為推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，江蘇大學、北京市農(nóng)林科學院、北京農(nóng)學院等高校紛紛投入了巨大的科研力量，利用多項技術，在智能裝備與系統(tǒng)、應用算法、農(nóng)機應用等方面取得了一定進展。本文分析了在智能裝備與系統(tǒng)方面的進展，掌握最新科研技術。

一、便攜式黃曲霉毒素B1檢測系統(tǒng)設計與試驗

科研機構(gòu)：江蘇大學農(nóng)業(yè)工程學院、 北京市農(nóng)林科學院智能裝備技術研究中心

為實現(xiàn)農(nóng)副產(chǎn)品中黃曲霉毒素B1的現(xiàn)場快速檢測，該團隊研究設計了一款基于差分脈沖伏安法、以STM32F103ZET6為核心處理器的便攜式檢測系統(tǒng)，主要包括硬件檢測設備和手機App兩部分，二者通過Wi-Fi通信連接。硬件檢測設備主要包括DPV波形生成電路、恒電位電路及微電流檢測模塊;上位機App在安卓環(huán)境下開發(fā)，主要完成信號采集、數(shù)據(jù)存儲等任務。

實驗應用實驗室自制的AFB1傳感器，在0.1 fg/ml～100 pg/ml范圍內(nèi)系統(tǒng)可以對AFB1實現(xiàn)有效檢測。標準溶液中的測試結(jié)果與電化學工作站CHI760e相比，最大相對誤差為7.37%。對加入不同濃度AFB1的花生油樣品進行檢測，以CHI760e檢測結(jié)果為標準，回收率為96.8%～106%;對發(fā)霉程度不同的花生樣品中進行測試，與CHI760e相比，最大相對誤差為7.10%。

本試驗設計的便攜式檢測系統(tǒng)，在農(nóng)副產(chǎn)品中AFB1的現(xiàn)場快速檢測中具有廣闊的應用前景。

二、基于NB-IoT網(wǎng)絡的兔舍環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)

科研機構(gòu)：北京農(nóng)學院計算機與信息工程學院、北京市農(nóng)林科學院質(zhì)量標準與檢測技術研究所

為滿足兔舍環(huán)境監(jiān)測調(diào)控需求，同時擺脫傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡局限性，縮減網(wǎng)絡資費、電路元件和控制系統(tǒng)成本，該團隊研究提出一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的兔舍環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)，基于Arduino開發(fā)板，使用移遠BC260Y模塊與消息隊列遙測傳輸協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡連接，利用SGP30、MQ137、5516光敏電阻傳感器等多種傳感器實現(xiàn)兔舍內(nèi)部聲、光、水、溫、氣五方面實時監(jiān)測。數(shù)據(jù)在本地、云端存儲的同時，系統(tǒng)可根據(jù)閾值報警，協(xié)助創(chuàng)造兔的最佳生存環(huán)境。

研究中對比了NB-IoT網(wǎng)絡與Wi-Fi、LoRa等其他網(wǎng)絡的異同，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)詳細介紹了系統(tǒng)搭建技術與過程，并系統(tǒng)分析了元器件價格，經(jīng)核算，整機成本不超過400元。設備在空舍測試中，檢測到CO2濃度為420～440 ppm;MQ系列傳感模組電壓比值穩(wěn)定于1;溫度處于22～24℃;濕度上下波動10%;日光燈亮滅引起電壓差2.6 V。進行了系統(tǒng)的網(wǎng)絡與能耗測試，通過不同時間、場地、網(wǎng)絡連接方式的對比，驗證了本系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定可靠，能耗合理。

系統(tǒng)使用MQTT通信協(xié)議的NB-IoT網(wǎng)絡，平均每秒消息處理量為0.57，每分鐘收發(fā)34.2條，上下浮動1條。系統(tǒng)運行時，電壓約為12.5 V，電流約為0.42 A，平均功率為5.3 W。發(fā)生通信時，沒有產(chǎn)生額外功耗，適用于實際養(yǎng)殖生產(chǎn)。

該研究可為偏遠或較大規(guī)模的養(yǎng)殖監(jiān)測設備，選取提供設備成本與網(wǎng)絡選擇參考價值。

審核編輯黃宇