基于物聯網技術的智慧農業發展探究*

韓二鋒 ，姚 斌

（浙江農業商貿職業學院，浙江 紹興 312088）

智慧農業在物聯網技術、云計算技術、無線通信技術等現代信息技術的基礎上逐漸發展起來，能夠實現農業生產可視化遠程診斷、農業災害預警等功能，實現了農業生產的智能化管理。當前，物聯網技術已經廣泛應用于溫室大棚溫度控制、農田灌溉管理、現代農業物流當中，提高了農業生產效率，取得了良好的應用效果。然而，物聯網技術在農業領域的應用中還存在較多不足，主要體現在農業基礎設施建設進程緩慢、物聯網技術標準不統一、技術條件不成熟、相關領域人才匱乏等方面。針對這些問題，政府部門需要積極推進“智慧農業”中物聯網技術的應用，提高農業生產經營活動的現代化水平。

1 智慧農業的系統組成與基本架構

1.1 智慧農業的系統架構

智慧農業的系統架構主要包含了四個部分，分別是數據采集、網絡傳送、數據平臺、終端展現。其中，數據采集是整個智慧農業系統架構的基礎部分，這一部分需要運用無線傳感器、圖像采集設備、繼電器控制設備等；網絡傳送是指通過無線網絡傳輸農作物的生長數據、外界環境數據；數據平臺能夠實現數據分析、數據存儲、數據監控、實時報警，用戶可以通過數據平臺進行遠程控制；終端展現是指用戶通過手機、電腦等終端查看農作物種植的信息，開展數據查詢、設備調節。在整個智慧農業系統中，傳感器能夠對溫度、濕度、光照情況等信息進行采集，通過網絡傳送的方法傳遞給數據平臺，用戶可以在終端設備上進行實時監測[1]。圖像采集設備能夠將溫室大棚中的情況以圖像的方式記錄下來，最終傳輸到PC 終端，用戶可以據此進行遠程操控。通過利用智慧農業系統中的繼電器控制設備，用戶可以控制自動澆灌設備、卷簾、風機等農業設施，對農作物的生長環境進行調節。此外，物聯網智慧農業系統還具有警報功能，用戶可以對觸發警報的事件進行設置。

1.2 智慧農業的關鍵技術

信息感知、信息傳輸、信息處理是智慧農業發展中的重要內容，信息感知是指農業種植信息收集，在完成信息數據的收集后，系統需要對信息數據進行傳輸，最終完成信息處理，輔助農業生產決策。

1.2.1 信息感知技術

智慧農業中的信息感知技術包含了GPS 技術、RFID 技術、遙感技術、農業傳感器技術。其中，GPS技術是追蹤定位技術，能夠幫助技術人員掌握不同區域的農業生產情況，為農業生產的精準化操作奠定堅實基礎。RFID 技術是無線射頻識別技術，用于識別目標對象[2]。遙感技術能夠幫助技術人員監測農作物的長勢。農業傳感器技術是智慧農業發展的核心技術，該技術能夠通過傳感器監測農作物生長過程中的空氣濕度、光照強度等重要信息。

1.2.2 信息傳輸技術

信息傳輸技術在智慧農業系統當中相當于一個“橋梁”。當數據采集系統完成了農作物生長信息采集后，需要通過無線傳感技術把信息傳輸給數據平臺，最終實現終端展現，為用戶提供幫助。無線傳感網絡由監測區域中的大量傳感器節點組成，能夠實現全面覆蓋，是信息傳輸的必然路徑。

1.2.3 信息處理技術

經過了信息感知、信息傳輸之后，智慧農業系統還需要對各類信息進行處理，綜合評價農作物的生長情況。在實踐中，智慧農業系統中的信息處理技術包含了云計算技術、GIS 技術、決策支持系統、專家系統等，這些信息處理技術是實現智慧農業發展的必要手段，能夠進一步加強農業生產中的自動控制，推動智慧農業的發展[3]。

2 基于物聯網技術的智慧農業發展模式分析

2.1 休閑農業發展模式

在物聯網技術的支持下，智慧農業的發展衍生出了休閑農業發展模式，這種新型的發展模式能夠將農業生產和其他的旅游項目結合起來，進一步強化農業的服務功能。休閑農業發展模式具有創新性、復合性、多功能的特點，是物聯網信息時代獨有的農村經濟發展模式和農村生活方式，有利于拓寬農業的產業鏈。當前，我國很多地區在智慧農業的發展中開發了農產品采摘、農業休閑娛樂等項目，積極發展農家樂，對農村經濟的發展具有重要的促進作用[4]。近年來，我國的休閑旅游農業獲得了快速發展，物聯網技術和農業休閑旅游的融合程度不斷加深，智慧農業的發展模式獲得了更新和優化。

2.2 農村電商發展模式

農村電商發展模式融合了移動互聯網、物聯網、人工智能等現代化技術，有效促進了農村經濟的發展，全面提高了農業信息資源的利用效率。農村電商發展模式融合了共享經濟理念，能夠讓廣大農民積極參與進來，成為農產品的直接銷售者，同時還能讓城市居民買到優質、新鮮的農產品，全面優化資源配置，推動農村經濟發展。在實踐當中，農村電商發展模式能夠有效避免農產品滯銷，促進蔬菜、水果等農作物的銷售，有利于優化農村市場的生產、流通、銷售環節，進一步彰顯智慧農業的優勢[5]。

3 物聯網技術促進智慧農業發展的具體策略

3.1 加強頂層設計，合理規劃農業發展格局

為進一步加強物聯網技術在智慧農業中的應用，推動智慧農業發展，政府有關部門需要全面加強智慧農業的頂層設計，建立覆蓋全過程的農產品質量和食品安全監管制度，完善智慧農業發展的相關法律法規，優化智慧農業的標準體系。地方政府需要落實屬地管理責任、生產經營主體責任，為智慧農業的發展奠定堅實基礎。首先，地方政府部門需要將物聯網技術、云計算技術、移動互聯網技術融合起來，為區域內的農業生產參與者、管理人員提供一個方便、快捷、現代化的環境，構建信息化、智能化的農業管理和服務形態，加強農業生產資源管理，開展農業生產控制。其次，地方政府部門還需要做到合理布局，對區域內的種植產業園、農業企業孵化園、農產品加工園等進行合理規劃，積極推進智慧農業發展，促進農業生產走向生態化、綠色化[6]。通過加強頂層設計，智慧農業能夠得到政策的支持，整個農業生產鏈條能夠實現協調統一，不同地域的農業發展優勢能夠展現出來[7]。

3.2 突破技術瓶頸，運用5G技術加強管理

在傳統的智慧農業發展中，技術問題比較突出，我國的農業從業者受教育程度較低，對現代化農業生產設備、信息技術平臺的應用能力較弱，農民難以科學應用現代化農業生產技術。此外，智慧農業在發展中本身還存在技術方面的漏洞，需要在技術層面獲得提升。在這種情況下，政府有關部門首先要對廣大農民開展技術培訓，一方面要提高農民的農業生產技能，另一方面還要讓農民了解智慧農業的相關知識，掌握先進的信息化技術，優化農民的農業生產理念。在實踐當中，政府部門可以通過“線上培訓+線下活動”的方式對農民展開培訓，讓農民了解數據采集構架技術、傳感器技術、智能灌溉技術、精準施肥技術、病蟲害預報及防治技術等，讓農民真正成為智慧農業發展中的生產者、管理者、應用者。除此之外，有關部門還需要突破智慧農業發展中的技術瓶頸，全面加強對物聯網技術的應用。在實踐當中，政府部門需要在智慧農業發展中引入5G 技術，將5G 技術與智慧農業的其他前沿技術融合起來，實現智能控制。5G 技術是新一代的移動通信系統，擁有更高的傳輸速度，能夠實現智慧農業發展中海量信息的傳輸[8]。通過引入5G 技術，智慧農業在發展過程中能夠更好地實現精準化管理和智能化控制，種植人員能夠通過智能管理平臺進行數據查詢，嚴格把控作物生長的各個環節，做到精準灌溉、精準施肥，減少農藥用量，對作物實施精細化管理。

3.3 推廣智慧農機，夯實智慧農業發展基礎

農機裝備在農業生產當中具有十分重要的地位，只有全面推廣智慧農機，充分發揮高新技術的作用，才能推動智慧農業的發展。智慧農機是指配備了中央辦公室的智能農機，融合了云計算技術、物聯網技術、大數據技術等，是新一代的農業機械設備。當前，農業生產中的智慧農機包含了植保無人機、無人駕駛果園管理機、履帶田間搬運車、農用機器人、智能拖拉機等，新一代的智慧農機設備具有數字化、智能化、無人化的特點，有利于促進現代農業的發展，讓農業生產更加省時省力。例如，在2021 年，山東濰坊某企業研發了大馬力的無人駕駛拖拉機，采用了北斗定位系統，能夠實現高精度的遠程操作，實現±2.5 cm 的高精度定位，可以在農作物耕種、管理及收獲的各個環節中充分發揮作用。在智慧農業的發展中，政府部門需要積極引入新型的智慧農機，將智慧農機應用于育種、除草、采摘、分揀、包裝等多個環節中，實現“耕、種、管、收”全過程管理[6]。

3.4 加快人才培養，滿足智慧農業人才需求

在智慧農業的發展過程中，農業物聯網技術人才至關重要，無論是智慧農機的應用，還是農民的技術培訓，都需要物聯網專業的人才，只有確保人才供應，才能滿足智慧農業的發展需求。作為地方政府部門，需要制定農業物聯網發展戰略，與高校進行合作，共同確立物聯網技術人才培養計劃，將更多的物聯網專業技術人才引入到農業發展當中，推動智慧農業的進步。在智慧農業的發展中，農業物聯網專業人才的缺口較大，具體可以分為應用技術服務型人才和研發型人才[9]。其中，應用技術服務型人才是指服務于農業生產的一線人員，這類人才不但具備專業的物聯網知識，還擁有一定的農業生產技術，在工作中需要直接面向終端用戶。農業物聯網研發型人才是指承擔新技術開發、新設備生產的人才，這部分人才需要具備更高的專業知識和技術水平，在實踐工作中需要加強對新設備的調試和實驗，在技術層面進行創新。政府部門需要構建完善的農業物聯網專業人才培養體系，全面加大人才培養力度，制定科學的人才培養計劃，這樣才能滿足物聯網發展對人才的需求[10]。

4 結語

智慧農業是一種能夠全面提高農業生產效率、科學分配農業生產資源的新型發展模式[11-12]。在物聯網技術的支持下，智慧農業的發展速度越來越快，農業生產能夠和農產品加工、銷售等環節緊密聯系起來，農村地區的經濟發展水平得到了提升[13-14]。在農業生產過程中，物聯網技術能夠為用戶提供智能化的農產品生產系統，方便用戶遠程操控，促進農業生產模式的進步。在未來的農業發展中，智慧農業需要依靠技術、人才、政策、設備等基礎要素，將物聯網技術應用于農業種植和農產品生產、加工、運輸、銷售等過程中，全面提高農業生產的現代化水平。