物聯網與農業機電一體化技術的關聯性分析

楊建國

摘 ?要：我國當前正有序推進現代化農業體系，農業機電一體化技術也取得了長足發展。基于對物聯網概念和相關優勢的分析，該文探索了物聯網技術和農業機電一體化技術的關聯性，并在此基礎上提出在農業機電一體化技術的發展中融入物聯網技術的方法，以引來提高農業機電一體化設備的控制質量。

關鍵詞：物聯網;農業機電一體化;關聯性

中圖分類號：S126 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

現代農業機電一體化技術，主要是完成對各類農業機電設備運行狀態的監測與調整，尤其是對智能化有較高需求的設備，例如自動灌溉系統等。傳統方法多應用定時器等方式完成控制，控制精度較低。隨著物聯網技術的飛速發展，現代農業可以借助物聯網技術，來完成對農業機電設備的精確控制。

1 物聯網與農業機電一體化的關聯性

1.1 信息采集方面

現如今農業的特點為新技術應用的數量和種類多、覆蓋范圍廣，農戶對新技術的信息化程度要求高等。這些新技術，不僅體現在新型農業機電設備的應用上，也包括新的農業生產技術，例如無土栽培技術、新型灌溉技術等。這些技術需要采集大量的信息，例如降水量信息、溫濕度信息、土壤含水量信息和光照信息等。這要求系統要能夠自動獲取這些信息，并且當信息改變時，相應的設備要能夠動作，而這正是物聯網技術所擅長的。將物聯網技術融入農業機電一體化技術中，保證了信息采集的精度、廣度和速度，提高了農業機電一體化設備的信息感知能力，改進了傳統的控制方法不易實現信息綜合采集的缺點。

物聯網系統在運行的過程中，會在不同的區域中建成多個數據收集系統，完成對各類參數的轉化和分析，并且在完成數據采集后，即時完成數據的處理與整合任務。控制中樞根據獲取的信息，向被控設備發送控制指令，提高相關設備的運行質量。該項工作建立在信息采集的基礎上，因此物聯網在信息采集方面，可以滿足農業機電一體化的發展需求。

1.2 信息整理方面

現代化農業更重視農田生態系統的發展，廣泛應用農作物混栽等方法提高植物的生長質量。由于不同農作物的習性有很大差別，所以在具體的工作中，要完成對各個區域的信息整理，并在此基礎上控制相應的機電設備。在具體的工作中，可以在相關區域中設置傳感器并收集信息，收集的信息會匯集到物聯網系統的控制中樞去整理，以便進一步通過相應的軟件來分析。

1.3 信息分析方面

傳統的控制系統只能夠根據當地的氣候環境對機電設備進行調整，該系統或技術本身不具備信息分析和記錄功能。而從現代農業的發展角度來看，控制系統要能夠主動適應氣候和環境的變化，能夠對大量數據進行分析，并建成農業檔案，為后續的農業發展和設備控制提供指導。

在物聯網技術的應用中，可以通過對網絡系統的完善和構建，使其能夠自動完成對相關農業數據的收集。當前的物聯網技術中已經可以融入大數據技術，該項技術的優勢是可以很好地完成對海量數據的分析。在制成了相關農業數據后，應用云計算技術構建數據模型，制成某種農作物產量與各類環境因素之間的關系模型。獲取了相關的農業發展模型后，物聯網系統需要對各種參數進行分析，并對相關農業機電設備發出控制指令，讓其動作，確保植物生長的最佳環境，達到優質高產的目的。

1.4 系統控制方面

在現代化農業體系中，投入的農業機電設備數量大幅提高，一些設備對智能化控制提出的要求較高。當前的控制系統設計思路主要有2個，即經典控制理論與現代控制理論。從控制系統的運行質量和效果來看，現代控制理論的效果更好，有更好的應用前景。

在現代控制理論中，最主要的特點是實現了信號的多輸入和多輸出，由控制中樞完成對系統的完善與優化工作。另外在具體的工作中，可以在物聯網技術中融入新技術，提高對各類設備的控制精度。從網絡資源與計算能力上來看，物聯網系統能夠完美地發揮相關作用，實現對農業機電設備的有效且精確控制，保證系統的穩定運行。

2 物聯網技術在農業機電一體化中的應用方法

2.1 整體框架設計

將物聯網技術應用到農業機電一體化中，系統的整體框架設計要能夠涵蓋系統中所有的農業機電設備。整體框架設計的過程要從現代農業的技術類型和所需參數的角度出發，目的是完成對系統的完善與優化工作。

在整體框架設計的過程中，對于數據采集方面，需要分析的數據包括溫度信息、空氣濕度信息、土壤信息和光照信息等。同時也要根據天氣預報，完成對相關設備的提前控制工作。信息收集工作系統，要從2個角度設計。1）各類傳感器的設計，需要根據當地農業系統的發展形勢、發展區域和環境狀況，在合理的位置架設專業的測量儀器，將氣候參數輸入物聯網系統中。2）相關參數獲取工作，物聯網系統要能夠獲取氣象信息，將這類信息與物聯網中的控制軟件進行融合，分析氣象參數對農業生產可能造成的影響，并在此基礎上完成對農業機電設備運行狀態的自動調整工作。

2.2 相關技術融合

在物理網技術的應用中，必然用到大數據技術、云計算技術等新技術，實現對大量數據的收集和整理工作，以完成農業模型、檔案的建設任務，為后續的精細化管理工作奠定基礎。在具體的工作中要能夠合理融合相關技術。對于大數據技術來說，理論上可以收集整個互聯網系統中的相關數據，借助云計算技術可以獲取最終的數據分析結果。然而對于農業技術體系來說，無須獲取過量的信息，只要能夠收集互聯網中的天氣信息和農業系統中的各類觀測信息即可。所以在具體的工作中，通過對大數據技術的優化和個性化構建，結合先進的農業機電一體化技術，即可在發揮應有功能的基礎上，提高系統的運行效率。

2.3 系統融合優化

在農業機電一體化系統的設計和建設中，必然要經過多個融合與優化的過程。所以在具體的工作中，要分析當前工作中的問題，在此基礎上完成對系統的完善和優化工作。

在現代農業中的自動灌溉技術中應用滴灌技術框架完成新技術的開發，但是該系統中的水泵等設備輸出功率，可以在物聯網技術的控制下根據環境因素實時調整。當系統出現問題時，應分析物聯網系統對相關農業機電設備的控制是否有效，避免誤操作。例如在發生降水、空氣潮濕、空氣干旱等不同狀態下系統發出的控制指令，是否與實際情況吻合，當發現實際的控制效果與設計的預期目標存在差距時，要完成對該系統的優化和調試工作。該過程要反復進行，直到實際控制效果和預期效果吻合時，才可確定系統能夠投入運行。

3 結論

綜上所述，農業機電一體化發展過程中，物聯網技術與農業機電一體化技術有很高的融合性。物聯網技術能夠滿足農業機電一體化系統中的數據收集、數據分析、數據整理、控制指令發布等方面的要求，同時還可以應用大數據技術和云計算技術來制定農業檔案，包括農業機電設備的工作狀況，為后續的系統發展奠定基礎。實踐證明，通過將物聯網技術與農業機電一體化技術相融合，更能發揮農業機電設備的生產潛能，有效提高農業生產的效益，增加農民的收入。

參考文獻

[1]王之中.基于物聯網的精準灌溉系統應用研究[J].水利技術監督，2019（3）：41-43.

[2]鮑宜帆，谷敏.略談物聯網技術在現代農業中的應用[J].計算機產品與流通，2019（5）：71，117.

[3]項建廷.談物聯網與農業機電一體化關系[J].農機使用與維修，2011（8）：29-30.