傳感儀器在農業物聯網發展中的作用

摘 要 農業物聯網作為新一代的信息技術在農業領域的綜合應用，在很大程度上促進了我國的農業信息化的發展。通過改變傳統的農業生產方式，進而促進我國農業向精細化以及智能化的方向轉變。本文從農業物聯網的概念著手，對農業物聯網與傳感儀器的發展進行研究。

【關鍵詞】農業物聯網 傳感儀器 研究進展

我國是農業大國，想要實現我國農業的可持續性發展，就必須要借助科學的技術手段，通過利用智能化以及信息化的技術管理，；來實現我國傳統農業的轉型，進而為我國現代農業的發展做出更大的貢獻。在我國現代農業的轉型過程中，農業物聯網以及傳感器的研究進展發揮著關鍵性的作用。物聯網技術是二十一世紀的新型技術，在世界各國都得到了普遍的關注。物聯網主要涉及三個層面，即感知層、傳輸層以及應用層。農業傳感儀器在物聯網中隸屬于感知層，通過傳感器可以對農作物進行一定的了解，農業信息的傳輸需要通過農業物聯網傳輸層這個介質實現，傳輸層能夠有效的保障農業信息的獲取，物聯網的應用層主要是對農作物的生產加工等進行有效的管理。通過對物聯網這三個層次的研究與發展，可以對現代農業的發展起著一定的積極影響。

1 農業物聯網的概念分析

在二十世紀末期，物聯網概念被提出，農業物聯網主要是通過各種傳感器來對信息進行采集，幫助農民及時的發現農業生產問題，并且對發生問題的位置進行準確的定位。這樣農民就能通過機械生產的模式對農業實現智能化以及自動化的生產。物聯網是繼計算機、互聯網以及移動通信網之后的被世界公認的信息產業。物聯網是以感知為前提，實現人與人、人與物以及物與物的全面互聯的網絡。通過傳感器對物理世界的各種信息進行獲取，再通過局部的互聯網、無線網絡以及移動通信網等各種通信網絡進行交互傳遞，進而實現對世界的感知。

2 農業物聯網技術的研究進展

2.1 農業物聯網的技術組成分析

農業物聯網主要由感知層、傳輸層以及應用層三個方面構成，感知層主要是由各種感知器以及傳感節點組成，主要是對土壤水分以及苗情的長勢等農業信息進行獲取。傳輸層主要是通過有線或者無線的方式將感知層獲取的各類數據信息傳輸到應用層上。應用層再對收集的信息進行有效的處理和決策，進而實現對農業生產過程的管理與控制。

2.2 農業物聯網的感知技術

在農業物聯網中，感知技術一項關鍵性的技術，傳感器則是感知技術的核心。近些年來，我國的農業傳感器技術的發展步伐比較快，主要有農業信息傳感器以及農業環境傳感器。當前，光、水等常規的環境傳感器發展已經比較成熟，土壤傳感器是目前農業傳感器研究的重點。采用電子以及電磁學等方法對土壤的電阻以及電容等參數進行測量，很容易受土壤組成的影響。利用電磁波對土壤進行測量可以對土壤的結構以及物理化學性質等進行測量。電化學方法可以對土壤中的某些離子等進行測量，土壤的組成具有一定的復雜性，因而，原位測量傳感器在國際范圍中都是研究的難點。信息傳感器同樣也是研究的難點，主要采用光學以及電磁學等物理學原理，根據被測對象的性質來對動植物生命體進行檢測，然而動植物生命過程具有一定的復雜性，想要對其信息進行精準的探測，就必須在其計量模型上有一定程度上的突破。

2.3 農業物聯網通訊技術分析

農業環境具有一定的復雜性，因而想要實現農業物聯網信息的傳輸對通訊技術進行簡單的搬用是不行的，要根據實際情況選擇適宜的通訊方式。農業設施中不僅要考慮墻體的厚度，同時還要考慮材質對傳感器節點之間的信息通訊的影響。比如，大田的作物要考慮農作物的高度以及地形地貌特征對通訊的影響，基于此種情況的考慮，節點布設以及節能機制就成為研究的重點。果園中樹冠的形狀以及與天線的相對高度直接影響著信息的傳輸。

2.4 農業物聯網應用分析

農業物聯網應用是一個閉環控制的過程，在農業物聯網應用中其關鍵性的技術有云計算以及云服務。因為，農業具有一定的生命特性以及生態區域性特征，因而農業的物聯網應用很難通過一種技術以及模式來對問題進行解決。在實踐中，一般都是按照實際的情況來對物聯網進行應用。就其應用模式而言，可以是WEB服務應用也可以是智能的單體應用。

伴隨著科學技術的不斷進步，很多歐美發達國家都對農業物聯網應用開展了示范性的研究。在農業生產中實現了物聯網技術的實踐與推廣。我國在此基礎上也開展了一系列的應用研究，為我國農業的發展奠定了技術基礎。

3 農業物聯網發展趨勢分析

在農業生產的過程中，應用農業物聯網技術對于農業的生產管理具有很大的積極作用。以下分別從幾個方便對農業物聯網的發展前景進行闡述：

3.1 農業傳感器的新研究

農業傳感器是農業信息獲取的“眼睛”在農業物聯網信息感知系統中發揮著積極的作用。全新的農業傳感器的研究在農業物聯網產業中也是不可忽略的關鍵環節。伴隨著科學技術的進步，微機電系統農業傳感器也將成為重要的研究領域。

3.2 農產品的生產更加精細化

伴隨著農業物聯網技術的不斷發展，對于農產品的精細化的管理將會成為農業物聯網發展的方向。通過物聯網技術對農作物進行精準化的播種、育秧以及對其生產環境進行精確的控制等，都在很大層面上節省了人力資源，提高了農業生產的附加值，進而更好的促進我國農業精細化的發展。

4 結語

綜上所述，雖然物聯網在農業實踐中的應用依舊面臨著很大的挑戰，但是隨著物聯網產業的標準化的逐步建立與完善，以及農業物聯網技術的不斷進步，將會更快的促進我國農業現代化的發展。

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作者簡介

唐喆（1995-），男，浙江省杭州市人。大學本科學歷。現為成都理工大學信息科學與技術學院物聯網工程專業在讀學生。研究方向為物聯網技術的應用。

作者單位

成都理工大學信息科學與技術學院 四川省成都市 610059