傳感器田間測(cè)、農(nóng)機(jī)田間耕，“耕?！鞭D(zhuǎn)身變“智?！保荒_不沾泥、手不碰水就把田種了，打開手機(jī)就能設(shè)定耕作深度，查看數(shù)據(jù)就知道農(nóng)作物生長狀況……在北京傳火者人工智能科技有限公司打造的農(nóng)業(yè)示范園里，傳感器技術(shù)將現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈融合，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效提供了現(xiàn)代化解決方案。

據(jù)悉，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的高階產(chǎn)物，同時(shí)也是智慧農(nóng)業(yè)的核心。傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的宏觀調(diào)控下，能夠根據(jù)當(dāng)前的農(nóng)產(chǎn)品種植特點(diǎn)，對(duì)不同農(nóng)作物的環(huán)境需求進(jìn)行感知，通過對(duì)其實(shí)施智能化的監(jiān)控，可以有效提升種植效率，提升產(chǎn)量。

在作物環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)育種區(qū)域視頻圖像、空氣溫濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等參數(shù)。也可以進(jìn)行作物穗層溫濕度監(jiān)測(cè)。利用這些信息，系統(tǒng)能對(duì)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息同步獲取、存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)直觀呈現(xiàn)及管理，為及時(shí)灌溉和適量灌溉、作物最佳生長條件改善等提供參考。而二氧化碳監(jiān)測(cè)儀器，幾乎是所有智慧化溫室大棚必不可缺少的元件。

據(jù)悉，一般而言，NDIR（非分散紅外）技術(shù)是監(jiān)測(cè)二氧化碳最成熟的方法。其原理是利用一個(gè)紅外光束穿過采樣腔，樣本中的各氣體組分吸收特定頻率的紅外線。通過測(cè)量相應(yīng)頻率的紅外線吸收量，便可確定該氣體組分的濃度。之所以說這種技術(shù)是非分散的，是因?yàn)榇┻^采樣腔的波長未經(jīng)預(yù)先濾波；相反地，如果光濾波器位于檢波器之前，那么便可以濾除選定氣體分子能夠吸收的波長之外的所有光線。比如針對(duì)二氧化碳檢測(cè)的傳感器，如果采用了幾種不同的濾光器和熱電堆之后，就可精確測(cè)量多種氣體的濃度了。

很多氣體的正負(fù)電荷中心瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)不重合。在紅外頻譜，氣體可吸收特定頻率，這種特性可以用來進(jìn)行氣體分析。當(dāng)紅外輻射射入氣體中，并且當(dāng)分子的自諧振頻率與紅外波長相匹配時(shí)，氣體分子會(huì)根據(jù)原子的能級(jí)躍遷而與入射紅外線產(chǎn)生諧振。來達(dá)到精確測(cè)量的目的，相比于傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器，NDIR技術(shù)體現(xiàn)出來了無毒、高效、精確度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。

但是由于它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件特別多，如何把設(shè)備做得體積小、性能好，是要花一番心思的。得益于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，現(xiàn)在一個(gè)只有指甲蓋大小的氣體傳感器，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

MEMS技術(shù)從半導(dǎo)體技術(shù)中衍生而來，是在晶圓上制造懸臂梁、空腔薄膜等結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳感、執(zhí)行等功能。經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，MEMS技術(shù)發(fā)展成熟并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，在智能手機(jī)、智能手表等便攜式或穿戴式設(shè)備中都有MEMS器件的身影，比如，手機(jī)中的MEMS重力加速度計(jì)感知到手機(jī)翻轉(zhuǎn)，并自動(dòng)通知系統(tǒng)完成屏幕旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作。

MEMS能夠把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成功能強(qiáng)大的微型系統(tǒng)，大幅度地提高系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化和可靠性水平。MEMS氣體傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中表現(xiàn)出色的靈敏度和準(zhǔn)確性。由于MEMS傳感器采用了微納米加工技術(shù)，其傳感元件對(duì)氣體的響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高，能夠檢測(cè)到非常微小的氣體變化。例如，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，利用MEMS氣體傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并識(shí)別有害二氧化碳的濃度，確保農(nóng)業(yè)大棚及時(shí)地開關(guān)卷簾，控制棚內(nèi)氣體濃度。

建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，利器在科技，關(guān)鍵靠改革。近年來，各地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合，為農(nóng)業(yè)插上科技的翅膀。作為一種新的探索，智能傳感器為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展打開了新的想象空間。如果將數(shù)字技術(shù)廣泛融入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各環(huán)節(jié)，定能進(jìn)一步推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，為農(nóng)民增收致富、鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化不斷注入新的動(dòng)力。

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