物聯網技術在智慧農業中的應用探究

楊建國 楊明 張丹

摘 要 智慧農業是國家農業發展的戰略方向，是農業生產的高級階段，對提高我國的農業技術水平具有重要意義。微電子技術、通信技術以及計算機技術的飛速發展促進了物聯網技術在各個領域的應用，其中在智慧農業中的應用尤為重要?；诖耍接懥宋锫摼W技術在智慧農業中信息監測、信息管理、農產品流通等方面的具體應用，并對物聯網技術在智慧農業中的信息采集、信息網絡和農業生產管理等方面的發展趨勢進行了闡述。

關鍵詞 智慧農業;物聯網技術;傳感器;監測;信息

中圖分類號：F323 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.097

微電子技術、通信技術以及計算機技術的飛速發展促進了物聯網技術在各個領域的廣泛應用。當前，物聯網技術已經滲透到世界各國的經濟和社會生活中，改變了人們的生活方式和工作方法。智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去，借助傳感器感知作物生長的環境信息（如環境的溫濕度、CO2濃度、光照強度和土壤水分等），并將信息發送至移動平臺或者電腦平臺，通過相應的軟件顯示信息參數并進行自動控制。智慧農業是國家農業發展的戰略方向，是農業生產的高級階段，對提高我國的農業技術水平具有重要意義。

1 物聯網技術在智慧農業中的應用

1.1 物聯網技術在智慧農業信息監測中的應用

目前，基于物聯網技術的作物生長環境監測系統得到了廣泛應用，實現了實時監測和控制。圖1為某溫室大棚的環境檢測與控制原理圖，相應的傳感器采集棚內的溫濕度、光照、土壤水分和CO2濃度等信息后，通過變送器變送信息，分兩路信號向外輸出。一路數據經RS485總線傳輸，并由RS485轉RS232接口模塊與PC相連，通過相應的軟件實時顯示環境信息;另一路數據變送為4-20mA標準電流，輸入到電流放大模塊，通過正確設定電流的上下極限值，控制模塊自帶的繼電器常開或常閉觸點通斷，來自動控制相應負載的工作狀態（如水泵、加濕器、風機等），同時繼電器觸點的通斷也會觸發短信報警功能。wifi模塊用于遠程控制，即借助手機APP軟件，遠程控制負載的工作。實際應用證明，采用物聯網技術對溫室大棚內的作物生長環境進行監測與控制，可以減輕農民的勞動強度，提高作物的產量，增加農民的收入。

1.2 物聯網技術在智慧農業信息管理中的應用

智慧農業的發展非常依賴于各類農業數據信息的處理，如農產品的信息查詢和統計等。物聯網技術在信息數據處理方面有著強大的功能，可以利用Microsoft SQL Server等軟件，建立起強大的信息數據庫。目前的物聯網技術可以為用戶提供一系列信息服務，通過物聯網技術所建立起的信息數據庫內容豐富，調用精準。農業工作者可以利用數據庫搭建的平臺，搜集所需的信息，例如農業專家系統平臺，通過此平臺農戶可以和農業專家在線交流，咨詢并解決農業生產中的各種問題，使農業生產更為有效;又如方便用戶進行農產品線上交易的電子商務平臺，可以促進農產品的在線銷售，提高農民的收益[1-3]。

1.3 物聯網技術在智慧農業流通中的應用

在農產品流通中，采用物聯網技術的企業可以更合理地設計農產品零售環節，優化農產品倉儲管理，并及時提醒相關工作人員補充貨物，提高農產品零售環節的管理水平。此外，企業還可以利用物聯網技術，實時監測和控制貨物存儲環境的溫度和濕度，確保食品儲存和運輸過程中的安全。

目前，在農產品倉儲管理中，大量使用了射頻識別技術。一般農產品都貼有標簽，利用射頻識別技術（RFID）識別這些標簽，相關信息就會得到有效保存，包括產品生產地、生產日期、儲存環境的溫濕度、品質等級和進出庫時間等。另外，對于流通的農產品應用射頻識別技術，可以隨時讀出農產品標簽內儲存的產品全周期信息，解決了農產品生產地的溯源問題，為相關的管理部門特別是質檢部門的食品安全檢測工作提供了技術保障。

以豬肉產品的流通為例，在生豬養殖環節，檢驗合格的仔豬要帶上表明其唯一身份的耳標（RFID標簽），并動態記錄整個養殖過程中所用的飼料以及飼料生產廠家、生豬所患的疾病以及治療所用的藥物等信息;在屠宰環節，要依據食品安全標準，記錄檢驗檢疫信息;在產品流通銷售環節，要優先選用冷鏈物流，使生產、貯藏、運輸、銷售直至消費前的各個環節，產品始終處于規定的低溫環境下，以保證產品質量。冷鏈物流的核心是運輸過程中各個節點溫度的控制，貫穿了整個冷鏈物流的過程，而溫度的在線控制離不開物聯網技術。當前的冷鏈物流透明化管理系統能夠在產品的分揀、包裝、運輸、倉儲、配送等環節實現各個節點的溫度監控。該系統包括冷庫溫度監控預警子系統、GPS跟蹤子系統等，監控系統可以實時與客戶在線通訊，客戶可以通過計算機、手機APP查詢系統數據，并實現遠程控制，保障冷鏈物流不斷鏈，確保食品安全。

2 物聯網技術在智慧農業中的發展趨勢

2.1 農作物信息采集智能化

在傳統農業生產中，墑情、苗情、病情、災情信息主要靠人工觀察和預測，人為影響因素多，信息預報和統計不精確。隨著物聯網技術的發展，“四情”監測設備不斷更新，已經能夠在農作物生長期全程實時監測“四情”變化，并經過系統模型的計算分析，全方位自動進行預警和預報，使農作物的“四情”預測和防控能力得到大幅提高。

對于農作物全生命周期的信息采集，包括耕種、幼苗護理、灌溉施肥、農藥噴灑、雜草處理以及收割裝包等，主要基于物聯網技術的智能數字化控制（包括應用北斗導航技術）。智能數字化控制技術能對作物生長整個周期的信息進行收集和分析，全方位、系統性監控農作物生長環境，大幅提高數據采集的工作效率，使資源利用更加精準，田間作業的效率更高，最終達到增產增收的效果。

2.2 農業信息網絡向全球化發展

農業全球化是不同國家和地區結合自身資源和產業優勢，參與國際分工與交換，以達到優化農業資源配置、增加農民收入的目的。在物聯網技術日益發展的當前，農業信息資源借助于網絡，正在一步步打破國家與國家、地區與地區之間的限制，實現信息資源的共享，未來基于物聯網平臺建設的全球農產品網絡數據庫也會呈現專業化、集成化的發展趨勢，促進各國特別是一帶一路的沿線國家獲得越來越具有實際價值和使用意義的信息。

2.3 農業生產管理呈智能化趨勢

隨著物聯網技術的發展，結合感知識別技術、北斗定位技術、無線傳感技術等相關技術在農業生產中的應用，農業生產和管理呈現出智能化的發展趨勢。而云計算以及大數據技術的發展，使得對海量的農業生產數據進行建模、分析、預測以及實時處理變為可能。由此可見，農業生產管理的智能化能夠確保對農業生產中的信息數據進行最大化使用，為生產者和監管者的決策提供更為準確、快捷的信息。

3 結語

將物聯網技術應用于智慧農業，已經在農業信息管理、環境信息監測、資源流通以及安全溯源等各個方面得到了廣泛應用，為智慧農業建設提供了必要的技術條件。物聯網技術的發展會促使更多從事農業領域的專家學者更好地在智慧農業領域中借助物聯網技術進行相關課題研究，使物聯網技術在智慧農業領域中得到更廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 毛穎玲.淺談物聯網技術在農業生產與管理上的應用[J].山西農經，2020（12）：30，32.

[2] 孫護軍.基于物聯網技術的智慧農業設計[J].農業工程，2017（6）：38-41.

[3] 武文強.基于物聯網技術的智慧農業云平臺[J].物聯網技術，2020（6）：106-107，110.

（責任編輯：劉 昀）