智慧農業背景下區塊鏈賦能物聯網技術的應用

□王文琦

（山西農業大學軟件學院 山西 晉中 030801）

隨著區塊鏈技術的不斷發展，展現出超強的商業價值，使其作為超級商業載體而存在，進而提高農業經濟效益，推動農業向智慧化技術領域發展。在智慧農業發展過程中，區塊鏈有著極其重要的地位，為農業生產信息、農業產品物價、農產品銷售、農業數據傳遞等方面提供極其重要的數據，是智慧農業發展的重要支撐。因此，了解區塊鏈與挖掘區塊鏈的潛在價值是現階段發展智慧農業的必然趨勢。

1 發展智慧農業的意義

1.1 推動國家第三產業轉型

我國是農業大國，每年農產品產量巨大，但農產品在種植與收獲時需要投入大量的人力和物力，造成大量的資源浪費，導致出現很多不良反應，不利于農業經濟的發展[1]。因此，我國農業需要進行轉型，將現代化技術融入農業當中，為農業發展提供全新的動力。大數據、云技術、物聯網、區塊鏈等技術與農業生產技術相結合，可以推動農業的全面發展，提高農業產業的生產力，因此發展全新的農業需要將信息技術與農業深度融合。

1.2 國家戰略布局

我國進入智能化時代以來，提出發展智慧農業的全面發展戰略，并在“十四五”規劃中提出“互聯網+”的發展模式，運用全新的互聯網技術推動農業發展，是農業未來的發展趨勢，也是國家經濟發展戰略的重要布局。

1.3 實現農業產業的高效綠色發展

智慧農業的發展需要運用科學技術實現對農業生產的規范化與高效化，在幫助農作物生長的同時，盡可能地減少資源的使用，并保護農業的種植環境。例如運用大數據、互聯網通信、云計算、氣候檢測傳輸器等相關技術掌控農業產業種植地的天氣變化，以實現資源利用的最大化，科學制訂整體種植技術能有效預防各種自然災害、市場變化、供需關系等。通過傳感器、大數據、智能系統等實現對土地的最大化利用，實現資源的高效利用，從而提高農業產業的經濟效益[2]。結合區塊鏈的特點，實現銷售、運輸、生態等方面的有機結合，實現農業的持續發展。例如土壤測量技術、農作物灌溉技術、病蟲害防治技術等都能有效提高農業產業對資源的利用率，實現綠色種植，在提高產量的同時，增加農業經濟收益。

2 智慧農業發展過程中遇到的困難

2.1 生態問題與氣候災害

隨著科技的不斷發展，智慧農業得以快速發展，但在發展過程中存在很多問題。大部分農業種植者對化肥、殺蟲劑、除草劑等的應用依舊十分廣泛，短時間內無法改變農業種植產業的現狀，多數化學藥劑會對土壤造成很大的破壞，進而破壞周邊的生態環境，嚴重時會引起生態災難。很多農產品富含大量的化學元素，導致農產品安全兼具機遇和挑戰[3]。農業發展受到內外環境及多種因素影響，考慮到我國地理地質特殊性、氣候環境差異性等因素，需要采取有效措施應對農業發展過程中的災害。據相關資料統計，由氣象災害引發農業經濟損失的占比為4/5。

2.2 供需關系變化復雜

在過去的幾十年中，我國糧食產量每年都在持續增長，其他綠色蔬菜也實現了同步增長，但在大幅增長的同時，供需關系發生了變化，對外出口貿易的依賴程度不斷增加。此外，農業產業種植成本的上浮與市場的波動是造成農業發展困難的主要因素之一，農產品的質量關系著人們的食品安全，是不可忽視的重要問題。

2.3 智慧農業布局不合理

據不完全統計，我國現階段農業種植人口大約為2.6 億人，但在巨大的人口數量面前，生產規模不夠規范、土地碎片化嚴重，導致很多地方無法使用大型農業機械，進而導致農業生產效率低下[4]。

我國大產業與小農現象存在已久，與發達國家相比，生產經營規模小、資源利用率低、土地產出率低、人均創造價值差距明顯。

2.4 智慧農業種植人員老年化嚴重

現階段，我國農業發展十分矛盾，大多數年輕人在城市生活，沒有接觸過農業種植，而真正依靠農業經濟的人員普遍年齡偏高，隨著政府相關政策的出臺，農業種植逐漸轉向智慧化、機械化、智能化，但老年人對新型技術的學習與接受能力較差，導致智能化農業發展進程緩慢，缺乏農業產業種植人員已成為制約農業發展的迫切問題。

2.5 智慧農業創新技術缺乏

目前，我國農業技術創新能力較差，每年農業科技貢獻大約為60%，國外先進農業技術貢獻率高達70%以上，與歐美發達國家相比，我國農業技術研發率相對較低，表明我國農業技術研發與實踐需要不斷加強和完善。例如，我國農業現階段應用的土壤檢查、監測分析儀器、大型農業機械等產品主要依靠進口，這對我國農業的發展十分不利，因此要加強對農業科技的研發[5]。

此外，我國農業的生產方式與種植方式正處于轉型階段，相比傳統農業需要消耗大量的能源和人力資源，并且會對生態環境造成一定程度的破壞，這對農業的可持續發展相當不利，我國農業發展必須進行全面轉型。

3 信息技術帶給智慧農業發展的契機

智慧農業雖然與發展理念相結合，但側重于對技術的綜合應用，其核心是數據的全面感知、穩定傳輸、數據計算等關鍵技術的支持，包括物聯網、大數據、云計算、人工智能等。隨著智慧農業的大規模發展，相關問題隨之而來。例如，對大數據技術的應用，需要轉變農業發展及管理理念，創建網絡安全系統，增強數據真實性和可靠性，打造網絡誠信體系，高效對接知識產權歸屬問題，這是創建和打造智慧農業一體化、實現可持續發展的技術力量。

隨著互聯網信息時代的全面到來，智慧農業的構建成為創新與挑戰并舉的重要任務，需要依托區塊鏈拓展廣闊的空間[6]。區塊鏈技術在信息時代下應運而生，該技術的研發應切合實際，明確智慧農業建設的目標及方向。

根據智慧農業實際技術應用情況，區塊鏈技術具有兩面性，主要體現在以下兩點。①區塊鏈技術與大數據、云計算等技術相同，屬于建設智慧農業的技術范疇，發揮著重要作用。②區塊鏈技術不同于物聯網、人工智能技術等，該技術具有維系數據安全、增強傳遞信息價值等功能，期間制定誠信機制，規范智慧農業發展秩序，拓寬了農業的基礎支撐。因此，對于區塊鏈技術需要精準定位，工作人員在分析其內涵及任務的基礎上，形成創造性思維，根據豐富的農業發展理念，充分挖掘該技術的價值，將技術功能融合到農業現狀，助推智慧農業發展新格局，這是現代化智慧農業的未來發展方向。

4 區塊鏈應用

隨著社會經濟的飛快發展，大多數行業以區塊鏈技術為基礎架構應用，根據區塊鏈技術的優勢和價值，遵循我國經濟發展新形勢、新要求，將各類先進技術與各行業結合，從而推動行業的發展。因此，在打造智慧農業的過程中，將基礎供應鏈版塊和功能作為先決條件，區塊鏈技術應用主要包括以下5 類。

4.1 區塊鏈與農業大數據結合

區塊鏈是從金融行業演變而來的，是數據記錄與運營系統，其數據本身呈現分布式，因此數據量非常龐大，進而導致區塊鏈在使用過程中與大數據存在必然的聯系。農業大數據的獲取、管理、維護、真偽、時效、修改、統一等特性對傳統數據庫是一個巨大的挑戰，因此大數據區塊鏈搭建是實現智慧農業的基礎。

4.2 區塊鏈與農業物聯網結合

隨著傳感設備與物聯網的飛速發展，各種各樣的品牌、物理協議、數據版本、管理方式等存在差異性，其在一定程度上制約了物聯網技術，期間其他因素也會影響物聯網發展，例如設備監管、數據安全等。物聯網要走出技術發展困境，必須做到智慧化數據實時管理，區塊鏈能有效記錄各種數據，不僅高效對接智能設備應用中的互通和安全管理，還增加了對物聯網技術的可靠性和安全性。

4.3 區塊鏈與云計算結合

云計算技術在互聯網中得到廣泛應用，區塊鏈與云計算結合是以云計算為基礎，將區塊鏈數據進行合理的運算，其將農業領域內大量的零散資源進行整合，使得農業資源得到最大化的利用。此外，利用分布式計算和中心化特性將市場交易量和供需關系進行模擬，使得農產業種植者的基本利益得到保障，這種結合模式能有效節省區塊鏈技術的成本費用，同時使整個組織結構更具科學性、合理性和安全性。

4.4 區塊鏈與人工智能結合

人工智能技術的發展，離不開計算機相關技術與大數據，模型的應用需要以機器和模式算法為數據支撐。一般來說，數據量的大小，直接影響模型質量的好壞，如果數據量豐富，時間序列足夠長，模型質量就有保障。區塊鏈技術融合在人工智能應用中，所有的數據情況均被詳細記錄下來，期間人工智能更具動作性和發展性，同時技術穩定性、可靠性也會增強。兩種技術相輔相成、相互促進，結合的意義在于為人工智能創建核心技術，便于維護和制造互信的機器，這種智能設備信任機制更健全且成本相對低廉。

4.5 區塊鏈與農業金融結合

農業金融領域既是最為活躍的空間，又有著獨特技術的優越性，對于“區塊鏈+農業金融”，應致力于實踐探索。根據該系統功能屬性識別和分析抵押物，期間創建對應的契約機制。農業領域在金融中底子弱，尤其是擔保貸款，具有一定的難度，需要分析不足之處，不僅要增加信息的公開性和透明性，還要防止用戶信息被肆意攻擊和篡改，期間增加誠信度，切實降低廣大農戶的經濟成本。尤其是根據中心化功能，編制申請貸款流程，打破依賴于銀行或誠信公司的單一形式，提供多樣化的信用證明，貸款機構采取區塊鏈數據信息采集方式，促進工作效率的提升。因此，對于區塊鏈與農業金融的有機結合，需要根據實際情況，主抓技術突破口，優化農業領域薄弱環節，注重技術創新與研發，這對構建智慧農業具有重大的現實意義。

5 結束語

信息技術帶動經濟飛速發展，促使傳統工業與農業發生變革。在智慧農業背景下，全新的農業科技浪潮逐漸向現代化智能技術轉變，并逐漸成為社會各界關注的重點。區塊鏈作為智慧農業發展的重要技術之一，可以有效提高農業的經濟效益，還能助推農作物的綠色發展，改善周邊生態環境，促使智慧農業的長遠發展。