農業物聯網體系結構與應用領域研究進展

酈君玉 馬驍軒

【摘? ?要】 伴隨5G網絡的開通、全球信息化的進步，物聯網已經開始大量的應用到社會生活中。因此，本人從物聯網的概念和特點出發，研究了物聯網的框架體系，探討了目前國內農業的發展情況，以及農業物聯網的應用領域。

【關鍵詞】 體系結構;農業物聯網;應用

中圖分類號：S3? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）01-0038-39

1? 農業物聯網的定義

當下，科學技術發展直接影響了我國當下的農業生產，物聯網技術的發展為現代農業提供了巨大的發展動力[1]。就農業物聯網，不少專家也未能形成比較統一的含義與概念，而借助RFID、感應設備以及視覺獲取終端等工具以收集與感知農業生產等，是現在農業物聯網的主要運作模式。農業物聯網的最大用途便是在多個渠道實現農業信息可靠傳輸，而且對大量取得的信息予以融合，緊接著經由智能化操作完成對農業生產中的優化控制。農業物聯網為依靠現代信息科技以及農業技術的有效結合，使得農業設備能夠得到現代項目技術、信息技術、生物環境技術等多種現代化技術的生產手段，該技術可以說是農業生產的未來發展趨勢所在。

2? 物聯網體系結構及應用技術

2.1? 物聯網體系結構

物聯網具體運用的一大核心就在于物聯網框架的研究，物聯網系統主要包括了網絡層、感知層以及應用層等組成部分。并且建立了有實效的結構模型，是物聯網實現互動作用的重要體現，它的根感知層的作用主要包括了收集感知數據，以及保持控制設備的正常運作。如今，感知層技術應用的突出特征即感應設備技術以及短距離信息傳輸科技[2]。因為是數據采集的終端設備，應用層是借助末梢節點賴來獲取大量初始數據的，經由融合分析和計算，給出實際的控制信息，完成針對應用功能的操作。

2.2? 物聯網應用技術

物聯網的使用技術具體涉及到的有：云計算、感應技術、射頻辨別技術、通信技術等，另外，融合技術、納米技術等也是其輔助技術。射頻設別技術是借助自動識別、無線電信的技術，它主要是通過射頻信號以辨別分項目標，從而收集一些有關的數據信息。傳感技術是經由采集傳感器、傳感節點等途徑以完成提取數據的操作。根據相應的原理規律使它調整為一定的電子指令，從而保證物聯網信號能夠科學發放[3]。云計算則是借助配置、動態部署、服務，由軟件、處理器、硬件等多個硬件和軟件構成的計算系統，針對這些收取的信息進行分析和計算，進而提升對物質的感知能力，保證達到智能化控制的效果。通信技術則是經由一臺終端的數據信息向另一臺終端予以傳輸的設備，保證數據的采集，遠程監控等技術功能的實現。

3? 農業物聯網應用現狀及問題

3.1? 建設方面

因為農業物聯網的大系統主要是以物理建設為核心而建立的，很多方面的資金投入都用來進行設備的購置，所以其應用的邏輯明顯不足，同時也展現了農業知識的結合應用邏輯也沒有相關的表現，建立的是一種比較空洞的農業應用體系。以工程這一視角來分析，也即通過九成的投入僅解決了一成的問題，損失重大，投入與回報不成正比。所以此模式在現實使用中無法得到進一步的普及。在設計項目時，只是對功能和用途作了大體上的分析，但是未能結合實際需求分析其實用性。因此便可能會導致項目創建之后，由于難以應對核心問題而導致項目的失敗。希望獲得難以實現的需求，在設計與實現難以保持一致的條件下在農業物聯網應用的多個領域都可能會表現出來。其主要原因在于項目設計人員未能遵守信息化應用的基礎原則。另外，管理上的因素和技術理解方面的原因也可能直接決定項目的成敗。其中和農業知識融合比較深的應用領域項目出現這一問題的頻率明顯更高。最后是使用過程中的風險的忽略。農業物聯網應用是在信息化應用系統中比較重要的一個領域。對其穩定性和可靠性提出了嚴格的規定。主機和可靠的網絡平臺是保證農業物聯網運作的重要因素，出現的任何缺陷都可能會較大的領導對物聯網的結構。通常而言IT公司必然要承擔使用的風險[4]。

3.2? 基礎條件

因為當前針對農業物聯網的應用還未能進行深度的分析，因此有必要對其開展實際的調查與研究。經由對農業公司的工程技術人員和管理人員的調查，筆者發現關于農業物聯網的定義了解的人數較少，而學會實際應用的人員更少。就農業物聯網而言如果不從技術上進行改進，便能以改進農業生產。此外，那就是目前對于物聯網中我國還缺乏主要技術，令農業物聯網的信息化應用難以實現。就實際的應用這一視角切入，農業物聯網應用發展的同時也開始受到一些其他方面因素的限制。由于與實際的生產過程中對硬件有特別的規定，以及要對農業知識進行融合和關于通信和傳感方面基礎設施等，都是農業物聯網中比較重要的技術。當中，融合計算農業知識對這一技術的應用產生了最大的影響，其中還涉及到信息操作的表達形式、模型構建和運算等。

如今，我國也十分關注物聯網應用，并在這一方面取得了較大的成就，然而仍舊未能充分準備好實施農業物聯網應用融合計算農業知識的各項工作。如在農業領域的很多研究工作未能提出落地的解決方案。另外，物聯網屬于現代化技術的產物，假如其難以和農業知識相互結合，則對應對農業生產中的問題顯得力不從心。關于這一因素的理解，可以深化我們對農業物聯網應用的核心。

4? 農業物聯網應用領域的研究

4.1? 制定物聯網標準體系

構建農業物聯網的規范框架，以促進農產品的規模化生產，減少其應用成本的關鍵手段。令農業互聯網技術可以得到廣泛的應用。更加需要從海外發達國家引入先進的物聯網管理方面的經驗，依據我國的國情來看，可以讓相關的學者進行研究。從物聯網在我國農業應用的實際情況為切入點，編制有關的體系標準，使我國物聯網更好的促進農業生產的順利實施。

4.2? 農作物質量安全

如今，我國食品安全的事故基本上都是因為未能加強監管農作物。就農作物生長及生產加工銷售等都未能建立起相關的監管制度。為有效的減少食品的安全隱患，物聯網可以借助自身的優勢對其生長、加工過程進行嚴格的監管。農作物在上市前，應裝入電子芯片或者有關標碼，從而更好地管控加工全過程

4.3? 智能化監控

出于對農業園區生態環境的全方位監測考慮，在園區內安裝了生態信息無線感應設備等智能調節裝置，以便對園區內部的環境指標予以監控。根據生態環境參數的改變以調節溫度系統、灌溉系統，在保溫系統予以調控的整個階段，就土壤濕度進也要開展采集和分析，進而提取到農作物生長的最適宜的環境。并且無線感應節點的使用需和生物數據采集手段密切結合起來，系統感知土壤濕度，同時在與接收設備相連，調控灌溉系統的閥門，進而實現灌溉的自動化。這樣便可以降低資源的浪費，以及在互聯網條件下農作物得到成長。

4.4? 信息檢測

信息監測不僅能夠實時掌握農作物的土壤酸堿度、害蟲數量及施肥情況等有關參數，而且還可以掌握從種子篩選、幼苗培育、害蟲防治到進入倉庫等整個過程。農業物聯網應用的監控領域還可以得到擴展，甚至信息的監測可以擴大至農作物加工、物流運輸等方面。

5? 結語

如今，我國在農業物聯網方面的應用還存在一些問題，技術還不是很成熟。這離不開專家學者的深入研究，以及當地政府單位的大力支持，將農業物聯網的應用快速推進，進而全面規劃。通過這樣，便能夠有效的升級我國的農業物聯網技術，以及解決農業領域方面的問題，以調到農業企業和農戶主動的參與到農業物聯網的應用上來，為我國農業早日實現現代化作出貢獻。

參考文獻：

[1] 齊曉松，趙銘，宋志碩，等. 基于物聯網技術的農場環境檢測與控制系統[J]. 河南科技學院學報（自然科學版），2019，47（04）：53-61.

[2] 岳宇君，岳雪峰，仲云云.農業物聯網體系架構及關鍵技術研究進展[J].中國農業科技導報，2019，21（04）：79-87.

[3] 周鵬，田維平.農業物聯網分層結構設計[J].計算機時代，2018（09）：17-20.

[4] 吳文靜.農業物聯網體系結構與應用領域研究進展[J].南方農業，2018，12（18）：174-175.

（編輯：李曉琳）