美國科羅拉多大學(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。韓國生命科學(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)，即通過接收被掃描物體表面反射的激光共振信號(hào)來辨別分子層的結(jié)構(gòu)，從而檢測被測對(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)”，大大提高了檢測效率。
美國專家研究RFID和傳感器保障農(nóng)業(yè)食品安全。美國幾家大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)在美國農(nóng)業(yè)部國家食品安全資金項(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)，通過監(jiān)測運(yùn)輸和配送過程中的新鮮食品，防止食源性致病菌的產(chǎn)生。
從國外傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟性角度分析來看，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)良的工藝裝備和檢測儀器，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)品的開發(fā)，增強(qiáng)核心競爭力。瞄準(zhǔn)全球傳感器技術(shù)和市場的發(fā)展潮流與戰(zhàn)略前沿，確定研究課題和產(chǎn)品開發(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，重視市場競爭，加強(qiáng)市場調(diào)查與分析，快速響應(yīng)市場。注重市場競爭中的個(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?，國外傳感器產(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。市場配套與服務(wù)能力較強(qiáng)，不斷把新技術(shù)運(yùn)用和市場競爭推向新的高度，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)上的競爭，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爭優(yōu)勢。
二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)快速提高
無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)作為一種微型化的嵌入式系統(tǒng)，具有端節(jié)點(diǎn)和路由雙重功能：一方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理;另—方面將數(shù)據(jù)融合經(jīng)多條路由傳送到路由節(jié)點(diǎn)，最后經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)或其他通信網(wǎng)絡(luò)傳送到觀察者。
(一)傳感、計(jì)算、通訊集成的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)得到發(fā)展
國際上，無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過COTS、weC、Rene、Dot、Mica、Spec幾代的發(fā)展，目前Spec所有器件都集成在CMOS芯片中，實(shí)現(xiàn)了傳感、計(jì)算和通訊功能。而Mica系列節(jié)點(diǎn)和Telo節(jié)點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛，如大鴨島海燕生活習(xí)性和棲息地環(huán)境的監(jiān)測，紅杉樹微氣候環(huán)境監(jiān)測都采用了Mica系列節(jié)點(diǎn)，用于采集溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)、聲音和光照等信息。目前許多研究機(jī)構(gòu)在構(gòu)建低帶寬數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用中都采用了這兩種節(jié)點(diǎn)作為硬件平臺(tái)。
美國加州大學(xué)伯克利分校將若干節(jié)點(diǎn)布置在一棵紅松上用于觀測紅松的生長狀況。因特爾在俄勒岡州建立了世界上第一個(gè)無線葡萄園，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布在葡萄園中，每隔一分鐘檢測一次土壤溫度，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)區(qū)域的溫度或該地區(qū)的有害物質(zhì)數(shù)量，確保葡萄健康成長。勞爾·莫賴斯(RaulMorais)等開發(fā)了一種ZigBee多電源供電的無線裝置，用以在葡萄園中協(xié)助對(duì)葡萄白粉病的預(yù)測。該系統(tǒng)使用JN5121作為通信模塊，為解決傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗問題，采用風(fēng)能、水能、太陽能供電，但也因此造成節(jié)點(diǎn)體積過大，不便于安裝。洛佩斯·里克爾梅(LopezRiquelme)等在西班牙南部半干旱地區(qū)穆爾西亞的生態(tài)園藝企業(yè)內(nèi)進(jìn)行了WSN部署試驗(yàn),采用3種不同類型節(jié)點(diǎn)部署方案在生態(tài)園中用于監(jiān)測土壤質(zhì)量(含水量、溫度)、作物生長環(huán)境(空氣溫濕度)、水質(zhì)(鹽度、溫度)王寧(NingWang)等將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用概括成了4個(gè)方面：空間數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)灌溉、變量作業(yè)、提供數(shù)據(jù)給農(nóng)民。