[目的/意义]无人智慧农场是智慧农业的重要实践模式。本研究以山东德州“吨半粮”无人智慧农场为实验场所,攻克大田智慧农场建设中的核心技术难题,探索其建设模式与服务机制。[方法]运用物联网技术,研发了智慧农场的立体感知网络,能够高效采集并汇聚传输环境、作物长势和设备状态等关键数据。借助数据分析挖掘技术,精准提取了小麦的物候期、麦穗特征等关键表型信息。进一步结合智能农机与智能决策技术,研发了集云管控平台、智能化设备及智能农机于一体的智能控制系统。此外,依托多源数据融合、分布式计算和地理信息系统(Geographic Information System, GIS)等技术,构建了农业生产全过程智能管控平台。[结果和讨论]“吨半粮”无人智慧农场感知系统不仅提高了数据传输质量,同时可以完成麦穗、物候期等表型特征的本地分析;智能控制系统可帮助农机提升自主作业精度和灌溉、施药效率、质量,通过农业设备的改造升级实现了农场耕作、种植、管理、收获的全链条智能化管控;大数据智慧服务平台为农户提供了气象预测、灾害预警、最佳播期等农事管理服务,极大地提高了农场管理的数字化、智能化水平。实验结果表明,自组网络数据准确率保持在85%以上,无人机施药可节药55%,灌溉模型可节水20%,“济南17”和“济麦44”分别增产10.18%和7%。[结论]研究结果可为智慧农场建设提供参考和借鉴。
