数字经济视角下智慧农业关键核心技术突破路径

近年来,数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深,前所未有。数字经济视角下,发展农业现代化必将是传统农业经济向农业数字化方向发展,而智慧农业就是一个重要的呈现形式。我国发展智慧农业起步虽晚,但发展势头强劲,智慧农业理念已深入人心,且带来的效益也在慢慢显现。智慧农业不是一个简单的名词,它是一个系统概念,其外在表现不仅有应用型高科技集成,其背后还有隐含的跨学科交叉的理论内涵及支撑的方法,以及更加强调理论指导实践的应用效果。我国发展智慧农业从跟跑、并跑到领跑,有许多理论及技术问题亟待解决。故而,应当对立足数字经济发展智慧农业的关键核心技术给予足够重视。本文从理论与技术层面论述我国发展智慧农业面临的两个关键问题:模型问题和感知技术,并提出解决办法和发展建议。

基于生物阻抗的即配羊肉货架期无损检测方法

货架期是判断羊肉新鲜度的重要标准。为探讨生物阻抗技术在食品货架期检测方面的应用前景,提出了一种即配羊肉货架期无损检测方法。结合影响即配羊肉新鲜度变化的关键因素及生物阻抗的测量原理,针对电极数量、电极材料、电极排列方式等测试条件的不同,自主设计了电极作为生物阻抗测试前端。揭示了在0、4、8℃的3个贮藏温度下即配羊肉阻抗参数和TVB-N含量的变化规律及即配羊肉阻抗与TVB-N含量、货架期的相关性;以TVB-N含量为关键参考指标,建立基于BP神经网络的即配羊肉货架期预测模型和评价方法,并将其与支持向量机模型、决策树模型进行对比,BP神经网络模型的F1分数可达95.9%。基于BP神经网络模型设计即配羊肉货架期检测系统,可实现用户友好的数据可视化与即配羊肉货架期的即时检测。

生食水产品紫外线杀菌强度智能调控系统研究

生食水产品携带微生物、寄生虫和病菌等危害生食水产品品质的有害副产物,为延长生食水产品的货架期,保证其食用的安全性,杀菌环节至关重要。不同品类水产品需要不同的杀菌强度,过低则会导致杀菌不完全影响其保质期,过高则损害生食水产品的蛋白质质量影响其口感,因此需要对杀菌强度进行智能调控。本文设计适用于生食水产品的紫外线杀菌强度智能调控系统,包括传感层、信号处理层、数据收集整理层和分析执行层,传感层对加工生产线上生食水产品品类信息和环境信息实时采集、存储、上传云端数据库,对比杀菌数据判断杀菌等级,并自动化调节紫外线杀菌强度,实现了自动化生产线水产品分类分级杀菌。在牡蛎加工生产线上对牡蛎进行智能表面杀菌试验,并检测了相同环境下作为牡蛎传统品质指示指标的牡蛎挥发性盐基氮含量的变化,且测得其杀菌前后菌落总数,杀菌水产品平均货架期提升4 d,杀菌率为96.47%。结果表明本智能紫外线杀菌系统杀菌效果好,对生食水产品货架期提升效果显著。

可穿戴生物感知的肉羊运输应激特征参数提取与建模

传统的肉羊应激反应检测方法多采用静态采血化验法,在动物养殖运输过程中无法做到实时且连续地检测,为此设计了适用于肉羊运输过程中的可穿戴生物与环境信号的动态检测装置,利用脉搏波传感器和红外温度传感器获取肉羊运输过程中的心率和体温,采用时域分析方法提取肉羊运输应激特征参数中5个典型特征参数,并对其进行特征分析。特征参数MR、SDNN、RMSSD、pNN50、CV随运输时间的延长呈增加趋势,并且由于道路的变化而具有随机性,证明了运输应激的变化;基于专家经验与有监督的机器学习方法构建肉羊运输过程应激状态预测模型,模型的平均预测准确率在89.81%以上。结果表明,本文设计的可穿戴生物感知装置,能够有效地识别出运输应激状态,实现肉羊运输应激分级预测管理机制,解决了肉羊运输监管与品控等问题。