基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系探究*

張 娟，唐 堂，王 娟

（阜寧縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，江蘇鹽城 224400）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系探究*

張 娟，唐 堂，王 娟

（阜寧縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，江蘇鹽城 224400）

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的利用，可以有效地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，需要精確掌控作物生長(zhǎng)過(guò)程中的多種自然因素，包括光照、溫度、濕度、水分等。文章深入研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系，并提出切實(shí)可行的構(gòu)建方案。

物聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)業(yè) 監(jiān)測(cè)

2020年，我國(guó)老齡人口將超過(guò)0.481億，老齡化趨勢(shì)日益明顯。人口老齡化給我國(guó)各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，尤其是人力密集型產(chǎn)業(yè)，如果繼續(xù)維持傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，必然增加生產(chǎn)成本。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是傳統(tǒng)的人力密集型產(chǎn)業(yè)。西方國(guó)家已經(jīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了監(jiān)控、監(jiān)測(cè)服務(wù)，并建立了完善的監(jiān)測(cè)服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)。但我國(guó)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系中的研究較少。文章將深入研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，分析基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的應(yīng)用價(jià)值與可行性。

1 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）可以通過(guò)局部網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)，將傳感器、人員、物資等進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)人與人之間、人與物之間的聯(lián)系，物聯(lián)網(wǎng)具有信息化、智能化的特征。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資源的統(tǒng)稱。互聯(lián)網(wǎng)的溝通對(duì)象體現(xiàn)在3個(gè)方面：物品到物品（Things To Things，T2T）、人到物品（Human To Things，H2T）及人到人（Human To Human，H2H）。

20世紀(jì)90年代，美國(guó)施樂(lè)公司推出了第1代物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，該款產(chǎn)品通過(guò)網(wǎng)絡(luò)出售可樂(lè)，之后，美國(guó)MIT教授Kevin Ash-ton對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。進(jìn)入21世紀(jì)后，世界各國(guó)開(kāi)始增加物聯(lián)網(wǎng)研究的投入。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過(guò)傳感器，強(qiáng)化虛擬世界與真實(shí)世界的聯(lián)系。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)體系

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的結(jié)構(gòu)與其他行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)類似，按照數(shù)據(jù)信息流通方向，可以分為信息采集模塊、信息傳輸模塊、信息處理模塊及信息反饋模塊。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系通過(guò)感知模塊獲取信息。常用的感知技術(shù)包括：RFID技術(shù)、GPS技術(shù)、條碼技術(shù)等，通過(guò)多種識(shí)別方式，實(shí)現(xiàn)物與物之間的信息交換。傳輸模塊的覆蓋規(guī)模較大，可以將農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸與共享。處理模塊是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的核心，可以對(duì)大量的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)進(jìn)行處理，最大限度的挖掘信息中的價(jià)值，同時(shí)完成信息匯總、共享、決策等過(guò)程。反饋模塊是直接面向用戶的操作平臺(tái)，可以滿足用戶的不同操作需求，管理人員通過(guò)反饋模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，最大限度地節(jié)約人力資源。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的框架如圖1所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 農(nóng)業(yè)感知技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要區(qū)別，在于感知技術(shù)，農(nóng)業(yè)感知技術(shù)涉及的參數(shù)更多，因此，需要的傳感器種類更多，按照農(nóng)業(yè)傳感器的應(yīng)用范疇，可以分為傳感器感知技術(shù)、條碼感知技術(shù)及RFID技術(shù)。其中，傳感器感知技術(shù)主要用于監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境因素，包括溫度、濕度、光強(qiáng)等，條碼感知技術(shù)是將農(nóng)產(chǎn)品信息數(shù)字化的技術(shù)，可以幫助電腦識(shí)別產(chǎn)品信息，RFID技術(shù)是智能化程度最高的技術(shù)，可以自動(dòng)識(shí)別農(nóng)產(chǎn)品信息。除此之外，還有RS技術(shù)、GPS技術(shù)等。

3.2 信息傳輸技術(shù)

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系框架

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的信息傳輸技術(shù)已經(jīng)比較成熟，可以直接沿用現(xiàn)有的工業(yè)傳輸技術(shù)，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通訊技術(shù)等。其中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要負(fù)責(zé)各個(gè)傳感器之間的鏈接，負(fù)責(zé)將傳感器采集的數(shù)據(jù)，傳輸給處理模塊，并將傳輸?shù)男畔ⅲM(jìn)行標(biāo)記，方便農(nóng)產(chǎn)品追溯。移動(dòng)通信技術(shù)主要為農(nóng)戶提供遠(yuǎn)程通信終端，幫助農(nóng)戶實(shí)時(shí)掌握農(nóng)業(yè)信息。

4 總結(jié)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式對(duì)人的依賴程度較高，對(duì)環(huán)境因素的控制需要依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，粗放式的管理模式造成巨大的人力浪費(fèi)，而且通過(guò)人的感知能力進(jìn)行管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精益管理模式。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系，可以最大限度挖掘農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的價(jià)值，一方面提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量；另一方面保證了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，降低了生產(chǎn)成本，有效避免了人力浪費(fèi)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系，通過(guò)傳感器為農(nóng)戶提供更多的環(huán)境信息，并利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息共享，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理模式。

［1］ 初洪龍.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)大棚的研究與實(shí)現(xiàn).大連理工大學(xué)，2014

［2］ 李雪剛.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).海南大學(xué)，2012

*資助項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目（SXGC2014178）