基于智慧農業視角的區塊鏈賦能物聯網技術的運用

李 艷

（南充市農業機械科學研究所，四川 南充 637000）

1 智慧農業區塊鏈賦能物聯網相關概念

1.1 智慧農業

智慧農業即現代農村的一種革新形態，其中包含了多元化信息技術，采用云計算、物聯網等技術，智能化控制農業精細化生產，以人文創新為發展理念及核心動力，采用綠色農業生產模式來降低能源與資源的消耗。智慧農業通過利用現代的科學技術逐漸完善農業的生產結構，對農業的生產要素進行調整，進而推動農業的可持續發展。智慧農業具有較強的智能化技術優勢，區塊鏈賦能物聯網技術采用射頻識別、智能傳感以及GPS定位等科學技術來達到人與物之間的信息以及人與人之間的信息快速傳遞，對傳統農業的產業結構進行優化，推動我國現代農業的轉型發展。

1.2 區塊鏈技術

區塊鏈是基于密碼學算法的一種互聯網共享數據庫信息技術，從多個層面解決中心化模型所造成的數據庫信任安全問題。區塊鏈應用密碼學算法的原理安全轉移數據信息，具有不可篡改和可追溯的特點。區塊鏈能夠結合共識算法來確保節點之間的數據能夠保持一致。區塊鏈技術主要由信息區塊組成，是有序的數據結構，形成一條可追溯的鏈條。采購商可以通過區塊鏈來查詢農產品的相關數據并進行分析，農戶也可以根據市場需求來調整農產品的產量。基于區塊鏈的可追溯特點，農產品的安全質量也可以通過追溯源系統區塊鏈來進行監管。區塊鏈還能夠有效落實“三農一標”的原則，對農產品的生產、流通等環節進行監管。

1.3 物聯網技術

物聯網是在互聯網技術的基礎上進行了延伸拓展，構建物與物之間的信息傳遞與交流網絡。簡而言之物聯網就是連接物與物的互聯網，結合互聯網技術以及電子通信技術，通過傳感器將信息進行收集并且完整地傳遞到控制器中，實現遠程智能操控。與互聯網技術相比，物聯網技術能夠同時涵蓋包含互聯網在內的應用服務資源，具有較強的獨立性。物聯網技術的應用主要分為傳感器、M2M、RFID 3個方面。其中傳感器的應用方法重點在于收集監管對象的相關信息并且將信息進行傳遞，M2M則主要應用于機器與機器之間或者人機之間的交互和管控，RFID則主要采用網絡和數據庫技術對目標對象張貼標簽。

2 智慧農業背景下區塊鏈賦能物聯網的系統

2.1 系統設計

智慧農業通過采用區塊鏈賦能物聯網技術可以實現對農業生產全過程進行實時監控，并通過網絡技術將信息及時地傳輸到指定的地點。區塊鏈賦能物聯網技術主要體現在3方面，一是感知方面，系統及時感應前端信息，對農業生產環境中的動態信息進行監測；二是傳輸方面，將最新的信息用數據的方式傳送到處理中心；三是應用方面，對傳輸到處理中心的數據進行分析和處理，對信息作出回應，并存儲信息。

2.2 監控系統

監控系統是區塊鏈賦能物聯網技術中最為重要的設備，采用監控系統能夠對農業的生產環境以及生產狀況進行實時監控，能夠及時發現生產過程中出現的問題，并且提出解決方案，提升農業生產的總量。監控系統除對農業生產過程進行監控以外也具備基礎的存儲能力，可以為后期的檔案整理和發展決策提供有效的參考數據。監控系統能夠適當抵御自然災害，為農業管理員提出相應的抵御災害方案。

2.3 無線傳感子系統

區塊鏈賦能物聯網技術可以通過環境感知模塊來對農業生產環境和狀態進行實時監控，這就需要在溫室大棚中設置無線傳感子系統來完成對農業生產過程的實時監測，隨時了解溫室大棚中的環境參數。無線傳感器具有成本低、能耗低等特點。

2.4 無線寬帶傳輸系統

區塊鏈賦能物聯網技術的無線寬帶傳輸系統，采用太陽能供電系統與內部網設施共同工作。環境的變化會直接影響到網絡傳輸技術，網絡傳輸過程應具備一定的抗穿透力和抗干擾性。區塊鏈賦能物聯網技術的推廣和普及能夠極大程度地推動我國農業生產便利化發展，促進我國農業的現代化轉型。

3 智慧農業背景下區塊鏈賦能物聯網技術的應用

3.1 農業物聯網

由于農業無法達到工業的標準化程度，需要更加多樣化的功能，所以農業物聯網觀點被提出。農業傳感器研究技術的目標為低成本、小型化、低能耗、精準度高、傳播速度快等。隨著農業物聯網的發展，大量低成本農業傳感器會被投入到農業當中，物聯網設備的通信量也會隨之增加，因此區塊鏈賦能物聯網必然是農業發展的標準配置。許多農業企業逐漸信息化并且建立了專屬的云平臺，通過中央服務器來對客戶的數據進行統一存儲并且提供具有針對性的服務。未來農業企業會逐漸采用區塊鏈賦能物聯網技術，對農業生產和客戶實行去中心化控制。

3.2 食品安全溯源

食品安全溯源是我國農業生產發展的關鍵節點。通過區塊鏈賦能物聯網技術，能夠建立人與人之間的信任，以最低成本和最高效率來解決食品的安全問題。區塊鏈賦能物聯網具有不可篡改和去中心化的特征，能夠確保食品溯源系統的有效性和可靠性，數據在傳輸、存儲以及展示的過程中不會被管理人員誤改或者被外部侵入者惡意篡改。在食品的產供銷環節，數據來自于物聯網的傳感系統，避免了人為失誤和遺漏。完全開放透明化的自動化自治系統能夠提供更為準確和可靠的信息給生產者、消費者以及政府監管部門。隨著區塊鏈賦能物聯網技術的普及，整個社會的信息化水平也會大幅度提高。采用匿名的方式能夠極大程度保障生產者以及消費者的個人隱私，一旦發生食品安全事件能夠有效避免網絡暴力事件的發生。

3.3 糧食安全生產

我國的糧食供求長期不平衡，保障國家糧食的安全供給是一項長期的工作。采用區塊鏈賦能物聯網技術能夠有效提升糧食安全生產的整體水平。其不可篡改的優點能夠保障耕地紅線的有效控制，同時也可以充分掌握真實的糧食生產數據信息。

3.4 農業生產和電子商務

隨著區塊鏈賦能物聯網技術在智慧農業的普及和應用，農業生產可以徹底實現精確化、精細化以及智能自動化發展。隨著人工智能技術的發展革新，農業可以以農產品電子商務的形式提供專屬平臺，在平臺上農業生產者可直接對接消費者，便于消費者的選購同時方便管理。交易數據和財務數據都可以通過區塊鏈來進行存儲和整理，有效避免了人為失誤的出現。

3.5 農業資源和生態環境

目前我國農業資源仍然存在著短缺情況，農業生態環境因城市化發展建設而遭到不同程度的破壞。可以通過區塊鏈賦能物聯網來對土地資源、水資源、生物資源、生產資料、氣候情況、自然災害、外來物種等相關數據進行公開監督，極大程度加強了對資源的監管力度，有效提升資源的利用率。

3.6 農業大數據

中國已經進入了大數據時代，數據的共享和有效利用是未來發展的必經之路。區塊鏈具備的數據庫存儲技術不可篡改并且具有較強的安全性，能夠有效地保障數據提供者的私密性以及合法權益。通過區塊鏈賦能物聯網能夠有效促進數據的共享，加大數據的流通性，對數據的動態信息和相關狀態也能在合法的情況下自動分享。

4 結語

綜上所述，區塊鏈賦能物聯網尚未大規模普及應用，技術人員正加大研究力度降低設備的投入成本并且提升農業從業人員對區塊鏈賦能物聯網技術的認知力度。隨著智慧農業的推廣和落實，農業的生產與銷售環節采用區塊鏈賦能物聯網技術能夠推動我國農業的轉型發展，大范圍采用區塊鏈賦能物聯網技術是必然的發展趨勢。技術人員也要加大對物聯網安全問題的關注，加大對設備安全機制、設備安全檢查的方法、入侵檢測機制的設置以及數據訪問計算法控制等方面的研究力度。通過宣傳來提升農業從業人員的安全意識，讓區塊鏈賦能物聯網能夠可靠安全地提升農業的生產效率，有效促進了我國的經濟效益增長.逐漸實現智慧農業這一發展目標。