RFID物聯網+現代農牧業,有哪些智能化應用場景?
近年來,隨著智能農業、精準農業的發展,物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬。其應用方面包括農業資源(農用土地資源、水資源、生產資料等)管理、農業生態環境(土壤、大氣、水質、氣象、災害等)管理、農業生產過程(精耕細作、設施農業、健康養殖等)管理、農產品與食品安全追溯、農業設備與設施使用等。在這種大背景下,精細農牧業成為農業可持續發展的熱門領域。
現代農業
精細農業的核心是指實時地獲取農作物的生長及環境信息,最大限度地提高水、肥或飼料的利用效率,增加產量,減少環境污染,保證農作物生長的健康無害。在這方面,物聯網可用以監視農作物的灌溉情況、土壤空氣的變更、畜禽的環境狀況以及檢測大面積的地表狀態,收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量以及土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等,實現農業的科學監測、科學種植,幫助農民抗災、減災,提高農業綜合效益。
快速有效地采集和描述影響作物生長功能的空間變量信息,是精細農業實踐的重要基礎。而3S(指GPS、GIS、RS)技術則是獲取并處理作物信息的基礎。
地理信息系統(GIS)在精細農作技術體系中主要用于建立農田土地管理,土壤數據、自然條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢、作物產量的空間分布等的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理、圖形轉換與表達等,為分析差異性和實施調控提供處方信息。
遙感(RS)技術可以提供大量的田間時空變化信息。近30多年來,RS技術在大面積作物產量預測、農情宏觀預報等方面作出了重要貢獻。遙感技術領域積累起來的農田和作物多光譜圖像信息處理及成像技術、傳感技術和作物生產管理需求密切相關。RS獲得的時間序列圖像,可顯示出由于農田土壤和作物特性的空間反射光譜變異性,提供農田作物生長的時空變異性的信息,在一個季節中不同時間采集的圖像,可用于確定作物長勢和條件的變化。
全球定位技術(GPS)在精細農業上主要用來獲取農田位置信息,主要包括采樣點的經緯度、所在田塊的形狀和面積等。目前,國外智能農業機械大都使用差分衛星定位系統(DGPS)消除系統誤差,如美國天寶公司(Trimble)生產的AgGPS132為分米級信標導航差分DGPS,AgGPS214為厘米級的載波相位差分DGPS。我國也積極開展DGPS在精細農業中的應用研究以及相關設備的研制。如中國農業大學精細農業研究中心設計開發了內置GPS-OEM板的農田信息采集系統。
在3S所獲得信息的基礎上,經過多年努力,精細農業領域又出現了眾多智能信息采集與處理系統,其中決策支持系統(DSS)是根據農業生產者和專家在長期生產中獲得的知識,建立作物栽培與經濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統計趨勢分析與預測模型和技術經濟分析模型,利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數據庫,針對小區內農作物生長環境和生長條件時間和空間上存在的差異做出分布式投入決策,即生成田間投入處方圖。決策支持系統DSS綜合了專家系統ES和模擬系統SS,因而能為精細農業的實施提供正確的決策支持。
雖然我國早在20世紀90年代就已在農業領域使用GPS、GIS等技術,但在精細農業實踐過程中仍面臨各種技術問題,需要加強多部門、多學科間的相互聯系,開展國際合作,以進一步提高我國的農業發展水平。
畜牧業管理
1.電子耳標
在牲畜出生及飼養的時候,在牲畜的身上安裝上RFID標簽(如做成耳標或腳環),這些電子標簽在牲畜出生時打在耳上,此后飼養員用一個手持設備不斷地設定、采集或存儲它成長過程中的信息,從源頭上對生產安全進行控制,同時記錄牲畜在各個時期的防疫記錄、疾病信息及養殖過程的關鍵信息。在牲畜屠宰前,首先要通過手持機讀取RFID標簽,以確認無疾病牲畜才能出欄。畜牧業飼養階段的標簽數據信息包括三部分,為養殖→出生狀況→生長狀況→出欄狀況;防疫→接種疫苗→防疫檢查→疫情處理;畜群管理→牲畜出入草場信息→牲畜草場位置信息→牲畜狀況信息。
2.牲畜電子監控管理系統
應用物聯網技術的牲畜電子監控主要包括出入境牲畜監控以及牲畜生長環境監控等方面。
3.肉類托盤管理系統
貨物在運輸過程中,按照規定的產地、數量、品質、等級等標準寫在運送過貨物的托盤上或包裝箱的電子標簽中。當貨物運輸到批發市場或商場的指定倉庫中或指定的配送點時,首先要讀取托盤和包裝箱標簽內的產品信息,并上傳到系統中去。
4.批發市場RFID管理系統
在城市農產品批發交易中心,每天都會有大量的肉類農副產品從這里流向市區的各個農貿市場。為了做到安全檢測,市場管理部門為每樣農產品建立電子檔案,使用者可以通過系統很方便地了解到農產品的生產信息、質量信息、市場信息、價格信息等情況。這里,市場經營者人手一片電子標簽卡,這個“入場證”記錄他們經營產品的檢測情況和交易情況。
RFID標簽作為肉類批發信息的載體部分,對應批發商的貨物,利用射頻技術及RFID標簽的手持讀取功能對貨物進行交易結算,大大加快了肉類批發的交易結算速度。以RFID標簽為交易核心數據的載體,可記錄進場交易的每個貨品的來源地、交易時間、檢測檢疫信息,加強肉類產品交易的規范性和可追溯性。
綜上,物聯網應用于牲畜信息化管理可對牲畜從飼養、監管、屠宰到銷售等各個環節進行監管,從而確保整個流轉過程的透明化,確保牲畜從源頭到餐桌的全程安全,實現全程質量監控和追溯。