物聯網技術在智能農業(yè)中的應用研究

張杰

摘要：物聯網技術是當今比較火熱的一種新技術，它按照約定的協議將任何物品或者人與互聯網連接，實現智能化監(jiān)測、控制和管理。本文主要研究物聯網技術在智能農業(yè)領域中的應用。首先，討論了物聯網技術的現狀；其次，討論了基于物聯網技術的智能農業(yè)系統(tǒng)的關鍵技術和系統(tǒng)設計；最后，對物聯網技術在智能農業(yè)系統(tǒng)中的應用進行總結。

關鍵詞：物聯網；智能農業(yè)；傳感器

中圖分類號：TP393.03 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0037-01

物聯網是當前世界上備受關注的、涉及多學科的、高度交叉的、知識高度集成的前沿熱點研究領域，該技術融合了射頻技術、紅外技術、傳感器技術、ipv6技術、云計算技術等先進的技術。該概念最早在1999年由美國麻省理工學院的自動識別實驗室提出，該概念雖然是一種新的概念，但是物聯網仍是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網所具有的全方位感知、可靠傳遞信息、智能化控制、多種數據相互融合的特點使得該技術被多個領域廣泛使用，比如交鐵路通、智能家居、智能物流、智能農業(yè)、智能醫(yī)療衛(wèi)生、智能電網、土木建筑、工業(yè)、軍事、辦公自動化等。隨著物聯網技術的快速發(fā)展，它還將被拓展到越來越多的應用領域。本文主要討論物聯網技術在智能農業(yè)中的應用。

1 關鍵術語

1.1 物聯網

物聯網技術雖然是一個新的概念，但是它并未離開互聯網，它通過各種各樣的海量傳感器采集底層信息數據，然后通過物聯網相關的技術標準與互聯網融合并及時準確地將信息傳輸給管理中心，以適應不同用戶的需求。物聯網相關的技術有射頻技術、zigbee技術、wife技術等。截止目前，物聯網的定義并為明確給出，第一次是在1999年由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出，主要強調的是通過射頻技術在互聯網上自動識別物體，實現信息共享與交換；第二次是在2005年由國際電信聯盟報告中提出，主要強調除了射頻技術，物聯網還用到了傳感器技術、納米技術、智能終端技術，實現無所不在的網絡；第三次是在2008年由歐洲智能系統(tǒng)集成技術平臺報告中提出，主要強調rfid技術應用和智能處理；第四次提出是在2009年由歐盟關于RFID的研究報告中提出，主要強調RFID和物聯網的自組網和自配置能力。物聯網技術是新一代信息技術的重要組成部分，在互聯網的基礎上，將原用戶端端延伸和擴展到任何物品與物品間的通信。

1.2 智能農業(yè)

智能農業(yè)是指在相對可控的環(huán)境下，采用工業(yè)化生產，實現集約高效可持續(xù)發(fā)展的現代化超前農業(yè)生產模式，即使農業(yè)先進設施與陸地相配套，具有高度的技術規(guī)范和高效益的集約化規(guī)模經營的生產方式，將科研、生產、加工、銷售于一體，實現周年性、全天候、反季節(jié)的企業(yè)化規(guī)模生產。智能農業(yè)以現代化農業(yè)設施為依托，將農業(yè)工程、物聯網技術、互聯網技術集為一體，具有科技含量高、產品附加值高、土地產出率高、勞動生產率高、經濟效率高等特點。智能農業(yè)最大的特色就是采用物聯網技術，實現農作物生長環(huán)境與農業(yè)管理者和農業(yè)大棚智能控制設備之間的聯系，達到信息化管理和監(jiān)控。

2 智能農業(yè)系統(tǒng)

2.1 需求分析

目前，智能農業(yè)系統(tǒng)主要面向農作物生長環(huán)境，采用物聯網技術對農業(yè)溫室大棚室內溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、空氣濕度、人員以及光照等環(huán)境參數進行實時自動檢測與調節(jié)，系統(tǒng)內各個環(huán)境參數指標可根據用戶需求和農作物生長需要，隨時進行修改。智能農業(yè)系統(tǒng)可通過物聯網技術自動開啟或者關閉指定設備，創(chuàng)造植物生長的最佳環(huán)境，滿足溫室作物生長發(fā)育的需求，以達到增加農業(yè)溫室大棚農作物產量和提高勞動生產率的目的。智能農業(yè)系統(tǒng)主要實現兩大功能，分別是信息采集和控制。

信息采集由傳感器實現，傳感器將采集的各類實時信息通過物聯網技術傳輸到計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)用到的傳感器有紅外人體傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器，其中，紅外傳感器能夠檢測檢測溫室大棚的人體，并將信息發(fā)送給管理者；煙霧傳感器能夠檢測溫室大棚的二氧化碳濃度，超過一定限制將信息發(fā)給管理者；溫濕度傳感器能夠檢測溫室大棚的溫濕度，將信息發(fā)給管理者。

控制體現了智能化，包括本地控制和遠程控制，本地控制是指通過網絡開關實現農業(yè)溫室大棚設備的智能控制，遠程控制是指通過遙控器、電話、手機、電腦來實現農業(yè)溫室大棚各種設備的遠距離控制。控制由計算機系統(tǒng)實現，計算機系統(tǒng)顯示、分析、統(tǒng)計數據后，根據農業(yè)管理者需求對農業(yè)溫室大棚環(huán)境進行本地或遠程控制。控制操作主要有農業(yè)溫室大棚天窗的控制、遮陽系統(tǒng)的控制、風扇控制、噴水控制等。

2.2 系統(tǒng)設計

整個系統(tǒng)分感知層、網絡層、應用層三層設計，其中，感知層由各種傳感器及傳感器網絡構成，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器等，用于感知、識別和捕捉農業(yè)溫室大棚的環(huán)境信息；網絡層由互聯網和網絡管理系統(tǒng)構成，用于傳遞和處理感知層捕捉的信息；應用層是互聯網和農業(yè)管理者接口，比如上位機和手機app應用軟件，農業(yè)管理者可通過看和聽觀測農業(yè)溫室大棚環(huán)境，并根據實際需要控制智能平臺做出相關的操作。智能農業(yè)系統(tǒng)的控制部分是通過繼電器控制USB接口，進而控制各種設備。

3 結語

物聯網技術為農作物生長提供了綜合的生態(tài)信息自動監(jiān)測平臺，基于物聯網技術的智能農業(yè)系統(tǒng)可實時準確地將農作物生長環(huán)境信息快速地傳遞給管理者，并通過計算機系統(tǒng)幫助管理者分析數據和控制設備，可以說，該技術為農作物生長提供了綜合的生態(tài)信息自動監(jiān)測平臺，記錄了現場情況以保證農業(yè)溫室大棚環(huán)境平衡，適宜農作物生長。

參考文獻

[1]陳一飛.農業(yè)復雜大系統(tǒng)的智能控制與農業(yè)物聯網關系探討[J].農業(yè)網絡信息，2015，（2）：8-11.

[2]孟未來，吳禹，路明祥，等.基于物聯網技術的遼寧種質庫信息平臺設計與實現[J].農業(yè)網絡信息，2010，（12）：43-45.

[3]金鵬，宋秀英.設施大棚生產物聯網應用系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].農業(yè)網絡信信，2011，（10）：8-10.

[4]李長生.物聯網技術發(fā)展下的古樹名木管理系統(tǒng)設計[J].微型電腦應用，2018，（5）：56-58.

[5]翟韜.智能農業(yè)平臺開發(fā)[D].浙江理工大學，2014.