一、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全納米傳感應(yīng)用研究分析與展望

在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。納米材料特殊的尺寸效應(yīng)和光電性質(zhì)，符合農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)的靈敏度、穩(wěn)定性和檢測(cè)通量等指標(biāo)要求。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所和國(guó)家納米科學(xué)中心，就農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全納米傳感應(yīng)用研究分析與展望，闡述常用納米材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，論述了基于納米材料的化學(xué)傳感、生物傳感、電化學(xué)傳感和光譜傳感等常用傳感分析技術(shù)和器件，以及納米傳感分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，在克倫特羅、三聚氰胺等危害物方面的應(yīng)用。

納米材料的制備和修飾技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升，多目標(biāo)、高通量納米傳感器件在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值廣受關(guān)注，在線(xiàn)傳感分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全智慧監(jiān)控方面有迫切需求需要快速、實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

二、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)故障診斷特征分析及潛在挑戰(zhàn)

基于農(nóng)業(yè)場(chǎng)景與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型物理農(nóng)業(yè)蟲(chóng)害防治工具，太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用中的故障診斷難、維護(hù)難等問(wèn)題，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院與英國(guó)林肯大學(xué)工學(xué)院聯(lián)手展開(kāi)了研究。

結(jié)合目前太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈節(jié)點(diǎn)自身存在的故障，及其在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，基于行為、基于時(shí)間、基于組件以及基于影響區(qū)域的故障四類(lèi)，在故障診斷方法與策略的基礎(chǔ)上，提出了適用WSNs故障診斷調(diào)試工具。

總之，太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)的特性對(duì)故障診斷帶來(lái)的潛在挑戰(zhàn)，指出了合理的研究方向，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的故障診斷提供參考。

三、用于作物表型信息邊緣計(jì)算采集的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法

針對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端數(shù)量增加，及多媒體圖像傳輸需求的增加，會(huì)出現(xiàn)無(wú)線(xiàn)頻譜資源緊缺問(wèn)題。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)電子工程學(xué)院與嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室，預(yù)見(jiàn)地基于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的作物表型信息采集系統(tǒng)，存在法人頻譜競(jìng)爭(zhēng)、數(shù)據(jù)擁堵的現(xiàn)象，以及監(jiān)測(cè)周期縮減等諸多問(wèn)題，研究建立了一個(gè)認(rèn)知無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(CRSN)作物表型信息采集模型。

該算法模型，引入邊緣計(jì)算機(jī)制的動(dòng)態(tài)頻譜和能耗均衡(DSEB)的事件驅(qū)動(dòng)分簇路由算法，在網(wǎng)絡(luò)生存期與能效等方面均具有一定的改進(jìn)，在主用戶(hù)節(jié)點(diǎn)數(shù)為定值時(shí)，所提算法比其它兩種算法具有更高頻譜利用率。

四、基于調(diào)制近紅外反射光譜的土壤養(yǎng)分近場(chǎng)遙測(cè)方法研究

國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心就快速、準(zhǔn)確檢測(cè)土壤養(yǎng)分技術(shù)開(kāi)展研究，針對(duì)土壤養(yǎng)分過(guò)高過(guò)低的問(wèn)題，基于調(diào)制近紅外光譜的土壤養(yǎng)分主動(dòng)式近場(chǎng)遙測(cè)方法。力圖解決在傳統(tǒng)取樣檢測(cè)過(guò)程中，取樣及預(yù)處理過(guò)程繁瑣、操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分的原位快速檢測(cè)的問(wèn)題。

研究發(fā)現(xiàn)基于調(diào)制近紅外反射光譜的土壤養(yǎng)分近場(chǎng)遙測(cè)方法，可有效避免土壤反射自然光的干擾，具有土壤養(yǎng)分現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的能力。

五、農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程智能管理平臺(tái)研發(fā)及其應(yīng)用

金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院、浙江大學(xué)聯(lián)手商業(yè)機(jī)構(gòu)，針對(duì)農(nóng)機(jī)管理中存在的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)少、作業(yè)監(jiān)管難、服務(wù)信息不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題，提出了一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)化遠(yuǎn)程管理平臺(tái)的研究。

該管理平臺(tái)具備專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、云平臺(tái)、模塊化、開(kāi)放性等五大原則，基于大田作業(yè)智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、定位、遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)下，可定制化的通用農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程智能管理平臺(tái)。平臺(tái)采用分級(jí)管理策略，可供管理部門(mén)、合作社、農(nóng)機(jī)手、農(nóng)戶(hù)，實(shí)現(xiàn)了的農(nóng)機(jī)信息庫(kù)及農(nóng)機(jī)位置服務(wù)、農(nóng)機(jī)作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理、農(nóng)田基礎(chǔ)信息管理、田間作物基本信息管理、農(nóng)機(jī)調(diào)度管理、農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼管理、農(nóng)機(jī)作業(yè)訂單管理等實(shí)用功能，對(duì)同類(lèi)型管理平臺(tái)的研發(fā)工作，具有參考與借鑒作用。

六、水肥濃度智能感知與精準(zhǔn)配比系統(tǒng)研制與試驗(yàn)

中國(guó)科學(xué)院、安徽省智慧農(nóng)業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室 、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)攜手寧夏農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心，為解決農(nóng)場(chǎng)當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的復(fù)合肥料精準(zhǔn)化配料問(wèn)題，開(kāi)展了一項(xiàng)關(guān)于水肥濃度智能感知與精準(zhǔn)配比系統(tǒng)的科研。

該研究將水肥一體化智能灌溉施肥系統(tǒng)作為研究對(duì)象，構(gòu)建了水肥濃度智能感知與精準(zhǔn)配比系統(tǒng)。研究消除了當(dāng)?shù)厮w電導(dǎo)率對(duì)水肥配比準(zhǔn)確性的干擾，實(shí)現(xiàn)復(fù)合肥精準(zhǔn)化配比，該配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配比精準(zhǔn)，具備與現(xiàn)有水肥一體機(jī)、人工配肥系統(tǒng)結(jié)合使用的基礎(chǔ)，可應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培、果園栽培和大田經(jīng)濟(jì)作物栽培等環(huán)境下的精準(zhǔn)施肥作業(yè)。

七、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的防盜防破壞設(shè)計(jì)及展望

國(guó)家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)與英國(guó)林肯大學(xué)，針對(duì)太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈在部署應(yīng)用過(guò)程中存在的被盜被破壞問(wèn)題，展開(kāi)了跨專(zhuān)業(yè)的防盜防破壞設(shè)計(jì)及展望。

以太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)為應(yīng)用場(chǎng)景，從內(nèi)部硬件、軟件算法和外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個(gè)層面，對(duì)硬件進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，以獲取更多的傳感信息。同時(shí)提出了用以被盜被破壞出現(xiàn)后的部署、追蹤和巡檢等應(yīng)急應(yīng)用的輔助設(shè)備，對(duì)設(shè)備防盜防破壞技術(shù)，在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

八、面向果園多機(jī)器人通信的AODV路由協(xié)議改進(jìn)設(shè)計(jì)與測(cè)試

針對(duì)多機(jī)器人在果園中作業(yè)時(shí)的通信需求，西北農(nóng)林科技大學(xué)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蘋(píng)果全程機(jī)械化科研基地、 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部北方農(nóng)業(yè)裝備科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站和黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，跨學(xué)科研究了基于Wi-Fi信號(hào)的改進(jìn)無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)按需平面距離向量路由協(xié)議(AODV-SP)。

該協(xié)議在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了靜態(tài)丟包率和動(dòng)態(tài)測(cè)試，為果園多機(jī)器人在實(shí)際環(huán)境中通信系統(tǒng)的搭建提供參考。

九、基于粒子群與模擬退火協(xié)同優(yōu)化的農(nóng)田物聯(lián)網(wǎng)混合多跳路由算法

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)的信息技術(shù)學(xué)院與智慧農(nóng)業(yè)研究院，對(duì)農(nóng)田土壤、環(huán)境和作物生長(zhǎng)的多源異構(gòu)信息獲取的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，在農(nóng)田中非均勻分布且受到能量制約等問(wèn)題，研究提出了一種基于粒子群和模擬退火協(xié)同優(yōu)化的農(nóng)田物聯(lián)網(wǎng)混合多跳路由算法(PSMR)。

該算法利用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)高效動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，通過(guò)粒子群與模擬退火協(xié)同優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)sink節(jié)點(diǎn)加速采集簇首中的聚合數(shù)據(jù)。該研究為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模農(nóng)田復(fù)雜環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間、高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，可提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的資源利用效率。

十、基于熒光法的溶解氧傳感器研制及試驗(yàn)

江南大學(xué)攜手江蘇省互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展中心及商業(yè)機(jī)構(gòu)，針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)作業(yè)中常用的溶解氧傳感器，價(jià)格昂貴、不能持續(xù)在線(xiàn)測(cè)量、更新部件維護(hù)困難、不適合規(guī)?；瘧?yīng)用等問(wèn)題，研究了一種基于熒光法的溶解氧傳感器。

該傳感器基于熒光淬滅原理，針對(duì)性進(jìn)行低成本、易維護(hù)方面的研發(fā)。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)：該傳感器的測(cè)量范圍是0～20 mg/L，響應(yīng)延遲小于2 s，溶氧敏感膜使用壽命約1年，可實(shí)時(shí)不間斷地對(duì)溶解氧濃度進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)具備測(cè)量方便、制作成本低、體積小等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)低成本的溶解氧傳感器研發(fā)與市場(chǎng)化，奠定了良好的基礎(chǔ)。

審核編輯黃昊宇