物聯網在農業病蟲災害中的應用分析

顧正亞

隨著全球經濟一體化與信息技術的快速發展，我國有關于物聯網方面的研究與開發也更為重視，物聯網也在全球范圍內掀起科技與經濟的浪潮，應用也逐漸向著市場化快速發展，且應用前景十分廣泛，在農業中同樣有著關鍵應用。農作物病蟲害是對農業生產構成危害影響的一種自然災害，災害情況較為嚴重時，會導致農作物出現大幅減產，品質無法得到保證，同樣對國民經濟發展與人們生活和身體健康造成不利影響。所以，應重視對物聯網在農業生產中的科學應用，建立設置擁有傳感器功能的監測節點的監測系統，實現對農業病蟲災害的科學檢測，為農業生產提供可靠保障。

一、物聯網概述

物聯網，利用無線射頻識別與全球定位系統以及傳感器等各類先進設備，利用無線網絡實現對信息的交換以及通信，從而完成智能化識別與定位，并采取有效監控以及科學管理的綜合網絡。物聯網完成物物彼此之間有效通信期間，對傳感器、半導體與通信網絡以及計算機等技術加以充分有效融合。基于產業以及用戶角度等不同技術層面分析。核心主要為“物物互聯”，利用先進科學的傳感技術以及網絡通信，被稱之為物聯網。基于技術層面分析，同樣可以稱之為傳感網。

二、物聯網在農業監測中的結構體系

物聯網位于農業病蟲災害信息檢測系統之中，通過將傳感器嵌入至采取監測與信息采集的區域或是物體之中，以擁有傳感、信號處理功能的無線信息采集節點與匯聚節點，對數據信息上傳至網關，并通過網絡或衛星等同監控中心保護通信，從而完成對病蟲災害信息的有效監測與準確采集。所以，監測系統務必對節點設計與選擇予以充分關注。基于系統總體結構而言，可劃分為如下：網絡感知節點設計、數據智能化處理與監測信息采集以及傳感技術和無線通信技術。此系統主要構成涵蓋傳感信息節點、互聯網與監控軟硬件系統和通信系統、信息服務終端等。

1、無線傳感信息節點結構及能耗特性

無線傳感信息節點屬于監測網絡十分關鍵的構成，涵蓋數據采集、數據處理和無線通信與電源模塊，以此完成數據信息的采集處理與傳輸。

各傳感信息階段，其各模塊能源特性存在相應的區別和差異，無線通信模塊能源相對較大。因為此節點是通過能量有限的電池進行供電，節點數目較多，且分布較廣，無法以更換電池的方式延長網絡生命周期。所以，建立網絡系統期間，應將節點能耗予以充分考慮，運用合理的優化節能策略。

為使各傳感節點能源得以有效減小，首先，系統節點設計期間，對無線通信模塊結構進行優化，使網絡生命周期得以有效延長。其次，運用低能耗動態功率管理技術，以此使空閑節點的處理器與各組件能耗得以有效降低。

2、系統基本網絡構架

對于農業病蟲災害體系的研究，提出一種基于傳感器、GPS等技術的監測系統。此系統可劃分成三個網絡層，即網絡感知層與監測數據傳輸網絡層以及數據終端處理層。

關于網絡感知層，傳感信息接地分布位于被監測區域各角落位置，可以自組織方式形成相應的網絡。傳感節點定時對監測區域采取有害病蟲數量的全面檢查，并對采集獲取的信息數據采取初步處理，并傳送至匯聚節點，并通過匯聚節點運用外部網絡，對信息數據傳送至網關。

關于檢測數據傳輸網絡層，其功能主要為對匯聚節點傳輸的數據信息，利用通信網絡，如Internet、移動通信網絡或是衛星等，接入至物聯通信網絡，基于路由協議以及網絡安全協議，對數據信息有效傳輸至控制中心。

關于數據終端處理層，其屬于無線通信網絡層傳輸信息數據的終端，即計算機系統。此系統監測中心對收集獲取的信息數據采取科學處理，并提供給終端用戶。這時，用戶可通過“云計算”對信息數據采取精確處理，并對農業病蟲災害情況進行仔細分析，以此做出相應的決策。

3、害蟲監測技術

因為此系統內部存在的信息節點是通過不同害蟲檢測傳感器共同構成，所以監測技術也同節點存在緊密聯系。傳統害蟲監測的方法是基于昆蟲之間化學通訊以及物理反應為基礎，以性誘劑以及黑光燈應用較多。不過，此種方法存在相應的問題和不足，如費時費力、害蟲數據質量不足等，為使此類問題得以有效解決，基于對害蟲群密度獲取方式，對傳統監測技術加以充分結合，運用現代信息技術，對各類害蟲進行自動監測與計數，可運用傳感器技術與遙感技術或是計算機視覺技術以及雷達技術、聲音信號技術等。

三、物聯網中的安全策略

農業病蟲災害監測系統之中，數據傳輸屬于非常關鍵的一環，由于數據信息傳輸期間較易遭到攻擊、數據沖突，或是被篡改以及重發等情況，所以確保數據信息安全性以及可靠性也成為需引起重點關注的問題。

四、監測系統中應注意的問題

檢測系統若想更加實用，且全面推廣普及，應對如下方面加以重點考慮。第一，可靠性。因為農業區域范圍較廣，且條件環境較為復雜多變，若想對幾次恩區域病蟲災害采取有效監測，不但需對硬件設備采取重點考慮，同樣需對系統的穩定性與可靠性加以充分考慮，從而獲取可靠信息數據。第二，經濟性，針對當前病蟲災害信息監測情況分析，應對此方面加以重點關注和深入研究，需對系統的經濟性予以充分考慮，有利于系統的全面普及推廣與應用。

（作者單位：223331江蘇省淮安市淮陰區漁溝鎮農業技術綜合服務站）