物聯網技術在“智慧農業”中的應用及模式探研

王丙剛

(北京華麒通信科技有限公司)

1 智慧農業發展的現狀

現在網絡已經不是城市的專屬，村村有網絡，村村有線電視入戶，戶戶有電話，基本上實現了互聯網普及。這也為將物聯網技術引入我國廣袤的農業中的提供了基礎。異于傳統農業主要依靠人力和經驗的耕作方式，智慧農業是我國農業發展的一個新方向，智慧農業的途徑是收集和整理農業生產過程中的寶貴經驗，并且通過物聯網技術對信息進行分析、整合、共享，極大地提高農業生產效率，促進農業現代化發展。2013年，天津、上海和安徽這3個省市被國家農業部列為農業物聯網技術試點地區，迄今為止全國已有8個省市在農業領域先后啟動實施農業物聯網區域試驗工程，通過物聯網技術對農田和水利水電等資源進行合理的分析和分配，記錄從種植到收獲到銷售整個流程的信息，促使農業生產效率達到最大化，最終達到提高生產效率、解放生產力、推動農業增效、農民增收以及農業產業化發展。

2 物聯網技術在“智慧農業”的應用

隨著社會的發展、高科技網絡技術的應用，在現代農業中智能感知芯片等物聯網技術的應用逐步拓寬。通過利用物聯網技術中大量傳感器節點構成的監測網絡采集信息可以幫助農民及時發現問題，并且精準定位出現問題的位置，將生產模式逐漸地從依賴于孤立機械以人力為中心向以信息為中心轉變，在生產過程中大量利用自動化、智能化、遠程控制的生產設備。

2.1 物聯網技術在節水灌溉中的應用

農業的發展離不開水資源，我國南北水資源分布不均并在總體上逐步呈現匱乏狀態。在滿足農業灌溉基本應用標準的同時節約水資源就需要技術工作者運用最先進的技術手段研究出更加合理的灌溉方式。實踐證明將物聯網技術應用于農業灌溉的節水效果明顯優于傳統灌溉方式。通過物聯網技術系統有效的操作控制全程實現農業自動化灌溉。系統內部包括總控室、集中控制室、水泵、電氣控制柜。整個控制系統運行流程為以下四個環節，第一環節為收集整理信息，工作人員利用物聯網技術通過傳感器采集土壤的濕度、溫度、光照強度、CO2濃度等基本信息，了解作業區域的土壤和水資源總體狀況；第二環節為分析加工信息技術系統自動將收集到的信息進行智能化分析處理，對信息進行高效整合；第三環節為實踐指導，根據整合后的信息確定出具體的灌溉量、灌溉方法并及時的控制相關的智能灌溉設備的驅動，對農作物進行精細化、智能化的灌溉；最后為信息回饋，物聯網系統對整個灌溉區域和所有灌溉節點的數據進行綜合比對，作業人員根據分析結果對灌溉數據進行更正，從而確保灌溉的準確與高效。利用物聯網技術制定出具體的用水計劃，保存灌溉的進度，對實現高效、低耗、多功能科學化管理的農業灌溉節水平臺有十分重要的意義和較高的實用性價值。

2.2 物聯網技術在禽畜養殖化管理中的應用

目前水產養殖、家禽養殖等行業內物聯網技術已經得到廣泛應用。在使用過程中可以利用物聯網系統中的傳感器采集和處理禽畜的個體體征、進食量、生長周期等數據，設置一個符合禽畜生長的最佳條件，實現智能化自動喂養。還可以利用對禽畜的體溫、行為特征等數據進行實時監測、分析，精細化管理禽畜個體生理信息，預防禽畜疾病或疫情并及時采取防治措施，避免重大經濟損失。

2.3 物聯網技術在質量安全追溯中的應用

利用物聯網技術追溯質量安全是非常準確高效的。整個食品安全追溯系統包括信息的收集、傳輸、查詢，高水平的技術體系在食品安全追溯中應用廣泛。在信息收集過程中農業工作人員將所轄生產基地劃分成多個配備相應的電子標簽或者條碼的編碼版塊，記錄每次的施肥、除草、澆水環節，在生產環節中每個產品也都具有對應的條碼或者電子標簽，利用操作終端實現數據的快速收集和整理，不僅保證收集數據的準確性而且可以避免消耗過多的人力物力。IC卡成為信息傳播的中介，利用IC卡收集信息后，定期對IC卡中的資源進行收集處理，利用RFID技術實現信息的最終導入，將信息儲存在生產基地的農業數據庫，構建物聯網數據平臺。商家可以通過物聯網查詢流通在市場上農產品具體的追溯碼，制定出具體的產品標簽追溯產品的生長、加工、銷售等各個環節，消費者可以利用物聯網對產品信息進行檢索，實現全供應鏈質量追溯可查 。

2.4 物聯網技術在生產信息監測中的應用

長期以來傳統農業發展過程中，主要靠人工監測得到有關耕地與農產品的信息，不但加大農業生產成本，獲取的數據也有一定的偏差或者錯誤，不利于我國農業生產的穩定發展。利用物聯網技術可以及時獲取準確的農業生產環境信息。及時、準確地獲取農業生產信息監測中所包含的溫度、PH值、濕度等重要的技術指標，有力地確保了生產環境信息采集的有效性。例如遠程監控系統的構建，實現了對作物生長狀況實時監測和集中管理，并通過數據庫設置的方式加強了對作物生長環境的控制，為農作物增產及加快農業發展速度提供了有力地保障。

2.5 物聯網技術在虛擬農業 中的應用

虛擬農業是物聯網技術在智慧農業應用中的一大體現。虛擬現實（VR）技術可以創建一個具有身臨其境的環境感，虛擬農業通過VR技術直接演示出農作物的病害狀況、生長狀況、遭受自然災害狀況等。農業技術員可以在虛擬的狀態下進行實驗，避免種植、養殖等過程中消耗過多的精力和時間，降低農業附加消耗，極大地促進農業發展與進步。

3 物聯網技術在智慧農業中應用的模式探研

3.1 提高物聯網信息感知與識別技術

加大信息感知與識別技術在農作物生長、水產養殖、禽畜養殖、資源環境等方面的應用。技術人員要根據農業各方面的應用反饋對技術缺陷進行分析研究提出有效措施予以改正以達到提高物聯網技術信息感知技術與識別技術的目的。

3.2 加強物聯網信息傳輸和自組網絡技術

通過全方位加強構造自組網絡，重數據的積累與分析，以減少數據傳輸信號的遺失。分析電磁波在空氣界面、土壤之間的傳輸規律，開發出、擴展性好、操作簡便、適用于當地生產實際的物聯網管理軟件，找出不同環境下最合宜的傳感網絡節點位置，建立綜合有效的網絡系統。

3.3 提升物聯網云端計算技術

不斷開發新的、有效的技術以提高物聯網多種信息融合技術。云端計算和云平臺可以隨時進行信息的存儲和獲取。物聯網的云端計算技術可以根據所收集農作物的產品價格、國家政策、氣候變化等數據，為農業生產提供正確、科學、有效的建議。因此不斷提升云計算的編程模式和數據管理尤為重要。

4 結語

物聯網是世界四大未來技術產業之一，在智慧農業中應用物聯網技術是衡量一個國家未來農業發展水平的重要標志，也是現代農業發展的需要。物聯網技術與智慧農業相結合實現農業生產的科學化、機械化、智能化、精準化和規范化，為從事農業人員創造更好的經濟效益。將物聯網技術應用在農業信息化中極大地促進了農業發展，為農業生產提供了依據和指導信息。從宏觀的層面講物聯網技術促使農業信息化的全面、實時發展，為現代化信息農業發展提供強有力的保障。