农业智能装备与系统科研进展

为推动智慧农业的发展，江苏大学、北京市农林科学院、北京农学院等高校纷纷投入了巨大的科研力量，利用多项技术，在智能装备与系统、应用算法、农机应用等方面取得了一定进展。本文分析了在智能装备与系统方面的进展，掌握最新科研技术。

一、便携式黄曲霉毒素B1检测系统设计与试验

科研机构：江苏大学农业工程学院、 北京市农林科学院智能装备技术研究中心

为实现农副产品中黄曲霉毒素B1的现场快速检测，该团队研究设计了一款基于差分脉冲伏安法、以STM32F103ZET6为核心处理器的便携式检测系统，主要包括硬件检测设备和手机App两部分，二者通过Wi-Fi通信连接。硬件检测设备主要包括DPV波形生成电路、恒电位电路及微电流检测模块;上位机App在安卓环境下开发，主要完成信号采集、数据存储等任务。

实验应用实验室自制的AFB1传感器，在0.1 fg/ml～100 pg/ml范围内系统可以对AFB1实现有效检测。标准溶液中的测试结果与电化学工作站CHI760e相比，最大相对误差为7.37%。对加入不同浓度AFB1的花生油样品进行检测，以CHI760e检测结果为标准，回收率为96.8%～106%;对发霉程度不同的花生样品中进行测试，与CHI760e相比，最大相对误差为7.10%。

本试验设计的便携式检测系统，在农副产品中AFB1的现场快速检测中具有广阔的应用前景。

二、基于NB-IoT网络的兔舍环境实时监测系统

科研机构：北京农学院计算机与信息工程学院、北京市农林科学院质量标准与检测技术研究所

为满足兔舍环境监测调控需求，同时摆脱传统布线网络局限性，缩减网络资费、电路元件和控制系统成本，该团队研究提出一种基于窄带物联网的兔舍环境实时监测系统，基于Arduino开发板，使用移远BC260Y模块与消息队列遥测传输协议实现网络连接，利用SGP30、MQ137、5516光敏电阻传感器等多种传感器实现兔舍内部声、光、水、温、气五方面实时监测。数据在本地、云端存储的同时，系统可根据阈值报警，协助创造兔的最佳生存环境。

研究中对比了NB-IoT网络与Wi-Fi、LoRa等其他网络的异同，根据物联网三层架构详细介绍了系统搭建技术与过程，并系统分析了元器件价格，经核算，整机成本不超过400元。设备在空舍测试中，检测到CO2浓度为420～440 ppm;MQ系列传感模组电压比值稳定于1;温度处于22～24℃;湿度上下波动10%;日光灯亮灭引起电压差2.6 V。进行了系统的网络与能耗测试，通过不同时间、场地、网络连接方式的对比，验证了本系统传输稳定可靠，能耗合理。

系统使用MQTT通信协议的NB-IoT网络，平均每秒消息处理量为0.57，每分钟收发34.2条，上下浮动1条。系统运行时，电压约为12.5 V，电流约为0.42 A，平均功率为5.3 W。发生通信时，没有产生额外功耗，适用于实际养殖生产。

该研究可为偏远或较大规模的养殖监测设备，选取提供设备成本与网络选择参考价值。

审核编辑黄宇