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本科期间通过专业知识的接触和慎重考虑,在研究生期间我选了智慧农业发展方向,我个人觉得智慧农业的发展前景不可估量。
通过现代卫星遥感技术、无人驾驶技术、互联网技术、地理信息系统技术的大力快速发展,传统靠天吃饭的农作方式已经在悄然改变。中国自古以来作为农业大国,农业依然是主力产业,但是现代技术的发展和快节奏,现代农业已经不再是传统的死板作业方式了,已经渐渐发展成”蔬菜“喊渴”,点一下手机,大棚里的水管就能自动喷水;叶菜成熟了,采摘、传输全程机械化,大棚里只需两名工人;农田里有害虫,操控手柄,无人机马上飞来精准灭杀;农田里百余亩麦苗长势如何,智能巡航机不到两分钟告诉你答案“
遥感卫星
作为一种现代农业技术变迁成果的集成模式,智慧农业赋予了农业生产更多的可能性。发展智慧农业既是实现农业农村现代化的题中之义,也是应对气候变化,推动可持续发展的必然要求。当前中国智慧农业的发展水平尚处在起步阶段,有必要总结欧洲智慧农业的发展经验以供借鉴。
手机种植
5G赋能智慧农业
手机监测
智慧农业是未来农业发展的趋势,大数据技术的科学应用,能为智慧农业良好发展起到促进作用。
智慧农业是以“信息知识+智能装备”为特征,综合利用计算机、地理空间信息、网络通讯、电子工程等技术,对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的一种农业形态,已成为当今世界现代农业发展的重要方向。所以说智慧农业不是单一的一门学科,它是由许多其他门类的学科综合支撑起来的,其就业前景不可估量,可以说,即使在未来的某一天你不想只做农业这一行了,你也可以很容易的跨到计算机领域、空间信息系统领域等看起来很高大尚的领域。
植物农作物播种:植保无人机、农业无人车
植物农作物采摘:自动采摘机器人
苹果采摘机器人
养殖:智能孵化机、自动饲喂器
农产品分拣:自动分拣机器人
总的来说,该专业的就业不仅局限于该专业的本身,更多的应该是支撑该专业发展的领域。
智慧农业系统方案怎么做
农业发达国家,机器人似乎已经开始成为智能时代的一种新风尚,在世界各地,有不少农场都投入使用了效率比农场工人高得多的机器人。
农业机器人是一种机器,是机器人在农业生产中的运用,是一种可由不同程序软件控制,以适应各种作业,能感觉并适应作物种类或环境变化,有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。
一、发展
农业机器人出现后,发展很快,许多国家在农业机器人的研制和发展,出现了多种类型农业机器人。目前日本居于世界各国之首。在进入21世纪以后,新型多功能农业机器人得到日益广泛地应用,智能化机器人也会在广阔的田野上越来越多地代替手工完成各种农活,第二次农业革命将深入发展。。区别于工业机器人,是一种新型多功能农业机械。农业机器人的广泛应用,改变了传统的农业劳动方式降低了农民的劳动力,促进了现代农业的发展。
二、分类
1、施肥机器人
美国明尼苏迭州一家农业机械公司的研究人员推出的机器人别具一格,它会从不同土壤的实际情况出发,适量施肥。它的准确计算合理地减少了施肥的总量,降低了农业成本。由于施肥科学,使地下水质得以改善。
2、大田除草机器人
德国农业专家采用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术,研制出可准确施用除草剂除草的机器人。首先,由农业工人领着机器人在田间行走。在到达杂草多的地块时,它身上的GPS接收器便会显示出确定杂草位置的坐标定位图。农业工人先将这些信息当场按顺序输入便携式计算机,返回场部后再把上述信息数据资料输到拖拉机上的一台计算机里。当他们日后驾驶拖拉机进入田问耕作时,除草机器人便会严密监视行程位置。如果来到杂草区,它的机载杆式喷雾器相应部分立即启动,让化学除草剂准确地喷撒到所需地点。
3、菜田除草机器人
英国 科技 人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置,利用摄像机扫描和计算机图像分析,层层推进除草作业。它可以全天候连续作业,除草时对土壤无侵蚀破坏。科学家还准备在此基础上,研究与之配套的除草机械来代替除草剂。收割机器人美国新荷兰农业机械公司投资250万美元研制一种多用途的自动化联合收割机器人,著名的机器人专家雷德·惠特克主持设计工作,他曾经成功地制造出能够用于监测地面扭曲、预报地震和探测火山喷发活动征兆的航天飞机专用机器人。惠特克开发的全自动联合收割机器人很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼,其中的一些高产田的产量是一般农田的十几倍。
4、采摘柑桔机器人
西班牙 科技 人员发明的这种机器人由一台装有计算机的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成,能够从桔子的大小、形状和颜色判断出是否成熟,决定可不可以采摘。它工作的速度极快,每分钟摘柑桔60个而靠手工只能摘8个左右。另外,采摘柑桔机器人通过装有视频器的机械手,能对摘下来的柑桔按大小马上进行分类。
5、采摘蘑菇机器人
英国是世界上盛产蘑菇的国家,蘑菇种植业已成为排名第二的园艺作物。据统计,人工每年的蘑菇采摘量为11万吨,盈利十分可观。为了提高采摘速度,使人逐步摆脱这一繁重的农活,英国西尔索农机研究所研制出采摘蘑菇机器人。它装有摄像机和视觉图像分析软件,用来鉴别所采摘蘑菇的数量及属于哪个等级,从而决定运作程序。采摘蘑菇机器人在机上的一架红外线测距仪测定出田问蘑菇的高度之后,真空吸柄就会自动地伸向采摘部位,根据需要弯曲和扭转,将采摘的蘑菇及时投入到紧跟其后的运输机中。它每分钟可采摘40个蘑菇,速度是人工的两倍。
6、分检果实机器人
在农业生产中,将各种果实分检归类是一项必不可少的农活,往往需要投入大量的劳动力。英国西尔索农机研究所的研究人员开发出一种结构坚固耐用、操作简便的果实分检机器人,从而使果实的分检实现了自动化。它采用光电图像辨别和提升分检机械组合装置,可以在潮湿和泥泞的环境里干活,它能把大个西红柿和小粒樱桃加以区别,然后分检装运,也能将不同大小的土豆分类,并且不会擦伤果实的外皮。
7、番茄收获机器人
日本番茄收获机器人针对成熟番茄果实表现为红色这一特点, 用彩色CCD摄像头作为视觉传感器, 基于RGB分量区分水果和茎叶。
8、采摘草莓机器人
日本国家农业和食品研究发明了一个能够采摘草莓的机器人。该机器人装有一组摄像头,能够精确捕捉草莓的位置,还有配套软件能根据草莓的红色程度来确保机器人采摘的是成熟的草莓。虽然此机器人目前只能采摘草莓,但可以通过修改程序来使机器人采摘其它水果,如葡萄、番茄等。机器人采一个草莓的时间是9秒,如果大范围使用并能保持采摘效率,可以节省农民40%的采摘时间。
三、为什么会出现农业机器人
在美国、日本等国家,农业人开口很少,随着农业的规模化、多样化、精确化,劳动力不足的现象越来越明显。而现实中许多作业项目都是劳动力密集型的工作,再加上时令要求,劳动力短缺严重。为了解决这一现象问题,农业机器人应运而生。
四、农业机器人的特点
◆ (1)农业机器人作业对象的娇嫩性
生物具有软弱易伤的特性,必须细心轻柔地对待和处理。且其种类繁多,形状复杂,在三维空间里的生长发育程度不一,相互差异很大。
◆ (2)农业机器人的作业环境的非结构性
由于农业作物随着时间和空间的不同而变化,机器人的工作环境是变化的、未知的,是开放性的环境。作物生长环境除受园地、倾斜度等地形条件的约束外,还直接受季节、大气和时间等自然条件的影响。这就要求生物农业机器人不仅要具有与生物体柔性相对应的处理能力,而且还要能够顺应变化无常的自然环境。要求农业机器人在视觉、知识推理和判断力等方面具有相当的智能。
◆(3)农业机器人作业动作的复杂性
农业机器人一般是作业、移动同时进行,农业领域的行走不是连接出发点和终点的最短距离,而是具有狭窄的范围,较长的距离及遍及整个田间表面等特点。
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◆ (4)农业机器人的使用者
农业机器人的使用者是农民,不是具有机械电子知识的工程师,因此要求农业机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点。
(5)农业机器人的价格特性
工业机器人所需要大量投资由工厂或工业集团支付,而农业机器人以个体经营为主,如果不是低价格,就很难普及。
在农业生产中使用机器人有很多好处:可以提高劳动生产率;解决劳动力不足的问题;改善农业生产者的安全、卫生环境;提高作业质量等。
五、农业收获机器人的发展现状
农业机器人出现之后,发展很快,许多国家在农业机器人的研制和发展,出现了多重类型的农业机器人。现如今,新型多功能农业机器人得到日益广泛的应用,智能化机器人也会在广阔的田野上越来越多地代替人工完成各种农活。
◆ 1.国外农机现状
目前,各农业发达国家果蔬收获机器人的研究已经取得了很大的进展,但离实用化和商品化还有很长一段距离。法国是最早研究水果收获机器人的国家之一。日本近年来在收获机器人研究方面进展很快,但还没能真正实现商业化。荷兰收获机器人的研究工作也走在很多国家的前面,但研究的果蔬种类并不多。
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目前收获机器人还未得到真正应用的原因主要是:
1) 果实的识别率和采摘率不高,损伤率较大;
2) 果实的平均采摘周期较长;
3) 收获机器人的制造成本较高。
◆ 2.国内农机现状
我国是一个发展中的农业大国,农业问题始终是关系到我国经济 社会 发展的根本问题。
但是我国的农业机器人在精度、效率和稳定度方面和国外还有一定的差距。
随着新的农业生产模式和新技术的应用, 机器人将越来越多地应用到农业生产中。在农业中运用机器人是从质的方面提高劳动生产率的新方法,也是农业机械产品技术发展的一个标志。
但是由于农业生产的季节性、农产品的价格、农业作业的复杂性等特点对农业机器人的性价比、智能提出较高的要求, 成为制约农业机器人研究应用的瓶颈问题。因此,农业机器人技术将是新世纪的重点研究内容之一。
智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用,主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。
(1)监控功能系统:根据无线网络获取的植物生长环境信息,如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配,如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。
(2)监测功能系统:在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线
传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。
(3)实时图像与视频监控功能:农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络,通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言,仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如:哪块地缺水了,在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。
因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端,而很难从单纯的技术手段上进行突破。视频监控的引用,直观地反映了农作物生产的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观反映一些作物的生长长势,也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。
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