物聯網技術在現代農業發展中的應用研究

閆明明

【摘? 要】物聯網技術的高速發展，驅動其在社會生產生活的各個行業中的應用水平不斷提升。在現代農業發展中，構建完善的物聯網技術應用體系，能夠驅動農業生產管理朝著技術化、體系化、現代化方向發展。論文在簡要介紹農業物聯網概念和技術體系的基礎上，說明物聯網技術在現代農業發展中的具體應用形式，分析在實際應用中存在的問題，并結合實際提出對應的解決對策，以此為推動我國農業現代化發展發揮積極的促進作用，為提升農業生產水平奠定堅實的基礎。

【Abstract】The rapid development of internet of things technology drives its application level in various industries of social production and life to improve continuously. In the development of modern agriculture， constructing a perfect internet of things technology application system can drive the development of agricultural production management in the direction of technicalization， systematization and modernization. Based on the brief introduction of the concept and technical system of agricultural internet of things， this paper explains the specific application forms of internet of things technology in the development of modern agriculture， analyzes the problems existing in practical application， and puts forward corresponding countermeasures in combination with practice， so as to play a positive role in promoting the development of agricultural modernization in China and lay a solid foundation for improving the level of agricultural production.

【關鍵詞】物聯網技術;現代農業;問題;對策

【Keywords】internet of things technology; modern agriculture; problems; countermeasures

【中圖分類號】S126? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）11-0191-03

1 引言

農業物聯網技術在現代農業發展的各個層面都發揮了良好的促進作用，基于農作物種植和管理中各個方面數據的采集，利用智能軟件對數據進行智能化分析，不僅能夠優化種植養殖方案，優化農產品生產結構，還能夠適應新時期農業產業綠色、環保發展要求，有效提升農業生產質量和生產效率，推動農業產業朝向現代化方向發展。

2 農業物聯網的概念和技術體系

2.1 農業物聯網的概念

農業物聯網就是農業生產過程中物物相連的互聯網農業。基于物聯網的兼容性特征，使得其在現代農業生產體系中具有廣闊的應用前景。在我國農業整體朝向精準化方向發展的背景下，通過對農業物聯網的應用，能夠在對農業信息的全面采集、對數據的智能化分析并實現數據互通和共享的基礎上，推動農業生產的自動化控制和農業生產經營結構的優化調整。

2.2 農業物聯網的技術體系

在當前的農業物聯網發展體系中，技術應用需求涵蓋各個層面，從整體上而言，技術體系主要包括信息采集、信息傳輸、信息處理、控制系統和信息應用5個基本組成部分，各個部分的技術支撐和應用形式如表1所示。

在不同應用場景下，可以對這些系統組成權重進行選擇和優化，在確保系統功能滿足應用場景要求的前提下，盡量節約技術投入和資金投入，實現物聯網技術應用效能與成本之間的均衡[1]。

3 物聯網技術在現代農業發展中的應用形式

3.1 物聯網技術在農情監測中的應用

在我國傳統農業發展中，存在“靠天吃飯”的思想，近年來，雖然國家和農民群體在農業生產中的技術投入力度不斷加大，水資源和土地資源利用水平不斷提升，但是在實際發展中，資源利用效率仍處于較低水平。以水資源利用為例，整體利用率僅為40%左右，在利用過程中存在明顯的資源浪費現象。資源浪費產生的原因，一方面在于受農業生產傳統思維影響，另一方面在于農情信息方面的限制。基于物聯網技術應用，能夠全面采集土壤含水量、地下水位、降雨量、土壤pH值等多個方面的數據信息，對土壤墑情變化趨勢進行分析[2]。農戶在獲取這些信息后，能夠通過數據中臺發出對應的操作指令，更加精準地進行灌溉作業，以此在提升農作物生長質量的同時，減少水資源浪費，推動農業生產朝著精細化方向發展。

3.2 物聯網技術在農產品安全溯源中的應用

在當前時代背景下，食品安全管理不僅是農業生產管理的重要組成部分，更是成為關乎人民群眾生命健康的社會性問題。但是由于管理體制和管理模式等方面限制，農產品安全溯源一直是食品安全管理的薄弱環節，養殖種植、生產加工等環節運行中，在市場流通監管不到位的情形下，使得食品安全管理各個環節之間產生明顯的脫節現象，各個部門的管理效能無法得以體現。基于物聯網溯源平臺，結合RFID射頻技術的應用，能夠實現農業產生鏈各個環節的信息采集，將數據信息納入統一數據庫，并構建完善的產品原材料生產、加工和流通監管體系。以生豬產業的安全溯源平臺為例，可以基于物聯網技術，將養殖場系統、屠宰場系統和銷售系統納入統一的信息監控體系，從而準確分析飼養管理、疾病防控、飼料使用情況，消費者能夠基于產品的唯一識別碼，對整體飼育過程和流通過程進行查詢，并在出現安全問題時，由食品安全管理部門進行追溯。

3.3 物聯網技術在農產品物流中的應用

物聯網技術在物流產業發展中得到了廣泛應用，推動物流管理效率不斷提升，推動物流企業朝向自動化、網絡化和信息化方向發展。在當前農產品流通水平不斷提升、流通空間范圍不斷擴展的背景下，將物聯網技術應用于農產品物流的各個環節，能夠縮減物流管理中不必要的環節，構建針對物流環節的智能化體系[3]。以農產品智能倉庫模式為例，在傳統管理方式中，受到多種農產品包裝及貨架規格等因素影響，通常存在貨物堆放混亂、管理標準不統一、區域結構混亂等現象，使得整體管理較為混亂。以物聯網技術支撐的無人值守智能倉庫為例，以RFID射頻技術為基礎，結合圖像監控、無線傳輸技術、北斗定位技術及紅外視頻監控技術的應用，能夠實現農產品的自動出入庫管理、自動盤點和庫存信息更新、自動分配貨物和銷售管理等。

3.4 物聯網技術在智慧農業生產中的應用

智慧農業是現代農業發展的基本方向，是提升農業生產質量和生產效率、推動農業生產朝向工業化方向發展的重要路徑。基于信息感知技術、農業信息傳輸技術和信息處理技術的綜合應用，能夠實現在相對可控環境條件下，有效規避傳統農業生產弊端，實現農業生產管理智能化發展。以某地區草莓種植環境智能控制為例，通過傳感器模塊、ZigBee通信模塊、繼電器開關模塊、主控制模塊和存儲器模塊的優化設計，能夠將現場檢測與遠程監控實現技術關聯，突破傳統農業生產管理時間和空間層面的限制，為現代農業發展發揮高效的促進作用。

3.5 物聯網技術在農業信息平臺中的應用

農業信息化建設一直是我國農業生產經營管理的薄弱環節，由于農業產業信息化涵蓋內容較為復雜，經營主體多元化，不同地區農業生產經營管理政策存在較大差異，使得信息平臺運行技術體系建設也受到較大限制。基于物聯網技術的應用，能夠實現對各種信息內容的有效整合，將部分原始信息直接傳輸至信息化平臺，通過信息內容的實時更新，滿足不同消費群體的信息需求[4]。以某省畜牧業綜合信息平臺建設為例，平臺建設以省市縣三級管理體系為基準，結合管理工作實際，構建多層級應用模塊，將各個管理主體轄區內的畜牧業管理內容納入平臺體系，構建完善的市場準入機制，在確保產品信息安全的前提下，實現新品種信息推廣、檢測簡報、法律法規信息公示及在線投訴等各個方面的有機統一，有效提升產品信息交互水平，為區域范圍內畜牧業健康發展起到極其重要的促進作用。

4 物聯網技術應用于現代農業面臨的問題

4.1 技術標準體系不健全

技術標準體系不夠健全是當前物聯網技術應用于農業產業中面臨的首要問題，無論何種類型的物聯網技術平臺，都只有在相同協議標準下運行，才能夠實現信息的無障礙傳輸，實現各個接口的對接。但是物聯網技術本身依然處于動態發展過程，涉及的技術標準較為復雜，尤其是技術通信規范，更是對相關部門和社會公眾群體利益具有直接影響。在我國農業科技發展較為滯后、農業物聯網發展較為緩慢的時代背景下，技術標準規范體系建設滯后，更是對相關工作開展造成不利影響。突破技術層面限制，提升核心部件自主化生產水平，完善IP地址使用規范，是農業物聯網發展必須解決的現實問題。

4.2 整體發展規劃缺失

近年來，我國農業物聯網建設水平不斷提升，各種新型項目類型不斷出現，為推動現代農業發展起到極為明顯的促進作用。但是在項目運行中，依然存在整體規劃缺失、應用散亂、推廣效果較差等方面問題。由于不同地區經濟發展水平不同，農業財政支出比例和結構不同，農業生產類型不同，使得各個地區在農業物聯網項目建設規劃水平上存在較大差異，對實際發展成效造成明顯影響[5]。同時，由于規劃指導方面存在不足，使得項目推廣機制建設也受到限制，無法滿足農業物聯網可持續發展要求。

4.3 投入相對不足

農業物聯網體系構建，不僅需要大量的硬件設備投入，更需要完善對應的軟件平臺體系，上述方面的建設，都需要大量的資金和高水平人力資源投入。但是農業產業本身經濟價值水平有限，產業發展水平層次較低。相對于高昂的技術投入成本，通常需要經過較長的經營周期才能呈現出技術應用價值。因此，就實際推廣現狀而言，除部分省區地方政府和少數高技術農業企業在這方面進行有限的投入外，大多數農民和養殖戶都不愿意進行農業物聯網建設投入，限制了農業物聯網項目發展。此外，農業物聯網的廣泛推廣，需要農民具備相應的技術應用能力，需要全面加強培訓工作，但是在當前的農業培訓體系中，培訓工作同樣較為滯后，無法滿足農業物聯網發展應用要求。

4.4 信息傳輸安全問題

物聯網技術應用雖然具有多方面優勢，在現代農業發展中具有多重應用實效，但是在實際建設中，需要多源采集相應的數據信息，需要在各個方面進行硬件布置和建設。在信息傳輸過程中，需要采用GPRS、TD-CDMA等多種信息傳輸通道，需要較為統一的物聯網運行協議。同時，由于物聯網硬件設備需要將信號發射至數據管理中樞，在主動發射環節，極易在信息未經授權下被讀取和使用，由此帶來信息泄露和安全管理方面的問題[6]。部分通信建設較為滯后的地區，信息傳輸流量也難以滿足物聯網運行要求，造成不同形式的信息孤島現象。

5 現代農業發展中物聯網技術應用問題的解決對策

5.1 完善技術標準體系

在農業物聯網技術規范標準建設方面，需要政府和行業協會方面的同步參與，在充分利用現有規范標準的基礎上，政府層面應當加強自身引導作用，強化對現有標準體系的監督管理，推動行業層面加強新型標準制定，推動物聯網標準朝向國際化、通用化方向發展，確保標準內容與現代農業發展需求相一致。在農業物聯網項目建設中，應當在遵循相應標準的基礎上，探索新型行業化標準建設路徑，加大政策扶持和資金投入力度，提升農業物聯網建設規范水平，為長期運行和后期發展奠定良好的技術基礎。

5.2 強化宏觀政策引導

在不同地區農業物聯網項目建設中，政府層面依然要起到積極的引導作用，在充分考慮現代農業發展趨勢要求、明確地方特色農業發展重點的基礎上，確定整體發展規劃，有針對性地對具體項目進行引導，避免出現重復建設和無序競爭現象。針對農業物聯網產業鏈發展的薄弱環節，應當以項目合作形式，充分發揮地方高校和科研機構在技術層面的優勢，構建完善的技術研發平臺，加大對優勢企業的支持力度，強化技術層面創新[7]。同時，在農業物聯網體系發展中，應當強化對農民群體的技術培訓工作，完善相應的惠農支持政策，較好地解決物聯網技術應用前期資金投入和技術投入方面的困境，降低項目建設和運行風險。

5.3 引導企業創新商業模式

農業物聯網建設的根本目的是驅動我國農業產業朝向現代化方向發展，更好地提升農業產業經濟效益產出水平。因此，在實際推廣過程中，必須引導企業提高對技術變革的重視程度，創新商業模式。在新型商業運行體系中，基于物聯網技術的應用，能夠縮減信息交互環節，對不同農業信息進行合理定價，確保各個方面信息應用的完整性。借助物聯網大數據分析，能夠深層次挖掘不同客戶群體的精細化需求，能夠基于客戶需求不斷開發新型產品，并利用平臺優勢加大新型產品的宣傳力度。通過商業模式創新，不僅能夠提升農業產品經濟效益產出水平，還能夠驅動更多的社會資金流入農業產業，從而為現代農業發展提供堅實基礎。

5.4 完善信息安全監管體系

針對物聯網技術應用中信息安全方面的問題，應當從法律、技術和制度3個層面入手，構建完善的監管體系。從法律層面而言，國家和地方立法部門應當根據當前我國信息技術法律法規體系建設情況，以多種形式完善政策監管，尤其是在農業物聯網建設已經取得良好成效的地區，要對其深入調研，加強對實際運行問題的分析，加大法律法規建設和監管力度，尤其是要加大對相關方面科研成果的保護力度。從技術層面而言，要能夠結合農業物聯網技術應用特征，加大信息安全防護方面的技術研發力度，確保信息傳輸和應用各個環節的信息安全，完善物聯網技術應用體系。從制度建設層面而言，相關部門和企業管理層面應當結合實際構建完善的制度體系，加強對技術人員和農民的信息安全教育，要求在數據分析和應用的各個流程中，都能夠嚴格依照規程進行操作，避免人為因素造成信息泄露現象。

6 結語

新時代背景下，新型科技與農業產業的融合水平不斷提升，在現代農業發展體系中，必須強化物聯網技術應用，構建完善的農業物聯網運行體系，以此在驅動現代農業高速發展的同時，為農業經濟發展和鄉村振興戰略實施起到更加積極的促進作用。

【參考文獻】

【1】胡開明，劉惠煌，張議夫.基于物聯網信息技術的智慧農業發展的研究[J].南方農機，2021，52（16）：20-22.

【2】閆金鑫，白龍，付東輝，等.基于PLC和物聯網的現代農業溫室監控系統設計[J].科學技術創新，2021（20）：54-55.

【3】張彥麗.農業物聯網在設施農業中的應用探究[J].新農業，2021（13）：75-76.

【4】曹旻罡，劉紅梅.物聯網技術用于現代農業發展中的價值及前景[J].中國新通信，2021，23（13）：100-101.

【5】周明炬，郭小文，徐一.關于加快構建“互聯網+”現代農業服務體系 助推鄉村產業振興的思考[J].四川農業與農機，2021（3）：36-38.

【6】王振省，倉晶晶，藺亞萍，等.物聯網技術在農業生產中的應用研究[J].農業技術與裝備，2021（5）：97-98.

【7】聶鵬程，張慧，耿洪良，等.農業物聯網技術現狀與發展趨勢[J].浙江大學學報（農業與生命科學版），2021，47（2）：135-146.