计优化、适用的无线网络结构,并研究相应的组网技术、能量管理、数据管理与融合方法等. 精细农业应用具有作物类型与地势多样、天气状况复杂、监测面积大、传感器节点数量多、各节点往往配置多源信息(各种土壤属性、环境属性与作物生长信息等)、农作物生长周期长等特点,这些特点为面向精细农业的无线传感器网络技术研究带来了挑战.本论文以良好的环境适应性、低功耗、低成本、标准化为目标,以设施农业与大田两种应用对象,研究了面向精细农业的无线传感器网络关键技术,包括网络结构、组网方式、节点定位方法、数据融合方法、能量快速自给与节能策略,并介绍了无线传感器网络系统性能评价方法、面向物联网的中间件设计方法、通用节点软硬件设计方法与典型应用系统.主要研究内容和成果如下： (1)首先从农业应用环境对无线信道传播特性的影响出发,分别对裸地、平地和山地进行了实验,建立了无线信道传播损耗模型,为无线传感器网络的组织结构、组网方式与不同应用环境的节点部署方法提供了依据. (2)对面向精细农业的无线传感器网络组织结构和组网方式进行了研究.针对设施农业与大田的实际应用环境,设计了无线传感器网络系统架构,提出了分簇有限自组网的组网方式,并设计了双链交叉通信的通信方式. (3)面向大田应用,提出用改进的DV-Hop算法对节点进行定位,利用该算法采用四边测距方式定位节点位置.针对农业多源信息WSN终端节点,设计了基于太阳能MPPT的能量快速自给方法,并设计了传感器间歇采样、深度休眠的工作方式,有效增加了节点的供电可靠性. (4)数据融合是农业无线传感器网络系统的重要支撑技术,本文运用了基于空间相关性的压缩感知理论对节点数据进行融合；采用压缩感知理论,减少了数据的传输量,有效地降低了节点能耗. (5)目前,尚无面向精细农业的无线传感器网络系统行业标准,本文在上述研究的基础上,设计了网络服务质量目标驱动的农业无线传感器网络系统评价策略与评价方法,为面向精细农业的无线传感器网络系统行业标准的建立提供参考. (6)针对农业无线传感器网络系统低成本、标准化与方便数据管理的需要,设计了面向农业物联网的WSN中间件,并开发了软硬件系统,针对大田灌溉、设施栽培环境监控等进行了应用示范,结果表明,本文设计的无线传感器网络技术较好地满足了精细农业应用需求,软硬件皆方便系统集成,适合标准化需求与大规模推广. 综述了目前国外“精细农业”实践的主要目标及其技术思想的内涵.着重围绕其主要支持技术发展,讨论了有关工程技术创新及推动我国开展试验研究的问题.针对目前国外对这一技术体系的研究与实践,主要集中在基于和技术应用的作物生产系统精细管理方面,提出用“精细农作”的译名来表达.进入世纪,基于知识和信息的“精细农作”技术思想,必将扩展到大农业经营的各个领域,推动农业生产的信息化与知识化,逐步形成一个基于农业生物科学、电子信息技术及工程装备为主导的“精细农业”技术体系,为建立优质、高效和可持续发展的农业系统服务. 由于现代信息技术在农业中的应用,精细农业在世界范围内引起了广泛关注.快速有效地采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息,是开展精细农业实践的重要基础.围绕土壤环境、作物产量分布、病虫草害及作物长势等信息采集技术的研究情况进行了阐述,指出了现有采集技术存在的优缺点,并在此基础上指出提高设备的采集精度和速度,开发研制产量监测系统、土壤环境信息快速测量仪以及多功能采集设备是近阶段的主要研究方向. 快速、有效地采集和描述影响作物生长的田间信息,是开展精细农业实践的重要基础.随着现代信息技术的不断发展,田间信息采集技术也在快速发展和不断更新.阐述了GPS定位技术、传感技术、多传感信息融合技术、无线通讯技术等在田间定位信息、土壤属 _、作物生长信息、环境信息和作物产量信息获取中应用的研究现状,指出现有采集技术存在的优缺点,并提出开发集各种先进技术为一体,低成本、多通道、高精度、定位快速的动态农田信息数字化智能测量装备是今后田间信息采集技术的研究方向. 农业的发展呼唤新的农业技术革命,农业现代化的建设需要农业高新技术的支持.在进入以信息和生物技术为主的农业技术创新的时代,“精细农业”作为现代农业精细经营技术体系,其应用和发展能够使人类充分挖掘农田的潜力,合理利用水肥资源,避免环境污染,大幅度提高农产品的质量,保证农业的可持续发展.因此,精细农业代表了21世纪世界农业发展的总趋势,将是我国农业现现代化的发展的最佳选择. 20 0 1年 10月 ,在农业部第七届科技委二次全体会议上 ,我曾以“精细农业发展研究的思考”为题撰文在大会上进行学术交流.本文在近 2年来进行精细农业试验实践与深化国际科技交流基础上作了进一步修改后应约发表 ,以便和农业科技界从事有关发展与技术创新研究的同仁们共同探讨.文*绍了 2 0世纪 90年代中期以来“精细农业”试验研究与有关产业技术发展的趋势和面临的科学技术问题 ,浅谈对“精细农业”技术思想内涵的理解及在我国开展试验研究与推进技术创新研究的思考.“精细农业”作为一种基于信息和知识管理农业生产系统的新理念 ,它的实践 ,对于推动应用信息技术改造和提升我国传统农业与农业装备技术水平 ,倡导科学经营与管理农业生产过程的新思路 ,发展面向农业生产的信息技术应用研究和实现农业可持续发展 ,都具有革命性的意义.精细农业在我国的试验实践与应用推广 ,将是一个渐进的发展过程.加强面向农业生产过程管理服务的信息化技术创新和结合国情的有关技术装备开发研究 ,促进科技交流和新技术知识传播 ,在大学相关学科专业开设有关课程和培养专门人才 ,都将有重要促进作用. 精细农业是21世纪农业发展的一个重要方向,将推动粗放型农业向知识型、技术型的现代农业转变,在发达国家已被认为是跨世纪作物生产管理的一场革命.精细农业的核心是针对农作物的生长环境及生长状况在空间和时间分布上存在的差异,实施精确的变量管理措施,实现低投入、高效率、可持续的农业生产.精细农业的实施主要包括三个环节：农田信息的采集、信息的管理与决策、变量作业,其中农田信息的采集是实施精细农业的前提.本文结合我国的实际情况,重点研究了基于GPS、GIS及虚拟仪器的农田信息的采集与处理技术,主要研究内容如下： 1)在分析GPS卫星定位原理及输出语句数据格式的基础上,设计了OEM型GPS接收机与计算机的硬件接口及WINDOWS通讯程序,实现了GPS数据的计算机实时采集.给出了GPS数据的处理方法,提出了使用三角形分割法计算农田的面积的方法,并编程实现了农田面积的GPS测量计算. 近几年来,我国在推进新的农业科技革命中,对国外“精细农业”的研究与发展,给予了极大的关注.精细农业的应用实践和快速发展,能够使人类充分挖掘农田的潜力、合理利用水肥资源、避免环境污染、大幅度提高农产品产量和品质,代表了新时期可持续农业发展的主要方向,将在21世纪初成为推动我国农业科技革命的重要研究课题. 围绕农业传感器技术、精细农作技术、农业机器人技术、农业物联网技术和农业信息服务技术五大方面,对农业信息化前沿技术的发展态势进行了分析,同时探讨了中国农业信息化前沿技术发展存在的问题并提出了相应的建议.研究表明,农业传感器技术是农业信息获取与信息化的基础,精细农作技术代表了当今农业装备的先进水平,农业机器人技术是未来农业智能装备的重要方向,农业物联网技术