農業物聯網技術應用及創新發展策略探討

邱 亮（南京師范大學泰州學院，江蘇泰州，225300）

農業物聯網技術應用及創新發展策略探討

邱 亮
（南京師范大學泰州學院，江蘇泰州，225300）

物聯網的出現被人們公認為是全球信息產業的又一次革命，自1999年到今天它以人們難以想象的速度快速滲透進人們生活的各個角落。本文針對農業物聯網技術的應用現狀、應用難點以及關鍵環節展開了較為細致的分析，并以此為基礎，探討了農業物聯網技術未來發展重點和難點，并就發展的難點提出了應對措施。

物聯網；農業；技術；創新；研究

1 農業物聯網技術運用核心技術和難點

隨著大農業戰略的逐步推進，物聯網技術在農業中的應用也越來越廣泛，但是鑒于物聯網技術的成熟度和農業的復雜性，農業物聯網技術的應用也存在很多難點和問題。

1.1 信息傳感器

傳感器是物聯網的基礎部件，作用等同于人體信號傳輸的神經元。當前，在全球農業物聯網技術中使用比較廣泛的傳感器可以分為三類：生物型、物性型以及微機電型傳感器。生物型傳感器可以將生物自身當做一種敏感部件，依照生物自身對外界變化產生的反應實現感受、觀察、反應和轉換的功能，其主要可以分為微生物傳感器、組織傳感器、酶傳感器等。物性型傳感器一般是選擇自身敏感的材料經由人工合成或加工制成的，主要用來探測外部的溫濕度等。微機電型傳感器作為新生代傳感器的代表，比傳統的傳感器擁有小體積、低功耗、低成本、高可靠性等很多優點。

1.2 射頻識別技術

射頻識別技術的發現改寫了識別系統必須通過目標受體之間建立光學或機械接觸的歷史，它可以直接通過無線電通訊訊號識別既定目標與之建立聯系，讀寫數據。由于這個巨大優勢的存在，射頻識別技術出現之初就被應用在了農業方面，到目前為止，國外對射頻識別技術的應用已經步入成熟階段，尤其是在農產品品質的監督檢測方面應用特別廣泛。在我國，射頻識別技術也逐步被應用于水產養殖、產品流通以及產品安全檢測等領域，大大提升了我國對初級農產品品質的管控能力、檢測能力以及追蹤能力，極大地促進了物聯網技術在中國農業的發展應用。但是由于射頻識別技術成本較高，而且我國還未形成統一的標準，所以射頻識別技術在應用上存在較為突出的安全問題，相關數據很可能會被竊取盜用，對客戶造成巨大損失。

1.3 信息的傳輸

現在，信息傳輸技術主要有無線、有線傳感網絡技術與移動通信技術。在農業物聯網技術中應用最廣泛的是無線傳感網絡技術，它可以通過部署的無線傳感節點進行數據傳輸。國外的無線傳感網絡技術已經進入實際應用階段。

1.4 信息的處理

傳感器采集數據并傳輸存儲后，需要進行數據處理，挖掘不同信息的內在聯系，進而發現新信息，最終為用戶的進一步工作提供相關數據支持。

為保證農產品的安全，傳感器需要實時的記錄其從田間到地頭的各種信息，這個過程會生成大量的無序數據，而傳統的存儲計算法存儲這些數據不但要占用很大的硬盤空間，造成極大的浪費，而且調取、處理很不方便。云計算的出現很好的解決了這一問題，用戶只要擁有一個網絡連接接口就能夠隨時隨地調取數據，獲取服務。但是，同樣，由于國內云計算技術還未形成統一的標準，不同云處理器之間難以進行互操作，用戶選用一個云計算后很難再換用；而且云計算的處理系統位于公共云中，其內部涉及到了很多敏感信息，很容易造成用戶信息泄露。

2 農業物聯網技術運用的關鍵環節

物聯網技術在農業領域中的運用關鍵在于育種、精準作業、畜禽養殖及疫病防控、產品安全控制、資源調控等關鍵環節的運用。

2.1 物聯網技術在育種環節的運用

目前，物聯網技術在國內外育種的植物性狀采集、檢測等方面的運用發展非常迅速，在作物個體基本性狀參數測量等很多方面發揮著越來越重要的作用。同時，育種軟件的開發利用也加速推進了作物育種規模化、流程化、集約化的管理。

2.2 物聯網技術在農場精準作業環節的運用

隨著經濟的發展和人力成本的提高，粗放型、勞動密集型的傳統農業已經不能滿足農民的需求。農業物聯網技術能夠對農場生產過程中的作物栽培、病蟲害防治、水肥施用等環節進行自動化、精細化控制，能夠有效地提高農場管理水平，提升資源的利用率和產出率。目前，物聯網技術在我國平原部分大型農場的運用已經取得了良好的效果，尤其是新疆兵團采用的智能灌溉系統，能夠集濕度監測、自動灌溉于一體，實現了農場遠程管理的目標。目前，隨著物聯網技術的發展，我國已經研發出了一批經過實踐檢驗極具推廣價值的應用系統，但是由于我國物聯網技術起步較晚，現有系統的精準化和智能化程度還無法滿足農戶的需求，仍然需要加大對農業物聯網技術的研發投入和研發力度。

2.3 物聯網技術在畜禽養殖及疫病防控環節的運用

物聯網系統中傳感器可以采集動物的生長信息、營養信息、飼喂信息等數據并通過中心進行處理，控制中心根據反饋的信息數據對動物個體進行自動化飼料喂養；還可以通過對動物體溫、行為特征等數據的實時分析，對動物個體進行精細化管理，有助于提前發現動物疫情并及時進行預警和處理。

2.4 物聯網技術在產品安全控制環節的運用

為了進一步保證產品質量，防止農產品安全事件再一次發生，各級政府鼓勵和要求生產企業建立產品追溯體系，實現產品的正逆可追溯。農業物聯網技術的發展極大地促進了企業可追溯系統的建設能力。利用傳感器技術、射頻識別技術、信息傳輸技術、信息處理技術可以非常容易的記錄和存儲動植物生長全過程的各項數據。

2.5 物聯網技術在資源調控環節的運用

農業物聯網技術可以通過部署的傳感器對農場生態環境以及作物生長狀況進行實時監測。目前，美日韓發等達國家都已經建成了宏觀生態監測系統和大田自動連續監測系統并進行了廣泛應用。我國自主研制的地面與太空相結合的墑情監測系統也已經在黑龍江、新疆等地區開始進行應用，該系統可以對環境中各類有害氣體以及溫度、顆粒物等含量等參數進行監測。

3 農業物聯網技術未來發展重點

3.1 信息感知和信息識別技術

3.1.1 農作物生長環境信息感知和識別技術

現在，在我國農作物環境信息感知和識別技術多數處于理論或者在實驗室研發階段，要加快對集環境感知、作物監測、傳輸便捷等多種功能于一體的傳感設備的研發。

3.1.2 水產行業環境信息感知和識別技術

增強人工智能、遙感技術的研發能力，不斷創新傳感器感知技術，將多種傳統工藝和新興技術有效結合，提升水產行業向自動化、科學化方向發展速度。

3.1.3 畜牧養殖信息感知和識別技術

增強高準確度射頻識別技術與DNA鑒別技術的研發能力，消除距離、應用環境等因素影響，促進畜禽識別統一標準的建立和完善，構建畜禽養殖自動化、智能化的生產體系。

3.1.4 資源環境信息感知和分析技術

加強對生物個體生長環境各項因子的監測、追蹤、預警能力，通過數據智能分析，建立和完善資源環境信息感知和分析系統，增強自動獲取、分析、處理農業資源環境信息的能力。

3.2 農業物聯網信息傳輸和自組網絡技術

農業物聯網自組網絡技術的研究旨在延長傳感器使用壽命，減少信息傳遞能耗，降低對空間的占用，有效避免能量的浪費，提升整個系統的使用年限。

農業物聯網信息傳輸技術的研究旨在降低不同節點間信息傳輸信號的損失，消除地表及地下電磁波造成的傳輸損失，建立不同環境中信息傳輸的最佳配置。

3.3 農業物聯網云端計算技術

云端計算和云平臺的隨時存儲、隨需隨取的特性使其非常適合應用在農業領域，并且借助云平臺匯聚了各國政策、氣候變化、產品價格等因子形成的龐大數據庫，能夠為農業生產提供專業的、可靠地數據支撐。

4 結論

我國是農業大國，農業的健康發展是一切的基礎。在經濟和科技迅猛發展的時期，我們要充分發揮物聯網技術對農業發展的推動作用，抓住機遇，促進我國農業產業結構的轉型升級。

［1］崔文順.云計算在農業信息化中的應用及發展前景［J］.農業工程.2012（01）

［2］李峰.在農業物聯網中基于卡爾曼濾波算法實現系統數據的融合處理［J］.農業網絡信息.2014（12）

［3］葛文杰，趙春江.農業物聯網研究與應用現狀及發展對策研究［J］.農業機械學報.2014（07）

Discussion on application and innovation development strategy of Agricultural Internet of things technology

Qiu Liang
（Nanjing Normal University Taizhou College，Taizhou Jiangsu，225300）

The emergence of the Internet of things has been recognized as another revolution is the world's information industry，from 1999 to today at the speed of it is hard to imagine it rapidly penetrate into every corner of our life.This article in view of the present situation of the application of agricultural technology of Internet of things，the application difficulties and key links for more detailed analysis，and on this basis，discussed the important and difficult agriculture iot technology development in the future，and the difficulties in the development of countermeasures are put forward.

the Internet of things；Agriculture；Technology；Innovation； research