傳感儀器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的作用

摘 要 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為新一代的信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)的農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展。通過(guò)改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)向精細(xì)化以及智能化的方向轉(zhuǎn)變。本文從農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念著手，對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與傳感儀器的發(fā)展進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 傳感儀器 研究進(jìn)展

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，想要實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，就必須要借助科學(xué)的技術(shù)手段，通過(guò)利用智能化以及信息化的技術(shù)管理，；來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及傳感器的研究進(jìn)展發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是二十一世紀(jì)的新型技術(shù)，在世界各國(guó)都得到了普遍的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)主要涉及三個(gè)層面，即感知層、傳輸層以及應(yīng)用層。農(nóng)業(yè)傳感儀器在物聯(lián)網(wǎng)中隸屬于感知層，通過(guò)傳感器可以對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行一定的了解，農(nóng)業(yè)信息的傳輸需要通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸層這個(gè)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，傳輸層能夠有效的保障農(nóng)業(yè)信息的獲取，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要是對(duì)農(nóng)作物的生產(chǎn)加工等進(jìn)行有效的管理。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這三個(gè)層次的研究與發(fā)展，可以對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著一定的積極影響。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念分析

在二十世紀(jì)末期，物聯(lián)網(wǎng)概念被提出，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要是通過(guò)各種傳感器來(lái)對(duì)信息進(jìn)行采集，幫助農(nóng)民及時(shí)的發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題，并且對(duì)發(fā)生問(wèn)題的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。這樣農(nóng)民就能通過(guò)機(jī)械生產(chǎn)的模式對(duì)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化以及自動(dòng)化的生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)通信網(wǎng)之后的被世界公認(rèn)的信息產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為前提，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物以及物與物的全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)傳感器對(duì)物理世界的各種信息進(jìn)行獲取，再通過(guò)局部的互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互傳遞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)世界的感知。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)組成分析

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、傳輸層以及應(yīng)用層三個(gè)方面構(gòu)成，感知層主要是由各種感知器以及傳感節(jié)點(diǎn)組成，主要是對(duì)土壤水分以及苗情的長(zhǎng)勢(shì)等農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行獲取。傳輸層主要是通過(guò)有線或者無(wú)線的方式將感知層獲取的各類數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綉?yīng)用層上。應(yīng)用層再對(duì)收集的信息進(jìn)行有效的處理和決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理與控制。

2.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，感知技術(shù)一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)，傳感器則是感知技術(shù)的核心。近些年來(lái)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)的發(fā)展步伐比較快，主要有農(nóng)業(yè)信息傳感器以及農(nóng)業(yè)環(huán)境傳感器。當(dāng)前，光、水等常規(guī)的環(huán)境傳感器發(fā)展已經(jīng)比較成熟，土壤傳感器是目前農(nóng)業(yè)傳感器研究的重點(diǎn)。采用電子以及電磁學(xué)等方法對(duì)土壤的電阻以及電容等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，很容易受土壤組成的影響。利用電磁波對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)量可以對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)以及物理化學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行測(cè)量。電化學(xué)方法可以對(duì)土壤中的某些離子等進(jìn)行測(cè)量，土壤的組成具有一定的復(fù)雜性，因而，原位測(cè)量傳感器在國(guó)際范圍中都是研究的難點(diǎn)。信息傳感器同樣也是研究的難點(diǎn)，主要采用光學(xué)以及電磁學(xué)等物理學(xué)原理，根據(jù)被測(cè)對(duì)象的性質(zhì)來(lái)對(duì)動(dòng)植物生命體進(jìn)行檢測(cè)，然而動(dòng)植物生命過(guò)程具有一定的復(fù)雜性，想要對(duì)其信息進(jìn)行精準(zhǔn)的探測(cè)，就必須在其計(jì)量模型上有一定程度上的突破。

2.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)分析

農(nóng)業(yè)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，因而想要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息的傳輸對(duì)通訊技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的搬用是不行的，要根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的通訊方式。農(nóng)業(yè)設(shè)施中不僅要考慮墻體的厚度，同時(shí)還要考慮材質(zhì)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的信息通訊的影響。比如，大田的作物要考慮農(nóng)作物的高度以及地形地貌特征對(duì)通訊的影響，基于此種情況的考慮，節(jié)點(diǎn)布設(shè)以及節(jié)能機(jī)制就成為研究的重點(diǎn)。果園中樹(shù)冠的形狀以及與天線的相對(duì)高度直接影響著信息的傳輸。

2.4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是一個(gè)閉環(huán)控制的過(guò)程，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中其關(guān)鍵性的技術(shù)有云計(jì)算以及云服務(wù)。因?yàn)椋r(nóng)業(yè)具有一定的生命特性以及生態(tài)區(qū)域性特征，因而農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用很難通過(guò)一種技術(shù)以及模式來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。在實(shí)踐中，一般都是按照實(shí)際的情況來(lái)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行應(yīng)用。就其應(yīng)用模式而言，可以是WEB服務(wù)應(yīng)用也可以是智能的單體應(yīng)用。

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多歐美發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)展了示范性的研究。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐與推廣。我國(guó)在此基礎(chǔ)上也開(kāi)展了一系列的應(yīng)用研究，為我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理具有很大的積極作用。以下分別從幾個(gè)方便對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景進(jìn)行闡述：

3.1 農(nóng)業(yè)傳感器的新研究

農(nóng)業(yè)傳感器是農(nóng)業(yè)信息獲取的“眼睛”在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知系統(tǒng)中發(fā)揮著積極的作用。全新的農(nóng)業(yè)傳感器的研究在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中也是不可忽略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微機(jī)電系統(tǒng)農(nóng)業(yè)傳感器也將成為重要的研究領(lǐng)域。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)更加精細(xì)化

伴隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的精細(xì)化的管理將會(huì)成為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)化的播種、育秧以及對(duì)其生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行精確的控制等，都在很大層面上節(jié)省了人力資源，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的附加值，進(jìn)而更好的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)精細(xì)化的發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雖然物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用依舊面臨著很大的挑戰(zhàn)，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化的逐步建立與完善，以及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)更快的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

唐喆（1995-），男，浙江省杭州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在讀學(xué)生。研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

作者單位

成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川省成都市 610059