专题导读——农业传感器与物联网（2020年第2期）

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专题导读——农业传感器与物联网

专题主编：何勇

教授

浙江大学 生物系统工程与食品科学学院

农业物联网是新一代信息技术在农业领域的高度集成和综合运用，对中国农业信息化发展具有重要引领作用，农业传感器则是农业物联网感知需求的基础。二者基础理论与应用研究将会影响现代农业的发展进程，在中国从传统农业向现代化农业转型中发挥独特而重要的作用。

过去数十年，国内外针对农业传感器和物联网技术开展了大量卓有成效的研究，有力地促进了农业现代技术的进步，但依然不能满足当下智慧农业的发展需求。目前还存在农业传感器精度低、成本高，网络传输稳定性和可靠性差，智能一体化系统缺乏等问题。

为集中报道学者在农业传感器与物联网领域研究取得的进展，《智慧农业（中英文）》在本期出版“农业传感器与物联网”专题。此专题共包括10篇文章，涵盖了农业传感器与物联网领域的纳米传感应用、无线传感器网络、传感器研制、远程智能管理、信息感知与监测等热点话题。

纳米材料具有特殊的尺寸效应和优异的光电性质，已在传感分析中得到高度重视和广泛应用，王培龙和唐智勇论述了基于纳米材料的化学传感、生物传感、电化学传感和光谱传感等常用传感分析技术和器件，以及纳米传感分析技术在农产品质量安全，尤其在克伦特罗和三聚氰胺等危害物、甲硝唑、二噁英类化合物、违禁添加物、真菌毒素，锌、镉、铅等目标物，丙烯酰胺、呋喃类、硝基呋喃类抗生素监测等方面的应用。

随着物联网技术的发展，无线传感网络被广泛应用于农业场景。杨星等以太阳能杀虫灯物联网为研究对象分析了物联网故障诊断的重要性，对无线传感网络故障进行了分类，并探讨了故障诊断策略及存在的潜在挑战。而针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在的数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵等问题，汪进鸿和韩宇星建立了一种认知无线传感器网络作物表型信息采集模型并提出了一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡的事件驱动分簇路由算法。

溶解氧含量的测量对水产养殖具有重要意义，目前中国市面上溶解氧传感器价格昂贵、不能持续在线测量，顾浩等基于荧光淬灭原理研发了一种低成本、易维护的溶解氧实时测量传感器，并解决了更新部件维护困难的问题。

快速、准确的检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。矫雷子等基于调制近红外光谱提出了一种可有效避免土壤反射自然光干扰的土壤养分主动式近场遥测方法，能够现场快速检测土壤养分。

基于智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统，朱登胜等研发了可定制化的农机远程智能管理平台，实现了基于WebGIS的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等功能。

为解决农场复合肥料实时精准化配料问题，金洲等利用数据分析算法与传感器挖掘模型，设计了水肥浓度智能感知与精准在线配比系统，消除了水体电导率对水肥配比准确性的干扰。

针对冠层新生叶光抑制和株间功能叶位补光不足，植物补光位置不能适应作物生长而动态调整等问题，张仲雄等设计了一种基于植株需光差异特性的设施黄瓜立体光环境智能调控系统，实现了冠层与株间补光灯的动态实时调控。

针对蜂群及蜂箱缺乏在线观测和分析手段的问题，洪葳等在分析了蜂群行为与检测特征的基础上，基于物联网技术设计了一种蜂群多特征长期监测系统，并实现了对意蜂蜂群多特征长时间的连续观测；杨选将等则利用大数据分析、物联网监控、传感器感知、无线通信等技术构建了一种蜂箱蜂群实时在线监测系统，实现了蜂箱环境的在线监测。

农业传感器与物联网的发展将会在农业生产各个环节中发挥显著作用。值此专题出版之际，衷心感谢各位专家、学者对本期专题的贡献与支持，感谢《智慧农业（中英文）》编辑部各位编辑为本期专题出版付出的辛勤劳动。希望本专题能够带给读者对农业传感器与物联网研究前沿和热点问题的更多兴趣和启发，推动智慧农业的持续发展。

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