物聯網技術在現代化農業發展中的應用

鄧帥濤

(山西農業大學農學院，山西 晉中 030800)

物聯網技術的興起對各行各業的發展都起到了促進作用，農業物聯網的應用使得傳統農業更加現代化、智能化。基于物聯網技術的智慧農業數據采集，農作物的生長環境監測，以及農作物產品的營銷，不僅能夠優化傳統種植帶來的人為問題，農產品的生產結構，更能適應當今現代農業的發展要求。推動農產業向年輕化、朝陽化、現代化、智能化方向發展。

1 物聯網技術及其發展

1.1 物聯網技術

物聯網技術(IOT)是起源于數字傳媒領域的一項技術，是信息技術產業的第3次革命。網絡接入是利用信息傳感器、射頻識別、全球定位系統等設備和技術，對需要實時監控、連接和交互的任何對象或過程、對象與事物、事物與人聯系在一起，實現對事物與過程的智能信息感知、提取和管理[1]。

1.2 物聯網技術的關鍵技術

1.2.1 傳感器技術

傳感器作為一種傳輸技術，利用有效數據進行轉變并利用技術等一系列復雜的處理過程來滿足客戶的要求，有助于自動化應用的程序。依靠機電自動化行業，利用傳感器以運用自動監測功能為主要目的，實行完成任務。隨著信息化和機械化工程技術的發展相結合，傳感器技術的應用將對地勢穩定產生重要幫助。傳感器技術的創新發展也隨著現代科學技術的不斷發展而逐步提升，在完善原有技術的基礎上進行不斷技術革新改善，對原有的技術缺陷進行了修補，并實現了數據信息傳遞的多樣化。為更好更快地實現完全自動化，在傳感器技術不斷發展中進行先進技術的研發與探究[2]。

傳感器的發展是信息化領域形成的重要部分，將這種技術應用于各個領域，對社會發展起到了主要的促進作用。傳感器的發展不僅對系統的自動化調整起到了促進作用，同時對機電控制應用能夠保持自動化水平的平衡也起到了主要的促進作用。隨著時代的發展各行業領域對傳感器的依賴性愈發強烈，傳感器的廣泛使用通過其優勢為機電自動化提供基礎保障[2]。利用計算機網絡化系統管理對機電自動化控制范圍實現全面性的使用，減少資金提供傳感器的存在價值[3]。

1.2.2 RFID標簽技術

射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是指采用非接觸方式通過無線射頻進行雙向數據通信，即利用無線射頻方式對電子標簽或射頻卡進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的[4]。

RFID信息采集系統主要包含電子標簽、讀寫器和計算機主機3部分。由天線和標簽專用芯片組成的電子標簽是射頻技術的載體。不同的標簽擁有不同的并且唯一的專用編碼，以實現物碼專一、一碼一掃[5]。

1.2.3 通信技術

信息通信能力如今已經成為大數據時代環境下的必須要求，因而，需要對網絡通信技術，遠距離、大容載的光通信技術加大投入改進?，F階段互聯各國的物聯網體系已經構建完成，短距離通信、遠距離通信是物聯網連接最為密切的信息通信技術。通信技術是指各個孤立的系統或者主機通過各種物理網絡線路連接起來組成數字網絡線路的技術。通過網絡通信技術實現更加科學、更加準確地對用戶資料進行分析，并可以有效滿足客戶的意向訴求，由此利用網絡資源的大環境下給客戶提供一個更加合理且具有目的性的服務軟件。網絡通信技術主要為與Wi-Fi功能相近的2G通信技術和RFID傳感設備。如今將網絡通信技術向大眾化普及是現階段我國物聯網中通信技術的建設側重點[6]。除此之外，目前各地電網基本上都可以通過移動電話網絡、道路基礎設施等進行通信傳輸，而且還可以通過使用Wi-Fi等途徑接入[7]。

1.3 農業物聯網

基于物聯網技術在農業生產過程中的物物相連的農業物聯網。由于其具有獨特的兼容性，農業物聯網在現代農業發展中擁有較強的應用前景。在物聯網技術的發展過程中，不僅可以對農業數據進行全方位采集，并且能進行共享和智慧化分析，從而優化農業自動化發展以及農產品經營結構。同時，還能使現代農業的發展更加智慧化、精細化。從技術層面分析農業物聯網共包含5個組成部分，分別是信息采集系統、信息傳輸系統、信息處理以及控制系統和信息應用系統[8]。各個系統之間共同作用根據不同應用場景選擇合適的系統應用，從而實現物聯網應用效能和制作成本之間的均衡[9]。

2 物聯網技術在現代農業中的應用

2.1 物聯網技術在農業種植環境中的應用

當下，國家和農民對農業生產過程中技術的投入不斷加大，對水資源和土地資源的利用水平不斷提升，然而在實際的農業生產過程中，這些資源的利用效率非常低[10]。隨著物聯網技術的發展，在農業應用過程中不僅可以對土壤中含水量等指標進行數據采集，還可以對土壤品質變化趨勢進行分析[11]。這些數據的信息能夠使農民更好地進行作物種植慣例，實現現代化農業的精細化。同時加大對水資源的有效利用率，進而獲取更好的作物生產效果[10]。

2.2 物聯網技術在農產品質量控制上的應用

農產品的質量問題對人類的生命健康也存在巨大的安全隱患，如何保證農產品的質量以及如何將農產品安全送到人們身邊也是個問題?；谖锫摼W技術中的RFID技術可以從種子到果實以及供銷渠道來檢測農產品的質量和安全，保證人類的生命健康，同時也是農產品的智能化供銷，打造一條安全的產業鏈條，保障農產品食品安全[12]。

2.3 物聯網技術在農產品銷售流通中的應用

物聯網技術的發展不僅使物流產業變得更加廣泛，同時對提高其工作效率也具有促進作用。使物流行業變得更加智能化、網絡化。物聯網技術在物流上的應用順應了當今時代的發展背景。通過物聯網技術將對物流過程中一些不必要的流程和環節進行優化，使物流系統變得更加智能化[13]。在以往的管理方式中農產品智能倉庫會因為多種農產品包裝不同，以及貨架規格等問題導致倉庫的農產品亂堆亂放、管理混亂等現象?；谖锫摼W技術的智能倉庫，通過RFID射頻技術、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等物聯技術的合理應用，能夠準確快速地實現農產品的入庫管理、盤點和庫存信息更新、分配貨物和銷售管理等流程的自動化設置，從而避免以往倉庫管理過程中農產品亂堆亂放導致的混亂現象[10]。

2.4 物聯網技術在智慧農業上的應用

智慧農業是農業中的智慧經濟，由精準農業(精細農業)、信息化農業、智能農業、數字農業等名詞演化而來，大數據、云平臺和物聯網是智慧農業的主要技術體系。通過將大數據、互聯網、人工智能、物聯網、云計算、“5G”等現代信息技術與農業的深度融合，實時圖像與視頻監控功能、通過無線傳感節點，由設備配備無線傳感傳輸系統實現的監測功能和監控功能系統，形成農業信息感知、精準投入、定量決策、智能控制、個性化服務的現代化操作模式，實現對農業生產過程的精準檢測、遠程操控以及對突發情況等智慧化管理。最為突出的特點是將數據也轉變成為生產要素[14]。

3 物聯網技術在現代農業應用中存在的問題與挑戰

3.1 物聯網技術在現代農業發展中存在的技術問題

物聯網技術隨著時代的發展不斷更新，人們正在努力提供適用的智能工具來進行一系列農事活動。要想不斷提升其商業價值，就要實現良好的投入產出效益，使農民獲得收益。國內外的主要互聯網企業以及高技術公司對其進行了分析。雖然農業物聯網發展迅猛，但是在實際應用過程中也存在不少的技術挑戰。各大制造商的設備之間也存在不同的標準，如硬件、網絡協議、應用程序接口、語法、語義和平臺的不相容等問題，由于各設備之間的標準不同也使得數據交流變得復雜，對各系統之間的網絡集成應用造成嚴重阻礙。在偏遠的農村和復雜的地理環境下，傳感器承受惡劣環境條件的同時，依賴低電池電量，還要長期保持活躍和可靠。因此，必須實現大區域上大量設備之間的低功耗通信技術。入口端分散，大量數據被傳遞到應用終端，增加了病毒感染風險。所有安全措施必須考慮到終端設備計算能力弱、存儲空間小和電池壽命短的特性[15]。

3.2 物聯網技術在現代農業發展中存在的人才問題

目前，我國從事農業生產的人員大多是知識水平較低的農民，由于其學歷水平有限導致其對高新技術的認知不準確，對相關的專業知識和儀器的專業操作不了解，導致物聯網技術在最基層農業生產中的應用變得困難，同時由于沒有專業的操作人員也使得物聯網技術在農業上的基礎建設變得滯后甚至嚴重阻礙。針對農村農民基礎設備以及人才的缺失，應加大對農民的專業技術培訓，使其認識到物聯網技術的重要性[16]。除此之外，由于農業生產一線人員對物聯網等新知識的缺乏，導致對物聯網的應用以及學習氛圍不強等問題。在現代農業生產經營過程中，對于擁有物聯網知識以及農業生產相結合的復合型人才的缺失，對物聯網在現代化農業生產中的應用也具有一定的制約作用[17]。此外，農村本地也有很多受過高等教育的大學生，其擁有專業的知識與能力，對物聯網的設備使用以及設備的維修都有相關的知識儲備，但是由于政府以及國家對大學生歸鄉創業或者回鄉工作的支持力度有所欠缺，導致越來越多的大學生一旦踏出農業行業就不再回頭從事農業行業[18]。

4 物聯網技術在現代農業應用中應對問題的策略

4.1 加強物聯網設備網絡協議的統一，實現網絡空間的全覆蓋

為保證農業科研數據的安全性，設備順利進行網絡信息交流，各物聯網設備生產廠家應保證統一的網絡通信協議，加強核心元件技術的開發與研究，在保證數據互通無誤的情況下，確?？蒲袛祿趥鬏斶^程中的安全性，加強農作物和動物之間的信息傳感設備的研發，以便更好地指導科研，確?，F代化農業安全可持續的發展[19]。

4.2 加強人才的培養與引進

物聯網技術是一項信息技術，具有很強的專業性，在農業應用上對專業人才的缺失也是制約物聯網技術在農業上發展的重要因素。農民由于文化程度不高導致其對新知識接受力低、信息意識差。這些都是妨礙農業物聯網信息技術在基層普及和實施應用的重要因素，在一定程度上也阻礙農業物聯網信息技術的快速推廣。即使是一些簡單的物聯網操作技術，對于農民來說也難以掌握，不僅浪費了時間還會延誤物聯網技術在基層推廣的效率，從而影響現代化農業生產水平。為此，相關部門要根據不同情況充分利用信息技術開展遠程教育和培訓，以此提升農民的綜合素養，培養擁有相關信息科技意識以及現代化的農民[20]。從而提高物聯網技術在基層的應用可實施性。與此同時，引進高校相關專業的畢業大學生。加大對大學生的相關福利待遇政策，滿足其生活需求，以便更好地服務物聯網技術在農業領域的應用。

5 結語

物聯網技術的發展使得農業發展變得更加現代化，農業物聯網的應用更是離不開物聯網技術的支持，現代化農業的可持續發展離不開物聯網技術的革新。同時也使農業變得更加智能化，為現代農業的信息化發展打下堅實的后勤基礎。