淺談物聯網與農業機電一體化技術的關聯性

歐海波

（湖南財經工業職業技術學院 湖南衡陽 421002）

1 概述

農業機電一體化技術是指突破了原始農業方法，采用多種機械設備完成各種農業活動的技術。在農業機電技術的發展過程中，設備一體化和技術一體化程度不斷加深。具體表現為各種設備通過網絡和線路進行連接，可以根據不同的自然環境和天氣條件進行灌溉等行為。但是，農業機械產品一體化技術發展至今，已經產生了一定的問題和弊端。例如，在傳統的自動灌溉設備中，需要相關機器設備自動科學的選擇進行灌溉的時間，并且按照土地狀況以及農作物實際情況調整灌溉量，但是在對上述要素進行監測的過程中，監測設備和灌溉設備之間通信性能不佳，導致經常出現延誤灌溉時機或灌溉量控制不準確的現象。這種現象出現的主要原因為各種設備之間無法有效銜接和配合，協同工作能力不強。

物聯網技術實質上是一種“物物相連”技術，通過互聯網作為連接的媒介，將所有需要連接在一起的設備進行連接，實現設備之間的協同工作。在近年來，隨著互聯網、通信技術的快速發展，特別是移動通信5G 時代的到來，物聯網技術正在發揮著更大的作用，引發更為深刻的變革。物聯網技術和農業機電技術有限結合可以進一步提升農業機電設備的工作效率，兩者結合可以更好的助力農村地區第一產業的發展。

2 物聯網技術與農業機電一體化技術的關聯性

2.1 關聯的信息采集

目前我國農業產業發展較好的地區，農業生產環節對各種技術以及設備的要求越來越高。有的地區單一的農業生產設備已經不能滿足農業生產的實際需要，無法進一步提升部分地區農業生產的效率。因此，需要將各種農業機械及設備進行有效整合和連接，使所有機器設備成為一個有機整體，提升農業生產效率，這就對相關技術發展狀況提出了更高的要求。具體而言，各種農業機械和設備都要依托一定的信息基礎才能夠正常運行，因此信息采集成為整個農業自動化機械系統中的重要組成部分和基礎性環節。例如在新型灌溉技術及其設備中，如果想要實現科學、及時灌溉，就必須能夠采集降雨量信息、周邊環境溫度信息、土壤狀態信息以及陽光照射時長及強度信息。上述多種信息無法通過新型灌溉設備這一種設備完成，并且以上設備往往需要多點布局，在多個位置上對上述信息進行采樣和分析。因此，如果成功實現多個設備之間的有效連接，并且可以使每一個設備采集到的數據進行共享成為必須要解決的問題。物聯網的介入可以有效改善目前存在的設備之間無法實現高效連接的問題，物聯網技術具有通信迅速高效的特點，具體運用到農業機電設備中的表現具體詳述如下。例如在農業自動灌溉設備中，降雨量采集設備等多種信息采集設備將采集到的豐富的環境信息通過物聯網傳輸至中樞管理系統。其后，通過中樞管理系統將各個信息采集器采集到的信息進行分析和判斷，計算出當前應當予以灌溉的水平，繼而控制灌溉設備科學合理的進行灌溉活動。因此，在信息采集的過程中，物聯網技術與農業機電設備有著較高的關聯性。

2.2 關聯的信息分析

在我國農業生產逐步實現自動化和機械化的過程中，對于農業相關信息的分析處理工作是決定農業自動化活動開展是否科學和有效的關鍵環節。如果對于農業相關信息處理和分析正確，就會使農業活動保持科學化，可以提升所種植的農作物的產量，如果不能正確分析農業信息，在農業自動化背景下將會產生較為嚴重的不利后果。具體而言，農業機電設備需要根據農作物的生長習性和環境要求進行農業自動化操作。因此，就需要特定的設備為自動化終端提供基礎信息支持，在提供基礎信息后，還需要通過分析設備進行分析，最終實現對自動化農業機電設備終端的操作與控制。在此過程中，對于信息的分析和整理工作就必須依托物聯網完成，在目前的技術條件下，只有依托物聯網技術才能在大范圍的農業生產活動的中使得信息的分析和整理工作保持高效和正確。

2.3 關聯的系統控制

在目前的農業機電自動化體系中，其所涵蓋的設備種類和設備數量都在逐年增加，增強的機電設備可以為整個農業自動化體系提供更準確的基礎信息幫助，也可以實現農業自動化生產效率的進一步提高。就目前我國農業機電的體系化運用而言，存在的一個重要問題即各個設備間的控制能力不夠高效。目前對于各個農業機電終端的控制還停留在較為初級的自動化階段或人工控制階段，但是這兩種控制方式都不利于農業規模化生產的進一步的發展。在物聯網技術與農業機電相關設備的有效關聯中，對于整個農業生產自動化生產體系將有較大的控制能力。除此之外，由于農業機電設備都將介入物聯網體系中，農業自動化程度將有所提升。

3 物聯網與農業機電一體化結合運用的方法

3.1 物聯網與農業機電設備協同工作的體系搭建

物聯網技術支持下的農業機電設備都需要接入物聯網平臺。在該系統框架中，在設計環節就要做出前瞻性考慮。原因在于，接入農業自動化生產系統的設備種類和數量將越來越多，無法避免在未來技術發展的過程中仍然有新型技術產業接入該平臺。因此，在系統搭建的過程中，要保持連接端口在一定程度上進行開放，以保證未來的新型設備可以順利接入物聯網平臺。

在系統框架的具體設計環節，需要將整個系統進一步細分為若干個模塊。首先，需要在系統框架搭建的過程中加入信息采集模塊。對于農業生產而言，最重要也是最基礎的環節就是信息采集環節。每一種農作物都有其適宜的生產環境和生產條件，只有在一定溫度、濕度、光照等條件下，特定的農作物才能生長，超過一定的條件農作物就會逐漸死亡。因此，在大規模的農業生產過程中，信息采集活動極為重要。在信息采集模塊中，需要加入各種環境傳感器，例如溫度傳感器、濕度傳感器等設備，為信息采集工作的提供的高效的設備保障和技術支持。在信息采集模塊中，還要對影響農業生產安全的特殊天氣狀況采集，避免農業生產者產生較大的損失。其次，在該系統框架中還需要加入的信息分析模塊。系統框架中的信息分析模塊的主要作用是對信息采集模塊采集到的信息進行處理和分析。在具體的工作流程方面，各個信息采集設備將特定的環境信息采集完畢后，通過物聯網系統將各類信息匯集到信息分析和處理模塊，該模塊根據該區域內目前種植的農作物進行分析和判斷，并且對終端設備發出指令進行相應的活動。最后，在系統框架中還應當具備終端農業機電設備。農業終端機電設備的主要作用是接收物聯網中樞控制系統傳輸的指令信息，根據指令信息的要求完成相應的農業自動化動作。

3.2 加強技術融合

在整個農業機電設備體系中，物聯網技術介入后，必然需要運用到更加先進的技術才能完成農業自動化生產的一系列相關動作。例如，運用云計算技術可以完成對農業數據的收集、整理、分析工作，通過與特定農作物環境要求相匹配，實現高效化工作。除此之外，還可以依托大數據研究技術及設備對農業自動化生產下的農作物產量與環境信息進行分析和整理，通過計算可以實現生產自動化流程的優化，促進農作物產量的進一步增加。

3.3 實時技術優化

農業自動化生產活動以及農業機電一體化進程必須要在不斷的生產實踐中進行完善和優化。要根據系統平臺運轉過程中出現的實際問題對于整個物聯網農業機電系統進行優化，根據實踐中出現的實際問題進行調整。例如，通過一段時間的具體應用，在農業自動化灌溉設備中可以監測實際灌溉量和預計灌溉量是否存在差異等問題，如果出現實際灌溉量和預計灌溉量不匹配的情況要及時進行修正或調整，以保證農業自動化生產活動的高效開展。

4 小結

近年來物聯網技術已經在多個產業內進行了有效應用和推廣，并且和多項原有技術進行了結合，提升了原有技術的應用能力和水平。在農業機電一體化系統中，物聯網技術的引入可以進一步提升系統工作能力，提升我國農業自動化生產水平，助力我國農村第一產業的穩定可持續發展。