Arduino 和Yeelink 云平臺(tái)在智能農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

◎肖亮

Arduino 和Yeelink 云平臺(tái)在智能農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

◎肖亮

自然界的各種因素與農(nóng)作物的生長(zhǎng)條件緊密相關(guān)，傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程之中，人們對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響的環(huán)境參數(shù)，主要通過自身的感知能力來進(jìn)行分辨和管理，這樣的管理方式造成主觀意識(shí)強(qiáng)、準(zhǔn)確率略低、管理方式粗放?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展，各種傳感器、單片機(jī)、云平臺(tái)不斷完善強(qiáng)大，為智能農(nóng)業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Arduino和Yeelink是物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的優(yōu)質(zhì)平臺(tái)，可在農(nóng)業(yè)生成中的信息、傳輸、控制和感知等方面都起到不可或缺的作用，真正達(dá)到智能農(nóng)業(yè)的目的。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，運(yùn)用人工智能技術(shù)、信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新興技術(shù)就是智能農(nóng)業(yè)。也是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路和重要方式。Arduino和Yeelink云平臺(tái)通過一些信息傳感器設(shè)備，如溫濕度、氣體和紅外感應(yīng)器等，要按約定的協(xié)議，將任何需要通信和交換的信息和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，以達(dá)到智能化的跟蹤、監(jiān)控、管理、識(shí)別和控制的作用。目前，Arduino和Yeelink云平臺(tái)在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的信息、傳輸、控制和感知等方面尚屬開發(fā)利用測(cè)試階段，起到了重要的發(fā)展作用，推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智能農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。

智能農(nóng)業(yè)概述

智能農(nóng)業(yè)含義。自然界的各種因素和農(nóng)作物的生長(zhǎng)關(guān)系密切，如光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、氣壓、土壤的養(yǎng)分、土壤溫濕度和大氣溫濕度等。傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程之中，人們對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響的環(huán)境參數(shù)，主要通過自身的感知能力來進(jìn)行分辨和管理，這樣的管理方式準(zhǔn)確性較低，造成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)粗放式管理。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出的勞動(dòng)力越來越多，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受到勞動(dòng)力成本不斷增加的沖擊，難以得到持續(xù)發(fā)展。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)刻不容緩。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的高新技術(shù)是智能農(nóng)業(yè)。智能農(nóng)業(yè)所涉及的重要技術(shù)包括通信技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和嵌入式技術(shù)等。從對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響的自然參數(shù)，到利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和推理知識(shí)進(jìn)行參數(shù)分析，最后將整個(gè)生產(chǎn)管理鏈通過農(nóng)業(yè)專家進(jìn)行系統(tǒng)的指導(dǎo)。顯而易見，智能農(nóng)業(yè)在推動(dòng)中國農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、工廠化方向快速持續(xù)的發(fā)展，有著重要的促進(jìn)作用。

Arduino和Yeelink云平臺(tái)應(yīng)用于智能農(nóng)業(yè)的意義。我國的基本國策之一是農(nóng)業(yè)發(fā)展，“十二五”時(shí)期的一項(xiàng)重大任務(wù)就是在城鎮(zhèn)化工業(yè)化深入發(fā)展中，將農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步推進(jìn)。“提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息化水平，發(fā)展相關(guān)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)?！痹谖覈笆濉闭衽d農(nóng)業(yè)規(guī)劃中被明確指出。Arduino和Yeelink云平臺(tái)在智能農(nóng)業(yè)中的結(jié)合應(yīng)用，能夠?qū)⑥r(nóng)作物疾病的防護(hù)能力進(jìn)行提升，將低效率的、粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)管理模式進(jìn)行改善，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，從而加速現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

農(nóng)業(yè)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜并且相對(duì)開放的生態(tài)體系，這個(gè)體系包括光照強(qiáng)度、土壤肥料、二氧化碳濃度、土壤溫濕度、養(yǎng)分、空氣溫濕度等多變的環(huán)境因素。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)之中，運(yùn)用Arduino和Yeelink云平臺(tái)結(jié)合技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的農(nóng)作物生長(zhǎng)信息通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程通信技術(shù)和近距離無線傳感技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的獲取和傳輸。一方面在該區(qū)域內(nèi)，找出生產(chǎn)力空間和環(huán)境性質(zhì)的變化。另一方面自主控制農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)因素并實(shí)時(shí)反饋。定位“系統(tǒng)診斷，組裝技術(shù)，配方優(yōu)化，科學(xué)管理”。達(dá)到生產(chǎn)力有效而全面的調(diào)動(dòng)，用最少的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入來實(shí)現(xiàn)最高的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，將各類農(nóng)業(yè)資源進(jìn)行有效利用，生態(tài)環(huán)境得以改善，達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)教育同時(shí)增加的目的。

Arduino和Yeelink云平臺(tái)在智能農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)自動(dòng)化節(jié)水灌溉。通過傳感器將土壤的水分進(jìn)行感應(yīng)，同時(shí)在設(shè)置的相關(guān)條件下與接收器進(jìn)行通信，來控制灌溉系統(tǒng)閥門的開關(guān)情況，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水灌溉自動(dòng)化的目的。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用在高速公路中央隔離帶、農(nóng)作物井用灌溉區(qū)和家庭花園綠地等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)生態(tài)節(jié)水技術(shù)和農(nóng)業(yè)的集成化、規(guī)范化、模式化、和定量化。對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)迅速持續(xù)健康發(fā)展有著積極地促進(jìn)的作用。

農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸中的應(yīng)用。農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量受農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過程中儲(chǔ)藏運(yùn)輸環(huán)境影響特別大。Arduino和Yeelink云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過程中的環(huán)境細(xì)微變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。將人們及時(shí)調(diào)整環(huán)境的溫濕度的想法變成了可能，并且操作十分方便。Arduino和Yeelink云平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸過程中，對(duì)車廂內(nèi)外的環(huán)境和車輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)異常情況，立即進(jìn)行報(bào)警處理。

農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境信息檢測(cè)。通過光傳感器生物傳感器、二氧化碳傳感器、溫濕度傳感器和pH值傳感器等傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)，土壤溫濕度、空氣溫濕度、氣壓、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度和pH值等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，然后將所采集到的信息進(jìn)行整合，并由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過移動(dòng)通信或互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，從而將農(nóng)作物的生長(zhǎng)控制在最佳的條件之中。根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，相關(guān)人員可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將控制信息進(jìn)行反饋、指導(dǎo)農(nóng)作物的選擇和農(nóng)作物的耕種方式，以此改善農(nóng)作物品質(zhì)、增加農(nóng)作物的產(chǎn)量、調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的根本目的。

保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是極為重要的民生問題，與人民群眾的身體健康和生命安全都有莫大的聯(lián)系，更關(guān)系著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的追溯可以通過基于Arduino和Yeelink云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)監(jiān)督管理著從農(nóng)作物生產(chǎn)到流通的各個(gè)環(huán)節(jié)，在很大的程度上降低了食品安全隱患。

綜上所述，Arduino和Yeelink云平臺(tái)結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國智能農(nóng)業(yè)上有很大的發(fā)展空間，但目前來說，Arduino和Yeelink云平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用還處在萌芽階段。隨著Arduino和Yeelink云平臺(tái)技術(shù)的不斷開發(fā)應(yīng)用和大力發(fā)展，二十一世紀(jì)農(nóng)業(yè)發(fā)展必然是智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展之路，這就要求我們對(duì)于Arduino和Yeelink云平臺(tái)技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行積極探索，抓住時(shí)代機(jī)遇，將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和Arduino和Yeelink云平臺(tái)技術(shù)相結(jié)合，將智能農(nóng)業(yè)發(fā)展起來。在我國的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)當(dāng)中，更加廣泛、更加全面的應(yīng)用Arduino和Yeelink云平臺(tái)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)第二、第三產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期平穩(wěn)的快速發(fā)展。

（作者單位：邵陽學(xué)院）

2017年邵陽學(xué)院研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目