物聯網技術在農業氣象服務中的運用初探

次旦久美，達娃卓瑪

按照國家“十三五”規劃，需要對現代農業科技創新推廣體系進行健全，推動農業與信息技術的融合，通過發展智慧農業促使農業生產力水平得到提升。應用物聯網技術，可以將現代農業與智慧氣象服務結合在一起，促使農業生產向著精準化管理的方向發展，因此可以滿足智慧農業的發展要求。

1 物聯網+農業的發展

為提升農業信息服務水平，農業部提出了“物聯網+現代農業”的方案計劃。所謂的物聯網，指的是物與物相連的互聯網，需要在物體中完成具有感知能力、計算能力、控制能力的智能芯片布置，并利用網絡實現信息傳輸，達到物與物、人與物的互聯[1]。實現物聯網+農業發展，需要將物聯網技術應用在農業生產、經營和管理活動中，促使現代農業形態得以形成。在農業物聯網架構中，包含信息感知層、網絡層和應用層，可以用于獲得農作物的物理量參數信息，實現農業信息有效傳輸，通過實現物聯網與專業技術融合實現農業生產過程控制。而農業生產、經營、管理與氣象因素之間存在密不可分的聯系，因此在技術應用層面上需要提供精細化農業氣象服務，以便在農業管理中注入“智能”元素，推動智慧農業的發展。

2 物聯網技術在農業氣象服務中的運用方向

2.1 在環境智能控制中的運用

在現代化農業發展中，需要實現農業產品高效生產，保證農作物生長環境相對可控。而應用物聯網技術進行生產環境監測，可以完成溫度、濕度、土壤PH 值、光照強度等各種環境參數的實時監測。在此基礎上，由專家進行農作物生長環境分析，能夠實現農業生產資料的有針對性投放，對調溫、換氣等執行設備進行調控，達到智能控制農業生產環境的目標。因此應用物聯網技術，能夠憑借智能化手段進行環境條件調整，為農作物生長提供適宜的生長條件，保證農作物能夠全天候生長。就目前來看，智能大棚的建設就可以達到環境智能控制的目標，能夠利用環境傳感器、自動氣象站等完成感知網絡的建立，實現農業氣象信息的獲取。結合植被分布、土地利用等情況，將采集到的終端數據信息利用數據處理中心展開分析和統計計算，可以利用溫室控制器、應急報警系統等進行環境調控，使不利生長環境得到改進，保證大棚內溫度、濕度等環境因子可以滿足植物生長要求。因此應用物聯網技術提供農業氣象服務，能夠為環境智能化管理提供技術基礎，使農業生產達到增產增收的目標。

2.2 在精準農業管理中的運用

從世界農業發展潮流來看，需要實現精準農業管理。具體來講，就是需要結合農作物生長土壤特性進行作物投入的調節，確定農作物生產目標，通過科學管理保證以最少投入獲得最大收益。想要實現精準農業管理，需要完成全球定位系統、農田遙感監測系統、農業自動氣象站、農業專家系統等各種系統的建設，以便對各田塊土壤形狀和生產力空間變異進行清查，為施肥、播種、灌溉、除草等各項工作的開展提供依據。應用物聯網技術，能夠實現信息的廣泛采集，為農作物精準管理提供有效的空間信息數據庫，因此能夠滿足精準農業管理要求。實際應用物聯網技術，能夠對各種感知技術進行融合，實現農業田間信息的精準獲取，如田間肥力、苗情、病蟲害信息等，可以完成農田地理信息系統的建立，促使農業生產與信息技術得以全面結合。精準農業管理工作的開展，并非強調高產，而是需要達到較高的定位精度，能夠在獲得精準信息的基礎上，通過模擬農作物生長過程、農田投入產出情況等實現智能化農業機械裝備的精準控制，促使農業生產效益得到提高。

2.3 在特色農業發展中的運用

在智慧農業發展的過程中，還要利用地區獨特農業氣候資源完成特色種植業的開發，以便通過發展特色農業帶動地區經濟的發展。應用物聯網技術，能夠加強地區農業氣候分析，加強對地區自然地理環境條件的把握，從而結合地區農業氣候差異發展特色農業，確保農民能夠實現農作物的合理種植，為地方農業事業的發展提供保障。在農業生產方面，地區種植、養殖和加工習慣的形成與農業氣象因素相關，應用物聯網技術可以實現地區農業生產習慣的深入分析，完成地區農業發展規律的總結，為現代特色農業的發展提供科學依據。此外，現代特色農業發展需要達到改善生態環境質量的目標，對農業觀光、休閑等生活性功能進行發揮。完成農業瀏覽基地的建設，可以在滿足人們觀光旅游需求的同時，實現農業深層次開發，加強田園資源充分利用，推動地區綠色產業的發展。應用物聯網技術提供農業氣象服務，利用紅外線進行農業氣象預報，也能在農業生產條件受限時加快推動地區觀光農業的發展，使農業景觀資源得到充分利用，促使地區農業特色得到展現。

3 物聯網技術在農業氣象服務中的運用措施

3.1 構建氣象服務平臺

實際運用物聯網技術提供農業氣象服務，需要完成氣象服務平臺的構建。具體來講，就是要完成農業傳感器網絡、氣象觀測數據中心、遠程監控中心、農業氣象服務中心等各部分的建設。針對農業監測區域，需要進行傳感器網絡的分布設置，利用風速、氣壓等各種傳感器實現區域現場數據的實時采集。根據得到的降雨量、溫度等氣象信息，可以利用網絡傳輸至數據中心，利用糾正算法進行處理，然后通過接口程序進行精準信息的提供。在農業氣象服務中心獲得數據后，可以利用區域部署的Web 服務器進行信息發布，促使氣象信息在農業種植區得到顯示。用戶利用計算機和手機等設備，可以隨時登陸平臺進行農業氣象信息的查詢。作為農業生產管理人員，也可以通過平臺實現監測區域的監控管理。結合農業氣象服務要求，還要利用Zigbee 無線傳感器網絡進行氣象信息采集和傳輸，按照5km 距離完成各種傳感器的布置[2]。在網絡通信上，需要采用AODVjr 路由協議，結合農業氣象數據特點保證數據能夠得到及時更新，同時滿足野外環境監測要求。在數據中心建立上，需要采用Linux 操作系統，完成Apacheweb 服務器、MySQL 數據庫的布置，然后進行接口程序、數據交換程序等各種程序的編寫。在對監測得到的數據進行糾正時，數據中心需要對觀測數據和天氣數據進行獲取，實現數據量化，然后按照D-S 證據理論進行修正融合，并在數據庫中存儲。在數據信息發布上，需要采用eclipse集成發布環境，實現web 服務部署和路徑調整，準確進行頁面數據定位，確保平臺能夠順利完成信息發布。

3.2 開展“物聯網+”服務

在農業氣象服務提供上，還應采取智能保障服務模式，利用物聯網進行多樣化服務的提供。在該模式下，需要實現農業氣象自動觀測，開展集約化業務，達到提供農業智能直通式服務的目標。采取該種服務體系架構，需要關注實時監控、生產管理、信息瀏覽等服務的提供，將平臺劃分為數據服務層、業務平臺層和智能引擎層。在服務層，需要完成氣象數據庫、農業生產指標庫、地理信息庫等各種數據庫的建設，為農業生產管理信息的獲取提供支持。在業務平臺層上，需要提供特別提醒、生產指導、直通服務等各種應用，使用戶結合自身需求進行平臺應用。在智能引擎層，需要完成計算引擎、發布引擎、流程引擎等各種引擎的設置，以便為用戶應用平臺進行農業生產管理提供指導[3]。利用物聯網實現氣象信息數據庫的完善，能夠完成農業氣象共享平臺的建設。從農業氣象服務產品開發上來看，還應利用物聯網技術提高服務質量，如利用平臺進行“預報+服務指南”的提供，使平臺從單純災害天氣預警轉變為提出災害防御意見，使農民在獲得服務后能夠有序進行農業生產管理，圍繞地區氣候特點采取應對措施。在物聯網技術的支撐下，農業氣象服務平臺可以在時空上提供更加精準的信息，結合精準農業、特色農業等各種農業發展需求提供服務，完成農業氣候科學評價，為農業資源開發利用提供依據。

4 結論

綜上所述，在物聯網技術的支持下完成農業氣象服務平臺的建設，可以應用物聯網技術實現農業生產環境的智能控制，實施精準農業管理，推動農業特色項目的發展，從而使農業發展進入到智慧農業階段。因此，還應加強物聯網技術與農業氣象服務的融合，推動物聯網+服務的開展，從而滿足現代農業發展需求。