現代農業物聯網的解決方案及應用

玄偉 李博

【摘 要】 現代農業是物聯網應用重要領域，對于物聯網技術需求較為迫切，集成技術優勢較為明顯。本文對于現代農業物聯網中建設存在的問題進行了分析，并提出了相對應的解決措施，對物聯網服務農業的關鍵環節進行了闡述，以便給現代農業物聯網研究人員以借鑒和參考。

【關鍵詞】 現代農業；物聯網；解決方案；應用研究

1 前言

隨著我國農業現代化政策逐步開展，在農業生產建設中逐步推廣物聯網應用，這對農業現代化具有十分重要的意義。現代農業物聯網工程在生態種植、養殖產業、農產品質量回溯機制以及生態監測系統都發揮了重要的作用，提高農產品的附加價值。從物聯網技術來看，在現代農業中的應用主要利用視頻識別以及傳感器技術，將農業種植以及養殖中所需要的環境以及生產要素利用各種虛擬網絡進行連接，并且進行信息的交換，從而能夠達到對農作物對象監管以及管理的目的。從管理角度來說，物聯網的價值在于實現了人與物、物與物之間的溝通[1]

，滿足精細化管理的需求，提升農作物的種植效率，增強農業系統應對突發事件的能力。現代農業是物聯網應用的重要領域之一，并且具備明顯的集成化特性，值得深入思考。

2 現代農業物聯網應用過程中存在的問題

2.1 傳感器問題

傳感器是現代農業物聯網系統中的前端設備，也是整個農業物聯網工程的基礎所在。主要有三種傳感器，第一，物性型傳感器，第二，生物型傳感器，第三，微機電傳感器。在實際應用中，研究低耗能的傳感器是現代農業物聯網技術中需要亟待解決的問題，應該將傳感器結合光譜核磁共振等等檢測方法，提高檢測效率。同時，傳感器還有運行成本較高以及標準不統一的問題。傳感器在進行信息采集之后，主要通過網絡將數據傳遞到技術人員手中，方便工程人員對農業作物進行實時狀態的監測，但是在信息采集以及傳輸的過程中，每個平臺之間的接口數據轉換缺乏統一的標準，因此影響了數據轉換以及信息交換的效率，使得農業互聯網終端產品成本居高不下，嚴重影響物聯網技術在現代農業中的應用和推廣。我國現代農業物聯網傳感器研究起步較晚，精度存在差距，并且只能集中于溫度以及濕度少數幾個領域，還未能形成產業化的優勢格局。

2.2 RFID技術

RFID技術在現代農業物聯網具有廣泛的應用，國外該類技術應用較為成熟，能夠對農產品從生產到流通領域進行全方位的監督，有助于農產品質量的回溯機制建設。我國RFID技術也有一定的應用，主要應用于農產品的流通監測、智能化的養殖以及農產品的識別，對農作物安全具有極強的保障作用，促進了我國現代農業物聯網技術的發展。但是RFID技術在實際應用中仍然存在較多的問題，最為人所關注的是安全性問題。目前應用RFID技術還沒有安全可靠的機制，對于數據無法做到加密保存。與傳感器所面臨的問題一樣，該技術目前上沒有統一的標準，成本應也較高。特別是工作頻率之間并不兼容，工作編碼不一致，也是影響 RFID技術應用和發展的重要因素。雖然該技術應用成本并不高，但是由于農產品價格相對較低，其成本將會極大影響后期農產品的整體成本，也會影響該技術在農產品的應用和發展。

2.3 信息傳輸技術

目前現代農業物聯網技術中所運用到信息傳輸技術主要包括無線傳感技術以及移動通信技術等等。在這其中無線傳感技術應用較為廣泛，可以在監測區域廣泛布置監測點，通過監測點將監測數據轉移至信息交流中心。農產品從開始生長到后期進入人們的餐桌之上需要記錄各種生長以及流通銷售的信息，如果將這些信息都時刻去保存必然會產生海量的數據，這些數據將會占據極大的存儲的空間。這就給現在物聯網技術提出了嚴峻的考驗，為了能夠使得現代物聯網技術在實際應用中能夠得到有效普及，必須將數據存儲算法進行有效改進，降低存儲成本。同時，工程技術人員需要在中間處理的環節進行多種數據聯合處理，數據來源與標準要統一，應該將各種類型以及各種時點的信息來源進行統一的整合，并且利用同一標準進行信息發出，需要設計統一網絡進行，高效率的信息傳輸是現代農業物聯網技術中所面臨的難題。

2.4 信息處理技術

現代農業物聯網技術所利用的信息處理主要是將傳感器所搜集到的數據進行有效整合，根據大數據分析以及數據挖掘等技術手段，查明收集到的數據之間的內在聯系，為客戶進行下一步的決策提供數據支持。目前來說，物聯網信息處理技術主要包括云計算處理技術以及智能信息化處理技術。隨著數據規模的不斷增長，大數據分析以及云計算分析技術能夠解決現代農業物聯網工程中所存儲的海量數據，為海量數據的計算以及分析提供技術支持。云計算技術能夠實現海量數據的存儲，加強農業搜索引擎的建設，有利于對農產品進行質量追溯管理，得到大量數據能夠進行智能化分析，幫助農產品從業者開展智能決策，為其提供綜合化的服務功能。智能化計算方法可以利用卡爾曼濾波方法對于數據進行綜合處理，挖掘數據之間內部的聯系，并且對未來可能發生的事件進行概率性預測，為智能決策提供相應的理論基礎。在現代農業物聯網工程的建設過程中，其數據具有海量化以及碎片化的特征，因此如何對于這些數據進行收集和整理，并在后期進行挖掘成為物聯網技術管理人員所面臨的嚴峻問題。同時整個計算系統應用在云平臺之上，因此，平臺包含大量敏感信息，如何加強對于云計算平臺信息的隱私保護將成為物聯網云計算中需要重點考慮的問題。并且不同的云平臺之間缺乏接入的標準，管理機制各不相同，因此計算環境如果改變，將很難進行遷移。

3 現代農業物聯網的解決方案以及應用

3.1 對農業資源進行有效監控

物聯網技術對農業資源的有效監控主要分為兩部分內容，第一，可以通過傳感器對于農業環境監測；第二種可以利用3s技術，將遙感與計算機互聯網技術進行結合對農作物的生產態勢以及品質進行實時的監測，并且利用光譜儀器對農作物生長進行研究。

3.2 育種信息化管理

在育種過程中應用物聯網技術能夠對于作物的性狀進行快速采集，能夠對育種參數快速處理，提高其性狀提取時間，在農作物無損測量中發揮重要作用。在育種關鍵環節進行現代物聯網設計能夠有效提高育種材料的管理，并且在育種實驗中能夠起到全過程信息化的管理目標，這對于商業育種大面積的推廣具有重要的意義。

3.3 園藝作物物聯網控制

物聯網技術在監測中能夠得到廣泛應用。它可以通過各種傳感器對于大棚內的環境因素進行測量，并且在專家系統的支持下進行智能化的決策，可以遠程通過各種信息傳感器執行，改變大棚內環境因素的設備，比如說調節溫度濕度以及光照等等，能夠有效彌補傳統大棚對于農作物環境因素監控不足的缺陷，能夠使農作物獲得最佳的生長條件，從而能夠達到提高農作物產品品質的要求。

4 結束語

現代農業物聯網技術能夠處理海量數據信息，提高農作物生產流通以及銷售環節的質量，生產出使人們放心的農產品，具有廣闊的市場應用前景。

參考文獻：

[1] 張琳芳.基于物聯網技術的智能物流系統的研究[J]黑 龍江八一農墾大學學報，2013，25（06），70-73.

[2]趙忠彪.nRF401在溫室大棚監控系統中的應用研究 [J]. 工業控制計算機，2008，21（3）：18-21.