物聯網技術在現代化農業發展中的應用

劉文孝，李 冰，劉 凱

（1.青州市花卉產業發展服務中心，山東 濰坊 262500；2.青州市農業技術推廣中心，山東 濰坊 262500）

我國是農業大國，農業在國民經濟發展中占據著舉足輕重的地位，將物聯網技術應用于農業生產領域，依托信息化技術手段開展數據采集、環境監測、產品溯源等，對提升農產品生產品質與產量、提高農產品生產與銷售的安全性等具有重要意義，可以有效規避傳統農業種植中的人為問題，是現代化農業發展的重要路徑。

1 物聯網技術概述

物聯網技術是信息技術時代的產物，是數字傳媒領域的第三次革命，通過應用信息傳感器、射頻識別等信息化技術與設備，可以實現對選定對象的實時監控、智能信息交互與提取，在推動產業發展智能化、現代化、年輕化方面發揮著重要作用[1]。

1.1 無線網絡技術

無線網絡技術，俗稱Wi-Fi 技術，是一種廣泛使用的物聯網技術，在網絡環境中通過配置Wi-Fi 接收裝置即可讓多種電子設備連接同一個無線網絡，然后就可以進行網上操作，高效交互各類信息或數據，實現一系列智能化控制。這一技術已成為人們日常生活與工作不可或缺的重要存在，也是現代化農業領域應用最為廣泛的技術，通過配置無線網絡技術及相應的電子設備，可以實現對農業生產過程中各類信息的搜集、識別與同步傳輸，是發展智慧農業的重要技術支持。

1.2 射頻識別技術

射頻識別技術，俗稱電子標簽，是一種無線通信技術，依托無線電訊號通過讀取自動發射的無線電頻率的電磁場來識別特定目標，提取與管理附著在標簽上的信息，以實現對特定對象的自動辨識與追蹤。射頻識別技術穩定性好、容量大，且抗干擾能力強，無需在識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸，自動辨識與追蹤效率高。將射頻識別技術應用于現代化農業發展中，不僅可以通過發射多種頻段的無線電信號來有效監控與識別農業生產過程，還能運用于農產品運輸、銷售等環節中，進行食品安全溯源，極大地提高了智慧農業發展效率。

1.3 傳感網技術

傳感網技術是物聯網區別于其他網絡最獨特的部分，綜合了傳感器、通信、微機電等多種技術優勢，通過通信電纜聯系多樣化傳感器，構建起完整的網絡結構，以感知來獲取各類信息，是物聯網技術的感知層，是實現物理世界與信息世界融合的關鍵技術環節。在現代化農業發展中應用傳感網技術，工作人員可以通過傳感網絡系統管控傳感器快速收集、傳輸與整理相關信息。還能在傳感網絡系統內部進行多方面信息交互，極大地提升了數據傳輸效率與收集效率，擴充了數據庫信息，這對推進農業智能化生產具有重要意義。

2 物聯網技術在現代化農業發展中的應用

2.1 在農業種植環境中的應用

農業種植環境直接影響著農產品的生產效率與品質，只有充分了解農作物生長環境，才能結合農作物生長需求合理開展相應的農業生產活動，如澆水、施肥、除蟲等，進而為農作物創造最佳的生長環境，提高農業生產效益。在農業生產中應用物聯網技術，結合農業規模及農業種植環境監測需求配置相應的設備，可以實現對氣候、土壤等農業種植環境的實時監測。通過在農業種植區合理布設傳感器設備，實時收集溫度、土壤肥力、濕度等環境參數，匯總準確的數據信息并傳輸至智能分析系統，經分析與整理后報送至相關生產者[2]。這樣農業生產者就可以及時掌握農業種植環境，并結合農作物種植技術要求與生產環境需求及時采用農業種植環境優化調整舉措，從而保障農作物長期處于良好的生長環境。這種方式極大地提高了農業生產環境監測的覆蓋率與監測效率，有效降低了農業種植環境監控中的人力、物力支出。此外，還可依托物聯網技術與氣象部門數據聯網，加強對農業種植區域雨量與水位等信息的收集，從而增強農業生產者對自然環境變化的感知，做好相應的防范舉措，最大限度降低自然災害對農業種植造成的不利影響。

2.2 在智能化農業生產中的應用

農業生產精細化是現代化農業發展的重要趨勢，是解決我國耕地嚴重不足、提高農業生產產量的重要路徑，物聯網技術在農業生產中的應用推進了農業智能化進程，提升了農作物種植養護、病蟲害防治及資源利用效率。我國人口基數大，可耕種土地分布不均，提升農業生產質量與產量意義重大，在農業生產區域應用生態信息傳感器、無線傳感網等物聯網技術對農業生產進行智能化管控，是落實農業生產精細化管理的切入點。通過實時采集與分析農產品養料、光照等信息，依托無線傳感網技術智能調控農業生產相關基礎設施，比如依托灌溉系統進行滴灌、噴灌等操作，以滿足農作物生長對水分、養料等的需求，同時提高農作物養護的精準度，減少非必要的資源浪費。此外，病蟲害是影響農作物生產品質與產量的重要因素，病蟲害防治越早越好，尤其是大區域的農業種植環境，一旦病蟲害超出控制范圍，就會對區域內農作物造成不可逆的傷害。在農業生產中應用物聯網技術，在農業種植區域內安裝物聯網診斷終端可以實現對病蟲害的遠程診斷。通過智能傳感器24 h 不間斷地收集病蟲害數據信息，傳輸至物聯網診斷終端專家平臺，可以快速發現病蟲害情況，并給出具體的診斷數據與處理意見，從而遠程指導農作物生產工作，幫助農戶實現增產增收。

2.3 在農產品流通管理中的應用

農產品流通是農產品從生產到銷售的重要環節，農產品流通管理科學與否直接影響著農產品的品質，并在很大程度上影響著后續銷售的實現效果。不同的農作物需要不同的存儲條件，依托無線傳感技術、圖像監控等可以對農產品運輸環境進行監測，通過無線傳感網技術對相應的儲存設備進行智能調控，以提供最佳的農產品運輸環境，減少農產品損耗。通過北斗定位等技術可以提升農產品流通進程的透明度，及時將相應的物流信息反饋至客戶端，使消費者可以直觀掌握農產品物流信息。此外，在農產品倉儲管理中應用物聯網技術構建智能倉庫，依托射頻識別技術、紅外視頻監控技術等技術手段可以提升農產品入庫管理的針對性，有效規避農產品亂堆亂放、管理混亂等問題[3]。通過聯合使用無線傳輸技術、無線傳感網等物聯網技術對農產品入庫、出庫等進行實時監測與登記，可以有效減少人工盤點庫存的負擔，為后續銷售決策及農產品采購提供參考。

2.4 在農產品安全監控上的應用

近年來，食品安全問題不斷出現，加強對農產品安全監控的重要性越發凸顯。守護農產品安全就是守住人們生命健康的底線，也是重塑人們對食品安全的信任感、促進農產品流通的必然要求。歐盟國家最早研發出食品追溯體系，通過產品溯源約束農產品生產企業安全生產行為，同時賦予了消費者掌握農產品相關數據的權利，在食品與消費者之間構建起安全的信任感。我國于2015 年開始大力開展食品安全追溯系統建設，將物聯網技術應用在農產品生產、銷售全過程中，通過相應標示依托GPS、傳感器等先進技術為消費者提供了解農產品所有相關流程信息的通道，大幅提升了食品安全監控的成效。

2.5 在農業品種與技術推廣中的應用

農業發展離不開農業新品種與新技術的推廣，而我國農業資源比較分散，許多區域農業種植都沒有形成規模，很多農戶在農業種植中依靠經驗，比較保守，不愿意嘗試新的農業品種及種植技術。這種現狀不僅影響農戶的經濟收益，也影響著農業的發展。針對這一現狀，農業推廣人員應對農業品種與技術推廣工作進行優化與創新，加大對農業品種推廣區域農業生產信息的采集力度，結合區域農業發展需求推廣與之相匹配的農業品種，提升新品種技術推廣的針對性，讓農戶直觀看到新品種帶來的產量收益與品質變化。同時，依托物聯網技術構建與農戶信息交互的平臺，加強對新技術推廣與應用中的指導，幫助農戶正確掌握新品種的技術要點，享受新品種技術推廣帶來的收益。

3 物聯網技術在現代化農業應用中存在的問題與挑戰

3.1 成本問題

“互聯網+農業”是現代化農業發展的重要趨勢，在現代化農業發展中科學運用物聯網技術對提升農業生產、運輸、銷售等質量與效率具有積極的推動作用。但物聯網技術的應用需要相應的硬件設備及軟件支持，如傳感器、軟件平臺、控制設備等，這對多數農業生產者而言成本較高，而且后續運營維護也是一大難題，影響其在農業領域中真正落地[4]。近年來，雖然一些地區積極探索了物聯網技術在農業發展領域的應用，并在政策和資金層面進行了適當傾斜，但從整體來看，專項補貼資金更側重于管理服務環節，在生產經營中投入較少。農業物聯網產業化發展尚未形成規模，僅常見于一些實力雄厚的農業生產加工企業以及政府主導的農業示范園區內。

3.2 技術問題

將物聯網技術應用到農業生產實現農業物聯網，是一項高度融合一二三產業的戰略性新興產業，不僅需要投入大量資金進行物聯網配套設施建設，還需要解決物聯網技術應用問題。受經濟發展不平衡影響，物聯網技術在現代化農業發展中的應用出現地域性不平衡情況。目前，我國尚未形成系統性的農業物聯網技術，有些技術仍依賴于進口，自主性程度不高。此外，受我國農業分布特色影響，農業物聯網需求主體并不成規模，僅少數新型農業經營主體、農業示范園區有足夠的經濟實力去嘗試物聯網技術。

3.3 人才問題

人才問題是影響物聯網在現代化農業發展中應用的重要因素。在農業發展中應用物聯網技術，需要對相關配套設備進行操控，而我國農業生產人員普遍知識水平較低，對新技術的接受能力較低，也沒有耐心去學習相關設備的操作技能，嚴重影響物聯網技術在最基層農業生產中的正確應用。而且，從新技術推廣人員分布來看，許多農業新技術推廣人員綜合水平參差不齊，對物聯網技術的認識存在不充分的現象，無法為農業生產人員提供相應的指導，嚴重影響新技術的推廣效率，從而制約物聯網在現代化農業生產中的有效應用。

4 提升物聯網技術在現代化農業發展中應用效果的舉措

4.1 加強頂層設計

對現代化農業發展而言，推進農業物聯網建設意義重大，這是一項涉及面廣的龐大工程，需要充分整合各項資源。因此，政府相關部門應加強頂層設計，積極發揮其在農業發展中的引導與促進職能，以市場需求主導、技術融合共享為基本原則，加強相關部門之間的溝通與協作，探索建立適合本地區農業發展的物聯網農業應用推廣協作機制[5]。同時，適當加大對農業物聯網建設的支持力度，將政策、資金支持貫穿至農業發展全周期，做到以點帶面，促進農業全產業鏈發展。值得注意的是，在農業物聯網建設時應推行標準先行策略，加強對物聯網數據保護、資源控制等工作，要全方面考量物聯網建設對周邊環境的影響，相關工作的開展必須以安全、環保為基本前提。

4.2 探索農業物聯網發展新模式

農業物聯網建設并不能一蹴而就，政府部門應發揮主導功能，從多維度入手推進農業物聯網發展模式的探索與應用。首先，政府相關部門應聯合相關科研機構、農業物聯網需求主體開展農業物聯網成果交流活動，加大對農業物聯網技術優勢的宣貫力度，從思想層面上提升農業發展相關企業、生產者對農業物聯網技術的認識。其次，要加大對農業物聯網技術、設備研發的重視力度，支持相關企業結合區域農業發展需求進行積極探索與嘗試，研創出更多具有自主知識產權、性能好、成本低的物聯網技術與設備，從源頭上壓縮農業物聯網建設成本。再次，應適當加大對農業物聯網建設與資源共享的扶持力度，梳理區域內農業物聯網應用示范成果，整合區域內產業生態鏈，打造具有體現區域農業發展特色的農業物聯網應用模式，指導現代農業健康發展。

4.3 完善農業物聯網產業體系

在現代化農業發展中應用物聯網技術，必須結合區域農業發展需求進行相應硬件配套、機械設備、軟件操作平臺的配置，如農業農村信息化、現代農業機械化等。不同農業區域對傳感器等技術要求不同，所涉及的農業機械化設備也存有差異。因此，要提升物聯網技術在現代化農業發展中的應用效果，就必須完善農業物聯網產業體系建設，有效融合與農業物聯網相關的一二三產業，做到在一定范疇內的自給自足，提升對物聯網技術應用的主動性。例如，要加大對現代化農業機械生產企業的扶持力度，鼓勵其在生產中提升機械的智能化水平，為后續無線傳感技術的有效應用創造條件。要暢通多元化融資渠道，加大對軟件操作平臺研發企業的政策傾斜力度，以擺脫標準不統一、嚴重依賴進口的技術困局，探索農業物聯網新盈利模式。此外，應加大對應用技術服務型人才的培養與引進力度，結合區域農業規模與發展需求加強農業物聯網技術人才職業培訓，提升農業技術推廣人員的綜合素養。同時推動高校開展農業物聯網技術人才教育體系建設，通過校企合作、校企共建等路徑壯大農業物聯網人才隊伍。

5 結束語

物聯網技術的發展為農業現代化發展提供了新的路徑，在農業發展中科學應用物聯網技術對提升農業發展智能化水平、提高農業生產與發展掌控力具有重要意義。相關部門應加大對農業物聯網的研究與支持力度，從宏觀層面上加強頂層設計，逐步完善農業物聯網產業體系，引導農業發展相關企業在農業生產、流通、銷售、安全監管等領域進行積極嘗試，探索農業物聯網發展新模式。