物聯網技術在現代農業生產中的應用

摘 要 隨著科學技術的進步，物聯網技術在農業生產上得到了普遍應用，實現了物與物、人與物、人與人之間的聯系。改變以往粗放、低效、劣質的農業生產經營模式，這將對我國農業生產經營方式的轉變，具有巨大的推動作用。

關鍵詞 物聯網 現代農業 應用

中圖分類號：TN711 文獻標識碼：A

0 引言

物聯網指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實物聯網實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。物聯網的概念有狹義和廣義之分。狹義物聯網即“聯物”，基于物與物間通信，實現“萬物網絡化”。廣義物聯網即“融物”，是物理世界與信息世界的完整融合，形成現實環境的完全信息化，并因此改變人類對物理環境的理解和交互方式。物聯網具有以下基本特征：一是全面感知，即通過射頻識別、傳感器、二維碼、GPS衛星定位等相對成熟技術感知、采集、測量物體信息；二是可靠傳輸，即通過無線傳感器網絡、短距無線網絡、移動通信網絡等信息網絡實現物體信息的分發和共享；三是智能處理，即通過分析和處理采集到的物體信息，針對具體應用提出新的服務模式，實現決策和控制智能。

農業是我國國民經濟的重要組成部分，可謂國計民生所在，因此以物聯網技術為推動的農業信息化建設將具有較為廣泛的市場空間。傳統農業日光溫室自動化程度極低，以溫濕度為例，需人工讀取溫濕度數據，根據現有溫濕度與額定溫濕度進行比較判斷，通過人工升溫、降溫手段來保證棚內溫濕度恒定，這種操作都是通過人工完成，耗費大量人力物力。現在，隨著現代農業產業規模的不斷提高，農產品在大棚中培育的品種越來越多，土地集約化耕種的推行，傳統的人工控制措施就顯現出很大的局限性。因此，為提升現代農業的整體水平，運用信息化、智能化手段來操作和控制，就顯得更為重要。

農業物聯網，即在大棚控制系統中，運用物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器等設備，檢測日光溫室環境中的溫度、相對濕度、光照強度、土壤養分、二氧化碳濃度等物理參數，通過各種儀器儀表實時顯示并自動控制，將生產的農產品通過各種信息傳感設備，通過3G網絡與互聯網結合起來，進行數據采集、融合、處理，并通過手機、平板電腦等操作終端，實現智能化識別和管理，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境，為溫室作物精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、提高經濟效益的目的。

1 物聯網在農業上應用現狀

物聯網技術在農業信息化領域已經有了初步應用，如：傳感技術在精準農業的應用、智能化專家管理系統、遠程監測和遙感系統、生物信息和診斷系統、食品安全追溯系統等。目前，農業物聯網應用很多，比較普遍的有：日光溫室棚內溫濕度、光照、CO2濃度、土壤溫濕度監測與控制，二維碼農產品溯源等。

2 工作原理

物聯網技術通過棚內安裝空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、大棚光照度傳感器等組建了一個可以遠程感知的系統，這些數據通過運營商3G網絡傳輸到中心平臺進行數據分析、關聯，在線實時24小時連續采集和記錄監測點位的空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度等環境各項參數情況，以數字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和存儲監測信息，通過安裝自動化控制設備如自動化卷簾設備、自動化灌溉設備、自動化通風設備，運用手機、平板電腦或者家用電腦等終端設備進行遠程控制。

3 技術系統

（1）感知系統。每個溫室安裝一臺環境監測設備，固定在墻壁上，由12V適配電源供電，節點間數據傳輸采用zigbee無線信道，具有低能耗、便捷、免費、高可靠性等特點。傳感器直接通過固定的接頭連接環境監測節點，標配空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度四個傳感器，可監測到4種環境信息。（2）智能控制系統。每個溫室安裝一臺控制設備，其功能分為兩大部分：其一為卷簾機的控制，包括控制箱、空開、相位開關、接觸器與控制指令解碼器等，完成對卷簾機正反卷的自動控制；其二為棚內灌溉設施的控制，包括水路改造、電路改造、電磁閥的安裝與控制指令解碼器等，完成對溫室內部滴灌（或微噴灌）的自動控制。（3）移動檢測平臺。利用Android系統智能手機的移動監測平臺，可讓用戶能夠方便快捷地通過手機實時了解作物生長環境信息，根據這些環境信息隨時進行遠程自動化作業。平臺自動采集環境信息，通過GPRS信道發送，統一進行數據管理與存儲，同時接受網絡管理系統下發的控制指令，將其解碼轉發給特定的控制節點，實現自動控制。（4）網絡管理系統。實現棚內環境信息在計算機的存儲、管理功能，包含數據分類存儲、數據查詢、數據檢索、超限預警、農情圖表分析等服務。系統管理員可根據需求編寫指令，遠程控制日光溫室的卷簾機或滴灌等設施，大大減少農民的勞動強度，提高勞動效率。（5）查詢功能。農戶使用手機或電腦登錄系統后，可以實時查詢溫室的各項環境參數、歷史數據等信息，可以查詢當地的農業政策、市場行情、供求信息、實用技術等，實現有針對性的綜合信息服務。

4 目前物聯網應用所存在的瓶頸

雖然物聯網對于農業的發展所帶來的好處顯而易見，但在使用上還未形成剛性需求，目前物聯網的應用還處在邊實驗邊示范階段，對于傳統農業來說，物聯網使用成本過高，農民投資難度較大，接受起來比較慢。所以，我們要更新觀念，加大政府扶持力度，推動物聯網新型產業的發展。一是物聯網在農業上的應用，是實現農業現代化生產、現代化管理、現代化營銷的關鍵技術，應用過程要與產業發展規劃管理相結合、與技術推廣服務需求相結合，會有很多增長點。二是物聯網技術推廣應用涉及農業科研、技術推廣、企業管理等多個層面，需要通過更多應用項目的培訓宣傳，在多個層面上建立技術應用專業人才團隊，才能夠有效推動這些應用項目的持續發展，并不斷提升應用服務成效。三是加大物聯網應用的投入，要在促進生產和服務效率提高中獲得收益，推動社會各方面持續投入、擴大應用發展，盡快建立適應農業發展需求的商業化經營服務模式，由市場引導，向市場要錢，是推動物聯網發展的有效方法。

參考文獻

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