煙草產業全程實時準確監控物聯網技術
作為煙草產業鏈的上游,煙葉種植的標準化和優質化,直接影響到下游相關產品的質量。煙葉種植的標準化和優質化的關鍵在于對種植和田間管理的可控化。而可控化的根本在于對耕種和管理過程的全程實時監測,煙草種植者可以根據監測所得到的數據,對于煙葉的種植和管理進行適時的調配,以符合其種植和管理的標準。
以往對煙草生長和管理的全程實時監控,主要考慮運用全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)和地理信息系統(GIS)作為技術支撐,通過GPS 的精確定位,RS 快速提供煙草生長與農業生態環境在地表的分布信息,并將這些信息通過GIS管理與分析。在整個環節中,煙草生長與農業生態環境在地表的分布信息的實時獲取至關重要,這里雖然衛星遙感具有覆蓋面大、周期性強、波譜范圍廣、空間分辨率高等優點,但無法測定土壤水分含量、氮、磷、鉀等土壤理化特征,也難以通過衛星遙感準確測定種植區域氣象元素。因此,僅僅以3S技術為基礎,很難對于煙草生長和管理的全程實現實時準確的監控。
物聯網技術的應用,為解決這一困難提供了一條有效路徑。運用物聯網技術,在煙草種植區建立陸基監測系統,該系統由若干個無線傳感器網絡節點所組成,每個節點配置了能測定土壤水分含量、氮、磷、鉀等土壤理化特征的傳感器,將這些配置了各傳感器的節點置于適當的田間位置,節點之間按照物聯網相關的組網協議,自適配與自組織成相關的網絡,這些節點所組成的網絡可以實時精準地獲取所監測區域內煙草種植農田的相關參數,與衛星形成星陸雙基煙草種植農田參數監測系統。將這些立體的農情信息集成采集、管理和分析,從而為煙草種植與管理提供準確、及時、全面的數據,并結合全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),形成對多種來源的氣候資源信息、土壤信息、地形地貌信息和衛星遙感信息融合分析的煙草種植及管理標準化優質化物聯網綜合信息平臺, 將煙草種植與管理水平及其區劃精度提高到一個新的水平和質量級。
煙草是典型的不耐連作作物,通過物聯網技術對輪作種植進行相關的監測,并抽取相關信息提供給決策支持系統,形成科學的輪作管理決策,可有效地做好煙草輪作規劃,建立以煙為主的耕作制度,優化作物種植布局,解決部分煙草種植區由于連作造成的地力退化,病蟲害日益嚴重,產質量下降等一系列問題。實現區域化布局、專業化生產和產業化經營,這將對煙草生產的可持續發展具有重要的現實意義。
此外,優質煙草的種植有賴精準合理施肥。[FS:PAGE]依靠物聯網技術,通過對各煙草種植區土壤指標的測定及植煙土壤養分的空間實時動態監測和差異分析,并對煙葉樣品的分析及數據匯總,結合土壤資料,融合GPS、GIS 和數據庫技術,建立煙草種植區植煙土壤養分數據庫、土壤物理性狀數據庫和土壤類型空間分布數據庫,為煙草分區施肥推薦、區域性煙草專用肥配方的快速決策提供科學依據。
煙葉作為卷煙工業的主要原料, 在貯存過程中很容易受損變質, 給煙草企業帶來經濟損失。由于當年復烤的新煙葉具有刺激性大、青雜氣重、煙氣粗糙、香氣不夠顯露等特點, 因而要通過煙葉貯存達到自然醇化來改善煙葉的品質。醇化時如果煙葉含水率過高,或者倉庫的環境溫度、濕度、氧氣和二氧化碳濃度不適當都可能造成煙葉的霉變、爛葉、醇化質量惡化。通過物聯網技術的應用,建立倉儲空間的無線傳感器網絡,對于煙葉自然醇化過程中倉庫的環境溫度、濕度、氧氣和二氧化碳濃度實施無人值守的全面實時監測和調控,從而為煙葉的自然醇化創造最佳環境,同時在無線傳感器網絡節點上加載煙感檢測器,提高煙葉儲存的安全性。
另一方面應用RFID技術,可以對煙葉儲存建立件垛關聯的物件倉儲跟蹤,有效地建立煙葉倉儲物件空間位置和儲存物理條件的實時映射,以及卷煙物件流向,從而更好地管理儲存的煙葉和適時地安排出庫生產與物流。
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