隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)際電信聯(lián)盟認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)智能傳感器、射頻識(shí)別(RFID)設(shè)備、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)等信息傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動(dòng)化需求的不斷增長(zhǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在物理感知、數(shù)據(jù)傳輸、智能處理、應(yīng)用服務(wù)等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。

　　近年來(lái)，世界農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、智能處理技術(shù)等方面取得了很大的進(jìn)展。

　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)取得重要進(jìn)展

　　隨著傳感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，采用新材料、新機(jī)理、新工藝的新型傳感器不斷涌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、高適應(yīng)性、高可靠性并向嵌人式、微型化、模塊化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在傳感器技術(shù)與制造工藝方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。從近兩年國(guó)際工業(yè)展覽會(huì)展出產(chǎn)品和國(guó)際知名廠商技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析可以看出，傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、智能化技術(shù)、多功能復(fù)合技術(shù)。同時(shí)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)更加嚴(yán)格，制造工藝更加精細(xì)，補(bǔ)償工藝更加完善外觀質(zhì)量更加精美。

　　從國(guó)際整體發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看傳感器技術(shù)主要有以下幾方面的發(fā)展趨勢(shì)：

　?。ㄒ唬┍旧碜兏锏姆较颍何⑿突?、智能化和可移動(dòng)性；

　　（二）運(yùn)用新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料，以實(shí)現(xiàn)微功耗、低成本、高可靠性等參數(shù)指標(biāo)的提升；

　?。ㄈ┭邪l(fā)更高技術(shù)和創(chuàng)新類產(chǎn)品，并重視產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，如地震、颶風(fēng)等自然災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè)類傳感器產(chǎn)品。

　　一、農(nóng)業(yè)傳感器微型化取得成效

　　納米傳感器有望為糧食問(wèn)題做貢獻(xiàn)。英國(guó)環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)大臣希拉里本表示，納米技術(shù)將具有真正的潛力，幫助滿足人口快速增長(zhǎng)的對(duì)世界糧食的需求，它不僅將使包裝食品的保存時(shí)間大大延長(zhǎng)，還能促使作物的生長(zhǎng)。在美國(guó)還有多項(xiàng)試驗(yàn)考察研制納米傳感器，這種可植入牲畜體內(nèi)的傳感器能夠在疾病感染整群牲畜之前將其檢測(cè)出來(lái)。納米技術(shù)在納米水平上取得的新突破有助于研制出用于防止食品和飲料受到致命細(xì)菌污染或阻止氧氣進(jìn)人容器內(nèi)的塑料包裝。該技術(shù)還將用于豐富食品的營(yíng)養(yǎng)并保持食品中通常會(huì)隨時(shí)間流失的維生素含量。農(nóng)民還可利用該項(xiàng)技術(shù)確保在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間為作物緩慢地釋放化肥，積極探査來(lái)自病蟲(chóng)害或污染物的威脅。

　　美國(guó)制成新型生物傳感器。美國(guó)普渡大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員藝裝備和檢測(cè)儀器，特別是智能化工藝設(shè)備確保工藝裝備的先進(jìn)性。

　　第三，重視新產(chǎn)品和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。瞄制成了新型生物傳感器，能夠探測(cè)出人體唾液和眼淚中極低的葡萄糖濃度。該項(xiàng)技術(shù)無(wú)需過(guò)于繁復(fù)的生產(chǎn)步驟，從而可降低傳感器的制造成本，并可能幫助消除或降低利用針刺進(jìn)行糖尿病測(cè)試的幾率。相關(guān)研究論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上。新型生物傳感器包括3個(gè)主要部分：石墨烯制成的納米片層、鉑納米粒子和葡萄糖氧化酶。其中的納米片仿效微小的玫瑰花瓣每片花瓣上均包含著多個(gè)堆疊的石墨烯層?；ò甑倪吘壱矐覓熘煌暾幕瘜W(xué)鍵使鉑納米粒子可以附著在這里。納米片和鉑納米粒子相結(jié)合能夠形成電極，隨后葡萄糖氧化酶也可附著在鉑納米粒子上。酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化物，并且在電極上產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。通常情況下在獲得具有納米結(jié)構(gòu)的生物傳感器成品前需要經(jīng)歷復(fù)雜的處理步驟，其中包括光刻、化學(xué)處理、蝕刻等。而這些納米片花瓣的好處就是，它們能夠在任一表面上生長(zhǎng)，也無(wú)需經(jīng)歷這些步驟因此可稱得上是商業(yè)化的理想選擇。這種探測(cè)器能探測(cè)到濃度為0.3微摩爾的葡萄糖，比其他基于石墨烯、碳納米管或金屬納米粒子等材質(zhì)的電氣化學(xué)生物傳感器更為敏感。這項(xiàng)技術(shù)有望在農(nóng)產(chǎn)品葡萄糖含量精確檢測(cè)中推廣應(yīng)用。

　　二、農(nóng)業(yè)傳感器智能化獲得突破

　　德國(guó)開(kāi)發(fā)出可聞出水果成熟度的儀器。德國(guó)弗勞恩霍夫分子生物學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所日前發(fā)表公報(bào)說(shuō)，該所研制了一種特殊的儀器其核心技術(shù)是用金屬氧化物氣敏傳感器去檢測(cè)水果釋放出的特殊氣味，最后分析判斷出水果的成熟度。這種儀器的具體工作過(guò)程是，先用高分子分離柱將待測(cè)水果的氣味提純?cè)僮寧в羞@一氣味的氣體通過(guò)溫度達(dá)300-400°C的傳感器，使其內(nèi)的金屬氧化物與氣味進(jìn)行反應(yīng)最后儀器根據(jù)反映狀態(tài)自動(dòng)分析出水果的成熟度。初步試驗(yàn)顯示，這種儀器與食品實(shí)驗(yàn)室中專用測(cè)量?jī)x的檢測(cè)效果一樣精確。利用這種儀器，大宗水果批發(fā)商將可以直接在倉(cāng)庫(kù)中高效監(jiān)測(cè)計(jì)劃出售水果的成熟度。

　　美國(guó)科羅拉多大學(xué)的科學(xué)家日前研制出智能微芯片，可置于植物葉片上，這種智能芯片類似夾式耳環(huán)，比郵票還要輕薄，貼在植物葉片上，當(dāng)植物需要水時(shí)，會(huì)向農(nóng)戶的手機(jī)發(fā)送信息需求。采用此法可以省水省時(shí)省錢，可減少植物生長(zhǎng)所需的10%-40%的水量，每年為農(nóng)戶節(jié)省幾千美元。

　　三、農(nóng)業(yè)傳感器可移動(dòng)化成為主流方向

　　韓國(guó)研究人員日前宣布，他們發(fā)明了一種小型生物芯片傳感器，可快速、準(zhǔn)確地對(duì)食品和環(huán)境污染進(jìn)行檢測(cè)。韓國(guó)生命科學(xué)和生物技術(shù)研究所的研究人員研發(fā)的生物芯片傳感器利用表面等離子共振技術(shù)，即通過(guò)接收被掃描物體表面反射的激光共振信號(hào)來(lái)辨別分子層的結(jié)構(gòu)，從而檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的DNA和蛋白質(zhì)是否受到污染。這種便攜式新型裝置可進(jìn)行“即時(shí)檢驗(yàn)”，大大提高了檢測(cè)效率。

　　美國(guó)專家研究RFID和傳感器保障農(nóng)業(yè)食品安全。美國(guó)幾家大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)在美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家食品安全資金項(xiàng)目支持下，預(yù)計(jì)用3年時(shí)間研究采用感應(yīng)器追蹤供應(yīng)鏈中多葉綠色蔬菜溫濕度狀況。研究人員將在運(yùn)輸卡車內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品貨箱里安裝感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)溫濕度水平，波動(dòng)的發(fā)生時(shí)間以及它們?nèi)绾螌?duì)零售的農(nóng)產(chǎn)品上的大腸桿菌或其他病原體的產(chǎn)生可能造成的影響。研究人員還希望利用研究結(jié)果為包裝、配送專業(yè)人士提供培訓(xùn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸和配送過(guò)程中的新鮮食品，防止食源性致病菌的產(chǎn)生。

　　從國(guó)外傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟性角度分析來(lái)看，主要呈現(xiàn)出以下主要發(fā)展特征：

　　第一、重視基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)的研究，保證基礎(chǔ)技術(shù)與基礎(chǔ)工藝處于世界領(lǐng)先地位。

　　第二、重視制造工藝技術(shù)和裝備研究與應(yīng)用。配置優(yōu)良的工準(zhǔn)全球傳感器技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展潮流與戰(zhàn)略前沿，確定研究課題和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向。

　　第四、重視傳感器的可靠性設(shè)計(jì)、控制與管理，嚴(yán)格設(shè)計(jì)符合性控制和工藝可靠性控制，有效地提高產(chǎn)品生產(chǎn)成品率。

　　第五、重視市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，加強(qiáng)市場(chǎng)調(diào)查與分析，快速響應(yīng)市場(chǎng)。注重市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的個(gè)性化服務(wù)特色，響應(yīng)及時(shí)，品質(zhì)優(yōu)良，性價(jià)比高。

　　第六、重視產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)熟悉系統(tǒng)信息采集過(guò)程中，上下游接口聯(lián)接的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的完整性、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性。

　　正因?yàn)槿绱?，?guó)外傳感器產(chǎn)品品種繁多，規(guī)格齊全，集成化與模塊化結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，產(chǎn)品內(nèi)在與外觀質(zhì)量并重。市場(chǎng)配套與服務(wù)能力較強(qiáng)，不斷把新技術(shù)運(yùn)用和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)推向新的高度，使同類產(chǎn)品不僅具有在靈敏度、精度、穩(wěn)定性和可靠性等指標(biāo)上的競(jìng)爭(zhēng)，在新材料應(yīng)用、生產(chǎn)制造工藝與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平上，也同樣形成了明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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