物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用研究

趙力行

物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后再一次掀起研究熱潮的信息技術，它能夠通過傳感器設備、通信和計算機網(wǎng)絡、定位系統(tǒng)等實現(xiàn)任意物物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，極大推動我國信息技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，為人民的生活帶來便利和安全保證。它以互聯(lián)網(wǎng)為基礎，能夠連接人類與任意機器，實現(xiàn)任意兩個物體之間的連接，能夠極大的利用各類資源與信息。

物聯(lián)網(wǎng)自1999年首次由麻省理工大學教授首次提出，其后便引起各國科研專家的廣泛關注。最初的物聯(lián)網(wǎng)概念較為簡單，利用智能識別與目標定位裝置實現(xiàn)鞋子、書籍等較小物體的識別與管理，通過微小的智能監(jiān)控裝置了解物體的各項信息。隨后，較為全面的物聯(lián)網(wǎng)概念被提出。它被認為是能夠實現(xiàn)任意地點、任意時間、任意兩個物體之間的連接，通過安裝傳感器設備與檢測設備，利用無線網(wǎng)絡與接入網(wǎng)等實現(xiàn)萬物互聯(lián)的巨大網(wǎng)絡。將物聯(lián)網(wǎng)運用到我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于我們農(nóng)業(yè)發(fā)展必將起到極大的促進作用。

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念及特征

物聯(lián)網(wǎng)是指遵守協(xié)議規(guī)定的前提下，通過一系列智能設備和無線網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)任意物品與互聯(lián)網(wǎng)的連接，能夠實現(xiàn)信息傳輸、物品的定位與識別監(jiān)控等功能，是互聯(lián)網(wǎng)的進一步擴展。在這一概念自從問世，就得到各行各業(yè)專家的極大重視。現(xiàn)有的通信及網(wǎng)絡技術能夠實現(xiàn)人與人之間便捷的實時交流，那么物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上能夠實現(xiàn)的是物與人、物與物之間的交流。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠引領大家走入萬物互聯(lián)的時代。物聯(lián)網(wǎng)不再像互聯(lián)網(wǎng)那樣簡單，其對象也不僅僅是人，而是人或任意物體。物聯(lián)網(wǎng)的特征可總結為信息感知、傳輸與信息的處理三個。信息感知是指物聯(lián)網(wǎng)技術利用傳感器設備或射頻設備等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時獲取。這種數(shù)據(jù)獲取手段不受任何物體本身和周圍環(huán)境的限制，能夠在需要時在任意地點實時獲取數(shù)據(jù)。信息傳輸是指利用計算機網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡等實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的實時傳輸和資源共享。信息處理是指利用現(xiàn)在先進的信號處理技術和算法實現(xiàn)獲取數(shù)據(jù)的處理與分析，自動化生成控制命令，根據(jù)數(shù)據(jù)生成可靠性決策。

二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

物聯(lián)網(wǎng)技術的實現(xiàn)需要多種技術的支撐，先將其關鍵技術介紹如下，主要包含智能感知技術、信號處理技術、通信技術和云計算技術。

1、智能感知技術

物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)的基礎是數(shù)據(jù)的獲取與物體的感知。沒有感知技術，物聯(lián)網(wǎng)技術無法實現(xiàn)。感知技術是使機器能夠像人類一樣具有識別物體的能力。物聯(lián)網(wǎng)技術最一開始利用RFID識別，之后發(fā)展到利用二維碼、傳感器設備等實現(xiàn)識別。識別技術能夠使物體像人一樣理解周圍環(huán)境。隨著嵌入式設備的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術主要利用嵌入式設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，并通過算法移植，實現(xiàn)設備的自動感知能力。其次，先進的傳感器技術也可作為物聯(lián)網(wǎng)的感知端，可以利用溫度傳感器、壓力傳感器等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時獲取，更先進的傳感器技術如電子皮膚，能夠像人類皮膚一樣柔軟，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時獲取。綜上，傳感器技術、嵌入式技術都是物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)感知能力的基礎。

2、信號處理技術

信號處理是指采集完數(shù)據(jù)后對其進行分析，為下一步?jīng)Q策提高基礎。信號處理技術包含信號的接收、抗噪和濾波等。信號在物理世界傳輸時會受到環(huán)境中多種噪聲的干擾，很有可能淹沒在噪聲中，信號傳輸過程中的干擾可能會使接收端接收到錯誤信號，這時需要利用信號復原技術和解碼技術等，實現(xiàn)信號的準確接收。信號處理算法可以在分節(jié)點中實現(xiàn)，也可以在基站端實現(xiàn)。一般的信號處理算法都分布在節(jié)點中，因為這樣可以避免信號再次傳輸，減少資源的浪費，但是由于節(jié)點本身存儲資源有限，計算成本相對較高，較為復雜的信號處理算法還是需要在基站端統(tǒng)一運行的。

3、通信技術

通信技術和網(wǎng)絡技術能夠實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中信息的傳輸與共享。物聯(lián)網(wǎng)技術綜合使用有線網(wǎng)絡、5G網(wǎng)絡，無線局域網(wǎng)等多種網(wǎng)絡實現(xiàn)信息資源的共享。其有線網(wǎng)絡主要以光纖為主，光纖較之前的同軸電纜相比傳輸速度極快、部署簡單，已經(jīng)逐漸代替了原來的電纜。隨著5G技術的發(fā)展，視頻共享不再只是空想，原來的4G技術雖然已經(jīng)具有較快的傳輸速度，但5G時代的來臨毫無疑問會進一步促進物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展。現(xiàn)在幾乎每家每戶都有自己的無線局域網(wǎng)，WIFI已經(jīng)伴隨在人們生活的各個方面，物聯(lián)網(wǎng)技術利用WIFI能夠實現(xiàn)智能家居，現(xiàn)在的生活因為物聯(lián)網(wǎng)更加便利有趣，當人們工作疲憊回到加中，只需簡單的說一句打開空調和電視，智能家居設備便能自動打開設備。除此之外， 藍牙也可作為物聯(lián)網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡之一，藍牙傳輸速度塊，適合物體與物體距離較近時使用。

三、 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)方面的運用

現(xiàn)階段，我國的農(nóng)產(chǎn)品不論出口方面，還是進口方面都已經(jīng)形成規(guī)模，為適應現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，加速現(xiàn)代化進程，需要將物聯(lián)網(wǎng)運用到農(nóng)業(yè)發(fā)展之中，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加深，建立智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)作物生產(chǎn)過程監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)集成、遠程通訊、生產(chǎn)指導、環(huán)保作業(yè)、電子展示等多個子系統(tǒng)的協(xié)同作業(yè)。在農(nóng)業(yè)貿(mào)易中，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)物流可控、交易可控，保證農(nóng)業(yè)發(fā)展的剛性需要，讓物聯(lián)網(wǎng)便利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，交易過程中，流轉過程中，助力農(nóng)業(yè)發(fā)展。

總之，我國正處于信息技術高速發(fā)展的時期，物聯(lián)網(wǎng)技術雖然已經(jīng)出現(xiàn)在人類生活的各方各面，但研究沒有結束，未來物聯(lián)網(wǎng)技術還需要進一步完善與豐富。物聯(lián)網(wǎng)不僅可以應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，還能用于軍事等領域，物聯(lián)網(wǎng)技術能夠為人們的生活帶來便利，我們更應該不負使命，潛心科研。物聯(lián)網(wǎng)所涉及的技術較多，其發(fā)展將進一步推動我國的信息化產(chǎn)業(yè)建設。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，對于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展起到極大促進作用，讓我國農(nóng)業(yè)發(fā)展與世界接軌。

（作者單位：434020長江大學文理學院）