物聯網技術在設施園藝中的應用

鄧帥濤

（山西農業大學 農學院，山西 晉中 030800）

0 引言

物聯網技術的快速發展推動了各行各業進入智慧化發展階段，信息網絡技術的發展使得各行業更加順應時代發展潮流，尤其是在農業上的應用，使傳統農業變得智能化。物聯網技術在設施園藝中的應用使得設施園藝逐漸朝著信息化、智能化的方向發展。本文著重討論了物聯網技術在設施園藝中的應用等方面內容，進而分析物聯網技術對設施園藝發展的影響。

1 物聯網技術內涵及其應用要求

1.1 物聯網技術的內涵

物聯網技術是一種集傳感器、射頻識別以及紅外感知等技術于一體的綜合性網絡技術，其應用過程中需要根據既定的規則進行設計，以便于數據的實時采集與監控。物聯網技術實現了物與物、物與人之間的網絡交流，并借助其無線傳輸技術進行信息的交互與共享，以滿足更多實際應用需求[1]。

1.2 物聯網技術的應用要求

物聯網技術應用的主要目的在于實現物與物的相連。在物聯網技術應用的過程中，操作人員要擁有完善的物聯網技術理論知識；同時所用的物聯網設備要保證系統的安全性，確保在使用過程中數據的完整性以及保密性。

1.3 農業物聯網的發展

農業物聯網是信息技術在農業領域的綜合應用，能夠實現農業生產環境的遠程控制與監測，從而實現農業生產管理的智慧化。基于物聯網技術的智慧溫室大棚，可實現對棚內環境的遠程監控及操作，并能根據不同作物對不同生長環境實行精確控制，從而提高管理的高效性[2]。

2 物聯網技術在設施園藝上的應用

2.1 設施園藝概念

設施園藝（protected horticulture）是指在農產品生產階段擺脫自然環境的束縛，而創造出最適合其生長發育的環境條件，從而獲得更加優質、高產農產品的現代化農業經營活動，具有投入高、收獲高、效益高等優點[3-5]。

2.2 物聯網技術在設施園藝上的應用

由于設施園藝中能人為控制作物的生長環境，因此可對其進行閉環的物聯網應用。通過無線傳感技術對作物生長過程中的環境進行控制，實現對設施園藝澆水、施肥等過程的自動化控制，根據作物的肥水需求進行智能化分配管理，從而最優化地控制作物生長環境[6]。

2.2.1 個體識別技術

設施園藝物聯網中常見的個體識別技術有二維碼技術以及RFID 技術。二維碼技術擁有儲備量大、成本低等特點，被廣泛應用于農業物聯網中。通過二維碼技術識別不同作物的原產地、生長環境及肥水需求等信息。RFID 技術是一種無線網絡通信技術，與二維碼信息技術相比，不受特定工作條件的限制，并且不需要人為干預，操作更加快捷方便[7]。

2.2.2 信息傳遞技術

物聯網技術在設施園藝中的信息傳遞方式主要包括電力通信、光纖通信、藍牙通信、射頻通信等通信方式，其中電力通信和光纖通信稱為有線通信，藍牙通信和射頻通信稱為無線通信。5G 通信技術的出現為農業生產中大量數據的實時獲取提供了保障，同時為物聯網技術在農業上更好地發展提供了技術支持。

2.2.3 農業信息的處理

通過對數據采集系統收集到的農業數據信息進行處理，可實現對農作物生長環境等的智能化判斷。采用云計算技術與農業物聯網技術相結合的方式，將物聯網數據采集系統中產生的傳感器數據、圖片數據以及二維碼數據等構建成云數據庫，使農業數據分析變得更加便捷，從而促進現代化農業的發展[8]。

2.3 物聯網技術在設施園藝應用中存在的問題

2.3.1 設施裝備不完善

目前設施園藝發展過程中的設備仍存在不完善的問題，對環境的調控能力不強，同時設備抵抗自然災害的能力也不高。因此，有待于提高設備的性能，從而提高設施園藝設備調控環境和抵抗災害的能力。

2.3.2 物聯網技術的安全穩定性不高

目前使用的物聯網系統中存在各種通信標準不統一的問題，不利于信息的安全傳輸。此外，在農業物聯網的建設和發展過程中，需要依靠大量的傳感器進行環境數據的收集與傳輸，目前使用的傳感器的穩定性和精確度仍有待提高，這也將導致物聯網設備成本升高。

2.3.3 物聯網技術在農業方面的發展延遲

物聯網技術在農業中發展得較晚，并且需要高水平的農業基礎設施的建設作為支持，使得它在農業中的發展整體較延遲。目前農業建設中，缺乏高標準的設施建設，尤其是在設施園藝中，棚架構造較為簡單，導致農作物的生長環境檢測、生長的指標監控以及生長過程中的智能化控制難度較大，制約著物聯網技術在設施園藝上的應用[9]。另外，由于物聯網技術成本較高，也反過來制約著設施園藝向智能化發展的速度[10]。

2.3.4 基層物聯網技術專業人才的缺失

基層物聯網技術從業者大多沒有經過物聯網知識的系統學習，對物聯網知識的認識不夠深入，不懂得如何操作物聯網基本設備，導致物聯網基礎設施的建設嚴重受阻[11]；在信息應用過程中，存在物聯網意識淡薄、物聯網使用氛圍不強、網絡專業知識較低、對物聯網技術的使用需求不強等問題。專業的物聯網知識人才非常缺乏，這對物聯網在設施農業中的發展產生一定的限制[12]。

2.4 物聯網技術在設施園藝應用中的建議

2.4.1 加強農業設施基礎建設

完善設施園藝的基本架構裝備，研究出適合設施園藝生產的機械和裝備，提高機械的高水平化；同時將基礎設施與物聯網設備相結合，優化設施結構，降低能耗，達到對設施園藝的精準控制[13]。

2.4.2 加強物聯網技術體系構建

加強設施園藝網絡體系的構建，包括環境檢測體系、數據采集體系以及信息資源安全共享體系等，支撐設施園藝的物聯網平臺的平穩運行[14]。開發研制操作更加便捷的物聯網系統，增強數據傳輸過程中的穩定性和安全性，降低物聯網系統的制作成本，選用性能好、價格實惠的物聯網器件進行物聯網平臺的搭建[15]。

2.4.3 重視人才培養及引進

完善農業物聯網市場相關體系，加快相關的法律法規建設，為物聯網在農業領域的應用創造一個良好的氛圍；同時制定相關的人才培養方案，重視物聯網技術人才隊伍的基層建設，優化人才引進方案。以物聯網技術在設施園藝中的應用為契機，帶動物聯網技術更好地在設施農業上的應用。

3 結語

農業智能化發展越來越受到世界各國的重視，同時也是農業發展現代化的重要標志[16]。物聯網技術是信息技術的一次革新，其在設施園藝上的應用也是設施農業向智能化發展邁出的創新性的一步。目前由于應用物聯網技術的成本較高以及物聯網設備操作的專業性，其在農業領域的發展有些滯后，但隨著信息技術在設施園藝中應用得不斷深入，物聯網技術在設施園藝中的應用會更加廣泛。農業物聯網的發展是時代的需求，抓住機遇不斷創新會使我國的農業智能化發展更加迅速。