RFID物联网+现代农牧业,有哪些智能化应用场景?
近年来,随着智能农业、精准农业的发展,物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。其应用方面包括农业资源(农用土地资源、水资源、生产资料等)管理、农业生态环境(土壤、大气、水质、气象、灾害等)管理、农业生产过程(精耕细作、设施农业、健康养殖等)管理、农产品与食品安全追溯、农业设备与设施使用等。在这种大背景下,精细农牧业成为农业可持续发展的热门领域。
现代农业
精细农业的核心是指实时地获取农作物的生长及环境信息,最大限度地提高水、肥或饲料的利用效率,增加产量,减少环境污染,保证农作物生长的健康无害。在这方面,物联网可用以监视农作物的灌溉情况、土壤空气的变更、畜禽的环境状况以及检测大面积的地表状态,收集温度、湿度、风力、大气、降雨量以及土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等,实现农业的科学监测、科学种植,帮助农民抗灾、减灾,提高农业综合效益。
快速有效地采集和描述影响作物生长功能的空间变量信息,是精细农业实践的重要基础。而3S(指GPS、GIS、RS)技术则是获取并处理作物信息的基础。
地理信息系统(GIS)在精细农作技术体系中主要用于建立农田土地管理,土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等,为分析差异性和实施调控提供处方信息。
遥感(RS)技术可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来,RS技术在大面积作物产量预测、农情宏观预报等方面作出了重要贡献。遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图像信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图像,可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性,提供农田作物生长的时空变异性的信息,在一个季节中不同时间采集的图像,可用于确定作物长势和条件的变化。
全球定位技术(GPS)在精细农业上主要用来获取农田位置信息,主要包括采样点的经纬度、所在田块的形状和面积等。目前,国外智能农业机械大都使用差分卫星定位系统(DGPS)消除系统误差,如美国天宝公司(Trimble)生产的AgGPS132为分米级信标导航差分DGPS,AgGPS214为厘米级的载波相位差分DGPS。我国也积极开展DGPS在精细农业中的应用研究以及相关设备的研制。如中国农业大学精细农业研究中心设计开发了内置GPS-OEM板的农田信息采集系统。
在3S所获得信息的基础上,经过多年努力,精细农业领域又出现了众多智能信息采集与处理系统,其中决策支持系统(DSS)是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识,建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型,利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库,针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异做出分布式投入决策,即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES和模拟系统SS,因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。
虽然我国早在20世纪90年代就已在农业领域使用GPS、GIS等技术,但在精细农业实践过程中仍面临各种技术问题,需要加强多部门、多学科间的相互联系,开展国际合作,以进一步提高我国的农业发展水平。
畜牧业管理
1.电子耳标
在牲畜出生及饲养的时候,在牲畜的身上安装上RFID标签(如做成耳标或脚环),这些电子标签在牲畜出生时打在耳上,此后饲养员用一个手持设备不断地设定、采集或存储它成长过程中的信息,从源头上对生产安全进行控制,同时记录牲畜在各个时期的防疫记录、疾病信息及养殖过程的关键信息。在牲畜屠宰前,首先要通过手持机读取RFID标签,以确认无疾病牲畜才能出栏。畜牧业饲养阶段的标签数据信息包括三部分,为养殖→出生状况→生长状况→出栏状况;防疫→接种疫苗→防疫检查→疫情处理;畜群管理→牲畜出入草场信息→牲畜草场位置信息→牲畜状况信息。
2.牲畜电子监控管理系统
应用物联网技术的牲畜电子监控主要包括出入境牲畜监控以及牲畜生长环境监控等方面。
3.肉类托盘管理系统
货物在运输过程中,按照规定的产地、数量、品质、等级等标准写在运送过货物的托盘上或包装箱的电子标签中。当货物运输到批发市场或商场的指定仓库中或指定的配送点时,首先要读取托盘和包装箱标签内的产品信息,并上传到系统中去。
4.批发市场RFID管理系统
在城市农产品批发交易中心,每天都会有大量的肉类农副产品从这里流向市区的各个农贸市场。为了做到安全检测,市场管理部门为每样农产品建立电子档案,使用者可以通过系统很方便地了解到农产品的生产信息、质量信息、市场信息、价格信息等情况。这里,市场经营者人手一片电子标签卡,这个“入场证”记录他们经营产品的检测情况和交易情况。
RFID标签作为肉类批发信息的载体部分,对应批发商的货物,利用射频技术及RFID标签的手持读取功能对货物进行交易结算,大大加快了肉类批发的交易结算速度。以RFID标签为交易核心数据的载体,可记录进场交易的每个货品的来源地、交易时间、检测检疫信息,加强肉类产品交易的规范性和可追溯性。
综上,物联网应用于牲畜信息化管理可对牲畜从饲养、监管、屠宰到销售等各个环节进行监管,从而确保整个流转过程的透明化,确保牲畜从源头到餐桌的全程安全,实现全程质量监控和追溯。