大數據在農業物聯網的應用

【摘要】農業物聯網的發展逐步實現了中國傳統農業的變革，是向智慧農業發展的重要橋梁。隨著各類傳感器的使用，大數據技術在農業物聯網中得到了至關重要的應用。在農業物聯網中合理使用大數據技術，能夠實現農業信息的互通互聯，實現農業環境數據的查詢、分析和存儲以及各類傳感器冗余信息的過濾和清洗。在信息化時代，大數據技術在農業物聯網的應用將對農業信息化發展起重要指導作用。

【關鍵詞】大數據技術;智慧農業;物聯網;農業信息化

【中圖分類號】S126;TP311.13

【文獻標識碼】A

中國自古以來就是一個農業大國。從新石器時代的中國古代農業的興起，到明末清初精耕細作的深入發展，再到新中國成立后機械化生產，中國傳統農業模式逐漸走向成熟。現如今，隨著科學技術發展，人類社會逐漸向智能社會發展。大數據廣泛應用于農業物聯網中的大數據預測、遠程控制、查詢及預警等領域，并且使用傳感器采集農業生產與發展中的大數據，為農業物聯網的發展提供了數據參考。大數據技術作為智能社會的支撐技術，將推動農業信息化的發展，在農業物聯網的應用中起著舉足輕重的作用。

1 大數據在農業物聯網的實踐

1.1 農業大數據簡介

近年來，農業物聯網的發展如火如荼.新型科技在農業上的應用引起了社會以及國家的關注。在互聯網技術對傳統農業的影響下，傳感器、物聯網、大數據、云計算技術在農業均有發展和應用，其顛覆了傳統手工勞作方式，打破了粗放式的生產模式，逐步向智慧化、數據化、自動化、精準化轉變。目前物聯網和大數據技術已經應用到農業播種，種植生產、灌溉收割、運輸以及農產品加工和經銷等環節。在市場經濟競爭激烈，價格信息滯后，農產品產銷困難的情況下，大數據技術的應用變得尤為重要。從一個農業物聯網的方案設計來看，從傳感器的數據采集處理應用，到種植生產過程的決策管理，到大數據平臺對產銷信息的處理分析，大數據技術在農業物聯網中發揮著至關重要的作用。

1.2 農業大數據的特點

根據大數據的理念、技術以及方法特點，其在農業物聯網的應用數不勝數。不論是在耕種、灌溉、施肥，還是農產品存儲運輸等環節，大數據技術均可在農業物聯網上發揮重要作用。大數據的數據分析挖掘，以及數據可視化，都可結合農業自身特點進行農業全產業化覆蓋。農業大數據可劃分為結構化和非結構化，其中包括土地信息數據，例如土地位置、面積、高度等;環境信息數據，例如氣象數據、土壤濕度數據、溫度和濕度數據等;作物信息數據，例如作物生長數據、病蟲害數據等。隨著農業基礎設施的完善和現代化技術的進步，大數據技術在智慧農業中的應用愈加廣泛，農業大數據迎來發展的新契機。

1.3 農業大數據的應用

農業物聯網通過高集成式，分布式和價格低廉的傳感器節點來采集各種環境數據。其將采集的風向、土壤濕度、酸堿度、溫度等數據通過無線傳輸模塊實時發送至云平臺或本地主機進行數據的清洗集成轉換以及存儲顯示。本地主機通過對環境數據的分析處理，優化決策。農戶不僅可以完成足不出戶的設備管理與操作，更能從農業大數據平臺得到最優的操作建議反饋和完成災難預測應對聯動，使得農業生產過程更具智能化，精確化和實時化。

1.4 農業大數據的優勢

大數據技術在農業物聯網的應用，相當于給農業生產過程安裝了一個“智能大腦”。農業大數據技術，首先帶來的是自動化生產。通過各類傳感器采集農業數據，如基本的實時環境數據和作物生產過程中各種指數數據，再將這些數據通過無線通信技術（如Lora、NB-Iot）傳輸至本地主機或者云端數據中心。通過可視化操作系統，農戶可以在本地客戶端或移動客戶端上實時查看生產情況。這些數據經過大數據技術的清洗集成轉換等一系列操作，清除了傳感器網絡的數據冗余，通過可視化方式呈現在農戶眼前。通過對作物生長的歷史記錄和實時數據分析，提高了農戶對種植面積、生產能力、產量以及天氣情況、氣溫和土壤溫濕度的聯合監測能力。更進一步來說，通過數據處理挖掘，農業大數據系統可根據生產實際狀況和天氣預測，實現農業生產的智能決策和自然災害預警。農業大數據技術，使農業生產過程更具科學性，計劃性，對自然災害的應對更具聯動性，大大提高農業生產效率，降低自然災害風險。

傳統農業的生產種植，更多的是個體的有限預測和決策，其銷售過程中的信息閉塞也是制約農村農業經濟發展的重要因素。通過數據上云，農業大數據帶來的是精準化生產。因為市場供需關系的存在，農產品市場經常出現供過于求的情況，這就導致農產品價格“跳水”，農戶經濟遭受重大損失。通過大數據技術，將農產品生產過程的數據匯總分析，可以大大緩解供求不平衡的局面。例如某農場當年西瓜產量高，當地市場需求量小。通過農業大數據平臺，發現臨省某地市場需求量高，即可在銷售前提前進行市場溝通，以此來平衡供求關系。當數據采集量具有一定規模，大數據平臺則可聚合各種信息如消費者需求報告，農作物生產歷史報告等，向農戶提供市場分析協助，幫助其降低生產風險，提前規劃生產銷售，促進農業經濟發展。

食品安全問題一直是大眾關注的焦點，農產品也不例外。通過大數據技術，可實現農產品可追溯，保證食品安全。利用農業大數據平臺，實現農產品各個階段的可追蹤性。甚至可以將大數據和區塊鏈技術相結合，從生產環境到施肥灌溉再到經銷運輸，每一個環節都可以實現記錄，并且由區塊鏈技術保證了信息的真實性。同時，通過大數據平臺對全國的銷售信息和物流運輸信息的挖掘整合，可對農產品銷售情況進行監測和預警，為農產品生產銷售提供更加精確的信息服務，提高農產品利用率和流通性，減少了農產品過剩和食源性疾病危害的可能性。

2 大數據技術對農業物聯網的影響

智慧化農業將在大數據和農業物聯網下得到極大發展。隨著各種觀測技術，傳感器技術，無線通信技術的發展，農業現代化進程的加快，現代農業生產更趨于智慧化，產業化。隨著技術進步，物聯網技術和大數據技術在農業的應用更具普適性。應用傳感器對于動植物本體進行數據感知采集，應用觀測技術對農業生產環境選取，生產設施建設進行評估，應用無線通信技術，增強了農業物聯網系統在不同地域的適用性，不僅保證了傳感器網絡的完善布置，也有助于數據的采集、匯總和分析。從農業生產到市場再到農產品管理，大數據技術為完善農業智能化監測體系，加強農業生產管理，提高數據實時監測和分析能力提供了有力支撐。利用農業大數據技術，將農業生產加工、存儲運輸、銷售等環節形成產業鏈，在每一個環節都有大數據提供的智能決策，提高了智慧化農業的協調能力與控制能力。這種產業化鏈條的產生，不但增加農民的收入，增強了農業企業的競爭力，而且還保證了農業標準化生產制度的推進和食品產品安全追溯制度的實行。大數據技術的應用，讓農業真正實現了智慧化。

3 大數據技術在農業物聯網的應用策略

現階段，大數據技術在農業上的應用更趨于區域化，集約化，更多的是實驗性的園區或者農業大戶才有條件和能力應用。為了促進智慧農業的發展，應該以具有集約化農業特征的地方政府或大規模特征農業生產經營主體為核心，逐步推廣農業大數據生產指導，因地制宜地進行發展。同時，農業大數據的發展離不開對基礎數據采集與分析，而物聯網在中國發展的時間還不長，還難以形成感知、傳輸和控制的成熟傳感器網絡。其中所用的傳感器還存在著諸如傳感器不夠穩定、性能不夠好、價格較高等問題。而新型無線通信技術Lora和NB-Iot的實現，還存在不同的局限性，在農村地區組網應用還需要更成熟的基礎建設的支持。所以應當努力完善傳感器網絡布置，推進物聯網設備建設和大數據平臺實現等一系列基礎設施的建設和完善。

3.1 加強農村基礎設施建設

不論是在農村地區的物聯網應用，還是大數據技術的實施都依賴最基礎的硬件設施。在農村地區網絡普及差異大，基礎設備不完善，缺少區域性信息互通的狀況下，政府應加大政策支持，加快農村信息化建設，以農村基礎服務設施建設為中心，不斷完善農村基礎建設，增加農村以及偏遠山區基站數量以及網絡硬件設備，為大數據平臺的使用和農業物聯網的部署打下堅實基礎。

3.2 建立完善大數據平臺

大數據在農業物聯網的技術應用還有很長的路要走。農業大數據的難點不僅在于數據量的巨大，還在于數據結構不同，類型多樣以及數據價值挖掘等問題。這些問題都制約著農業大數據平臺的建立，因此需要投入更多的技術力量來研究農業數據的處理。各地政府也應積極合作，打破區域間信息孤島，提高信息互通J陛，統一農業數據應用和感知標準，農業部門應重點研究農業傳感器、農業數據處理挖掘和農業智能決策服務，以建設農業大數據平臺。根據農業物聯網不同應用方面建設各種側重不同的平臺，注重實際應用，充分完善農業大數據平臺。

3.3 培養專業人才

新型技術的應用離不開專業人才隊伍的建設。在現如今農業從業者專業技術水平不高的情況下，培養農業物聯網以及大數據相關建設人才隊伍顯得尤為重要。根據農村人員實際情況和技術差異，針對性地培養人才。不僅要提高農業從業者自身技術素養，也要積極引進人才，為大數據技術和農業物聯網的實施提供人才支持和技術保障。

3.4 企業參與

企業對于新型技術的推廣和應用尤為重要。一方面，要號召企業參與農業物聯網大數據應用環節，更好地應用大數據平臺的信息服務，加強相關企業參與的積極性，將大數據與農業物聯網的融合推向市場，增強企業的核心競爭力。另一方面，企業的積極參與也帶動了基礎農業生產的發展，提高了新型技術的發展活力，有利于維護農業物聯網大數據應用平臺的穩定性。

4 結語

在智能化社會逐漸發展的年代，大數據技術在農業物聯網上的應用具有極其廣闊的前景。中國農業的智能化是未來的發展趨勢，需要更多的人才加入，需要更多的企業和地方政府推動這次農業生產模式的大變革。

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[作者簡介]張震（1996-），男，江蘇淮安人，在讀碩士研究生，研究方向：農業漁業信息化。