精细农业领域的无线传感器网络应用

国家科技支撑计划项目“西北优势农作物生产精准管理系统”实施以来，主要针对西部地区优势农产品苹果、猕猴桃、丹参和甜瓜、番茄等主要农作物，以及西部干旱少雨的生态环境特点开展专项技术研究、系统集成与典型应用示范，成功将无线传感器网络技术成功应用于精细农业生产中。这个实时采集作物生长环境的传感网先进技术应用农业生产，为发展现代农业提供了新的技术支撑。

在项目实施中，承担单位之一的西北工业大学利用在传感器网络方面多年的技术积累，开发出可实时采集大气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度的传感器网络节点。系统由感知节点、汇聚节点、通信服务器、基于WEB的监控中心、农业专家系统、交互式农户生产指导平台组成。系统已应用于安塞、杨凌、阎良日光温室的番茄、甜瓜等设施作物，洛川苹果 、周至猕猴桃 、商洛丹参。众多的感知节点实时采集作物生长环境信息，以自组织网络形式将信息发 送到汇聚节点，由汇聚节点通过GPRS上传到互联网上的实时数据库中。农业专家系统分析处理相关数据，产生生产指导建议，并以短消息方式通知农户。系统还可远程控制温室的滴灌、通风等设备，按照专家系统的建议实行温度、水分等自动化管理操作。

西北农林科技大学面向西部优势农产品精准化生产需求和西北地区主要农业设施环境特点，研究以苹果、猕猴桃、甜瓜、番茄、丹参为代表的西部优势农作物的生长发育模拟模型及精准的量化管理指标，并建立以上各作物的生长发育、产量及品质数据库。

另外，针对优质果业和中草药精准管理，建立了生产地气候数据生成模拟模型、以温度、光照为主要驱动因子的发育进程模拟模型，丹参主茎叶龄动态发育模型、丹参光合生产与干物质积累模型。

通过技术组装配套，开发出6套主要作物精准化管理技术规范，建立蔬菜、苹果、猕猴桃、丹参等6个示范基地。通过精准化育苗和水肥管理，生产效益提高11 %,苹果精准化示范园较常规果园产量提高12 %,优质果率提高8%,降低投资17 %,每亩合计增加效益1215元；猕猴桃精准化示范园产量提高15 %,优质果率提高1O%,降低投资1 6 %,每亩合计增效1500元。相关技术已辐射2万余亩，已累计增加效益7000多万元。