在傳統農業中,人們獲取農田信息的方式很有限,主要是通過人工測量,獲取過程需要消耗大量的人力,例如食用菌工廠化,剛開始人們開始注意到CO2濃度,溫濕度對作物生長的作用,但是不舍得在傳感器和自動控制領域中出太多錢,每天浪費人力,去每個房間用CO2傳感器檢測儀檢測CO2濃度,自己去開啟風機。而通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人力消耗和對農田環境的影響,獲取精確的作物環境和作物信息。在現代農業中,大量的傳感器節點構成了一張張功能各異的監控網絡,通過各種傳感器采集信息,可以幫助農民及時發現問題,并且準確地捕捉發生問題的位置。這樣一來,農業逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式,從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備,促進了農業發展方式的很大轉變。
運用物聯網技術的氣調庫相比冷藏庫,更有利于農產品貯藏保鮮,為位于德國諾伊斯郡的農產品氣調庫控制車間已經實施了一款完整的方案。
近年來,隨著智能農業、精準農業的發展,智能感知芯片、移動嵌入式系統等物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬。在監視農作物灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環境狀況以及大面積的地表檢測,收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量,有關土地的濕度、土壤氮噒鉀含量和土壤pH值等方面,物聯網技術正在精準農業發揮出越來越大的作用,從而實現科學監測,科學種植,幫助農民抗災、減災,提高農業綜合效益,促進了現代農業的轉型升級。
目前,一批成本低、高性能的土壤水分和作物營養信息采集技術產品正在農業生產領域發揮著作用,解決了精準農業信息快速獲取技術問題。譬如具有自主知識產權的新型土壤水分傳感器,可以精確地采集土壤和作物養分信息;基于稱重傳感器的高精度智能測產系統,解決了智能測產與谷物品質監測系統的精度難題;防高濕CO2傳感器智能控制風機,時時控制適合作物生長的CO2濃度……形形色色、功能各異的各種物聯網傳感器系統,使我國農業發展邁出了新的步伐。
在現代化溫室栽培領域,物聯網技術精確地呵護著果蔬和作物的秧苗。在這個過程中,溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等設備,檢測環境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數,通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中,保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。
在果蔬和糧食的儲藏中,溫度傳感器發揮著巨大的作用,制冷機根據冷庫內溫度傳感器的實時參數值實施自動控制并且保持該溫度的相對穩定。
氣調庫相比冷藏庫是更為*的貯藏保鮮方法,除了溫度之外,氣調庫內的相對濕度(RH)、O2濃度、CO2濃度、乙烯(C2H4)濃度等均有相應的控制指標。控制系統采集氣調庫內各種物理量參數,通過各種儀器儀表適時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中,保證有一個適宜的貯藏保鮮環境。
在作物的生長過程中還可以利用形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等來監測物的外形、顏色、大小等,用來確定物的成熟程度,以便適時采摘和收獲;可以利用二氧化碳傳感器進行植物生長的人工環境的監控,以促進光合作用的進行。例如,塑料大棚蔬菜種植環境的監測等;可以利用超聲波傳感器、音量和音頻傳感器等進行滅鼠、滅蟲等;可以利用流量傳感器及計算機系統自動控制農田水利灌溉。
生物技術、遺傳工程等都成為良種培育的重要技術,在這其中生物傳感器發揮了重要的作用。農業科學家通過生物傳感器操縱種子的遺傳基因,在玉米種子里找到了防止脫水的基因,培育出了優良的玉米種子。此外,監測育種環境還需要溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等;測量土壤狀況需用水分傳感器,吸力傳感器、氫離子傳感器、溫度傳感器等;測量氮磷、鉀各種養分需要用各種離子敏傳感器。
在動物飼養中也有傳感器應用,如有可用來測定畜、禽肉鮮度的傳感器。它可以高精度地測定出雞、魚、肉等食品變質時發出的臭味成分二甲基胺(DMA)的濃度,其測量的最小濃度可以達到1ppm,利用這種傳感器可以準確地掌握肉類的鮮度,防止變質。也有用來檢測雞蛋質量的傳感器。還有在現在家禽養殖中應用的氨氣傳感器等等。