推动农业工程发展 保障我国粮食安全

为更好地发挥农业工程对保障粮食安全的作用，分析了农业工程各分支的不同贡献，并结合我国粮食生产面临的资源、环境和生态约束条件，提出了我国农业工程发展的重点方向。农业工程各分支对保障粮食安全的贡献分别体现在农业机械化提高劳动生产效率，保障粮食种植面积；农业水土工程保障水土资源安全；土地整理工程保障耕地数量和质量；农业生物环境工程实施集约化生产，不与粮争地；农村能源与环境工程减轻环境污染；农产品加工工程减少粮食损耗、种子加工促进粮食增产。农业工程科技在推进高标准农田建设中发挥综合协同左右，其重点研究方向为提高农业机械化、信息化水平，提升农产品加工技术、推进种业工程，发展生态农业工程，完善农田基础设施建设等。粮食安全是综合性工程，统筹实施农业工程技术，可为我国粮食安全提供技术支撑和必要保障。     

不同降雨强度下三种典型农田土壤非点源氮输出研究

以河南淮河流域典型土壤砂姜黑土、褐土、潮土为对象，人工模拟0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm/min降雨强度下径流产出、泥沙流失、氮元素输出状况，研究降雨强度与土壤类型对非点源氮元素输出的影响，为量化淮河流域农田非点源输出负荷、建立本地化非点源污染模型、制定区域非点源污染防治策略等提供依据.结果表明：降雨强度越大，径流量、泥沙流失量、氮元素输出负荷及其平均产出速率均较大；土壤类型对径流产出影响较小，对泥沙流失量与氮元素输出负荷有一定影响；径流中氮元素平均浓度以2.0 mm/min降雨强度时最大；三种土壤的累积氮元素输出负荷均随降雨强度的增大而增大，增加幅度较明显的降雨强度，砂姜黑土为1.0、2.5 mm/min，潮土为1.0、3.0 mm/min，褐土为1.5、3.0 mm/min；氮元素通过泥沙输出的量占总输出量的81.57%以上.降雨强度、土壤类型均对径流产出、泥沙流失、氮元素输出等产生影响，氮元素输出负荷具初期冲刷效应.控制产流初期氮流失与泥沙流失是减少农田非点源氮输出负荷的重要途径.     

窄带物联网下的入侵传感系统设计

针对农田中的动物入侵问题,提出窄带物联网(NB-IOT)下的入侵传感系统设计;在实验中,通过新高斯分布方式在试验区域布置集成传感器节点,并与传统的均匀分布方式节点进行了比较实验,同时还使用Matlab仿真和实地实验研究,总结出最佳的传感器节点数和最佳的传感器监测范围分别为30个和22 m;然后通过得到的相关数据,进行波动量计算和分析,进一步确定了整个系统的可靠性;经过所做的实验和仿真,可知该传感系统在入侵物进入时,都能够成功且及时识别出入侵者,同时作出及时响应,系统可实时监测整个区域,防止入侵物进入。     

基于农田墒情监测的轻量级语义传感网络

针对现有农田传感节点信息化查询和本体知识构建的问题，分析农田墒情监测系统，提出了轻量级语义传感网络本体.从农田信息数据中抽取关系，设计FSSN本体注释方法，使用Tf-Idf算法分析农田本体语义权重，提出FSSN-SDRM算法构建农田墒情轻量级本体模型，对农作物生长环境进行分析，设定适宜性推理规则，使用Jena API对注释本体模型推理.根据农田传感节点采集的墒情信息，在轻量级中间件NVIDIA TX2平台上进行实验，查询数据库中推理信息的正确性，比较设备的响应时间.实验结果表明，轻量级FSSN注释本体将平均响应时间压缩至81 ms，相较于未注释本体缩短了41.4%的响应时间，TX2中时间比主机端缩短了12.81%，能够迅速并准确地进行农作物生长环境的适宜性判断，为农业信息化采集提供新的思路.