物聯網技術在現代化農業發展中的應用

趙艷艷

摘 要：農業是我國的重要基礎產業，與國計民生息息相關。農業信息化、智能化技術的發展尤為重要。而物聯網信息技術在我國現代農業發展中的運用，則是我國現代農業的新型現代化發展領域走出的重要一步。通過轉變粗放的農產品營銷模式，增強動植物疫情疫病防治意識，保障農產品質量安全，以此帶動現代農業的蓬勃發展。

關鍵詞：物聯網；現代化農業；農產品質量

農業物聯網，是指在大棚系統的基礎上，通過基于農業物聯網系統創建的一系列農業裝置，如溫度傳感器、空氣濕度感應器等，用這些裝置來監測有關農業生產的數據，例如，溫室條件中的相對濕度、光照強度、大棚內的二氧化碳濃度等物理信息，監測出需要的數據后再用各種儀器儀表對數據進行自動控制，使其滿足農作物的生長需求。對已經處理的食品也使用了各種農業信息傳感設備，并將5G網絡與互聯網信息技術集成起來，實現了農業信息收集、綜合、處理，并通過各種終端設備進行操作，進行了農業智能識別與控制，從而確保農作物有了良好的、合理的生長發育條件，為溫室作物的有效控制生產提供了依據，從而實現增產提質，以達到提高經濟效益的目的。

1 物聯網在農業中的應用現狀

物互聯技術在農業與農村智能化等方面也取得了初步運用，包括生物傳感信息技術在精準農村中的運用、農業智能專家管理、生物遙感檢測與遙感技術、農業生物安全和健康診斷系統、農村食品安全與溯源體系等。物聯網技術是通過實時傳感采集和歷史數據存儲來實現的，根據數據的變化我們就能夠摸索出農產品需要的光、土壤等的條件，以此為依據提供精準的科研實驗數據；采用智能管理和聯動管理技術，可以迅速準確地滿足植株生長發育對環境各種參數的需求，實現大范圍增產的目的；基于光照與氣候的智慧預測和精準干預，能夠讓花卉尤其是名貴花卉的花期充分地遵循人工控制，目前，針對農業物聯網技術的研究開發工作不少。比如：土壤中所含的營養成分，為糧食作物種類和耕作方法進行參考；糧情信息監控系統，為國家監管部門科學決策保障人民糧食安全提供可靠信息；農作物大棚自動化管理，通過持續觀測大棚內的濕度數值，決定是否需要進行滴灌補水；二維碼動物追溯，通過產品的追溯標簽讓用戶更充分地掌握商品信息，從而保障食品安全。

1.1 產業鏈全程信息追蹤與溯源體系

近年來，國內外農產品安全事件頻繁發生，此類案件受到了人們的極大重視，此類事件之所以頻繁發生，主要是因為農業從生產到營銷沒有監督，人們的知情權較低，若加強對農副產品從生產到交易全過程的監控，則能夠把糧食的風險減至最小化，而物聯網技術將在其中扮演更加關鍵的角色，構建從產品—制造—包裝—營銷全過程的監測與追溯體系，保障農產品的質量與安全。目前我國出現了一些實際應用情況。比如，在成都、青島等地方，政府就開展了生豬安全工程，給農貿市場的生豬配備了電子芯片，以監控生產、加工、批發和零售。具體就是在農貿市場的生豬門店安裝電子溯源秤。當用戶購買生豬時，通過檢查收銀單中所攜帶的食品安全溯源碼，消費者就能夠查看生豬源頭、屠宰廠、質檢單位等的相關數據。再如，我國在舉辦奧運會期間，就采用了食品安全溯源手段。就是通過電子標簽、GPS等技術，將場館內的飲食信息與身份數據關聯起來，可以將用戶的飲食溯源至農田。此外，供應企業還需要對產品制作、物流配送、供應等環節進行控制，比如通過對奧運商品的車輛進行GPS定位，如果氣溫和相對濕度超出指定區域，工作人員將會接到報告。食品安全溯源系統在為奧運食品供應提供保障的同時，也為物聯網在我國農業的廣泛應用奠定了基礎。

1.2 農副食品安全

我國食品安全問題頻出，其中一個最關鍵的問題就是從制造到營銷缺乏管理。只要加強對農副產品從制造到交易全過程的監控，就能夠把食品安全隱患降至最低，而物聯網將在其中發揮重要的作用。借助于對物聯網的跟蹤，國內已有不少地區把食品安全跟蹤檢測作為物聯網產業建設的關鍵點。

目前，我國國內已成功將食品安全追溯系統應用于農業生產當中。以豬肉安全系統為例，對農貿市場內所有供農業用的豬安裝電子芯片，這樣就可以監控生豬制品的制造、生產、批發和零售等各個環節。具體來說，就是在農貿市場的生豬經營門店內設有電子溯源秤，能夠顯示生豬的一些信息，用戶在選購生豬后可以索取帶有食品安全溯源碼的電子收銀條，并通過收銀條上的溯源碼查看有關生豬產地、屠宰廠、產品檢測機構等的數據。這項工作目前在北京、青島等地已啟動。

1.3農業信息傳送

氣候預報技術也是非常重要和關鍵的農產品技術之一，為農戶搭建最廣闊的農產品交易平臺，從氣候天氣預報到化肥的選用，從種子甄選到病害預防，從苗木栽培到糧食采收與貯藏。信息的覆蓋范圍還應涵蓋廣義農產品的全部領域，如畜牧業、農副產品加工。目前，在黑龍江省的部分地方已將測土、配方施肥、施肥等數據傳送至農戶手機。我國山東省日照市部分區域還設置了“真假獸藥短信查詢舉報系統”，讓農戶和獸醫管理人員可以積極參與獸藥監督。這樣的農產品數據傳輸不但能夠提升農民增產增收，而且給通信運營商擴展服務帶來了更多的機會。

1.4智能化培育控制

現代農業的一個突出表現是智能種植控制。通過在農業園區內安裝生態信息無線傳感器等智能控制系統，可以對整個園區的生態環境進行檢測，從而準確了解園區的一些技術參數，并隨著數據的變化及時調整灌溉系統、保溫系統等設施，以確保農產品具有良好的生長發育條件。

2物聯網在現代農業中的應用展望

物聯網企業發展應用鏈條中的其他部分，如通信運營商和終端廠商要積極挖掘潛在商機，并為其獲得在物聯網版圖中的領導地位而未雨綢繆。向國家監管部門提交食品安全追溯技術解決方案，并逐步把技術推廣至奶制品、畜牧業、養殖業和漁業等領域；利用農村公共信息資源，對農戶開展有針對性的公共信息咨詢服務；與相關行業協會和統計部門合作，為農民提供農作物生產和銷售信息，也可以為溫室、系統和芯片生產商提供行業市場；加大芯片應用配套設備的研發力度。

農產品在各個過程中都能夠通過物聯網的應用來提升效率。在播種和栽培過程中，應用物聯網計算實時的土地數據，從而選取適宜的糧食作物；在農作物的采收過程中，應用物聯網能夠低成本地進行數據的收集，以便對種植收割過程做出更加精確的計算。

3 目前物聯網應用所存在的瓶頸

雖然物聯網技術對于傳統農業的發展帶來了許多好處，但其在實際使用方面還存在一些缺陷，沒有形成剛性需求，而且物聯網的應用對于傳統農業來說，由于物聯網使用成本過高，農民的投資難度很大，而且進行起來也比較慢。所以，我們必須改變思維，加強政策支持力度，推進物聯網新型產業的發展。一是物聯網在農產品中的廣泛應用是促進農業信息化生產、現代化經營、信息化營銷的關鍵，應用過程中要與生產經營規劃需要有機地結合，將技術推廣的功能有機融合會帶來不少增長點。二是物聯網的推廣應用涵蓋農業科研、技術推廣、經濟管理等諸多方面，要通過更多實踐項目的培養推廣，從不同層次上形成應用專門人才群體，才可以有效促進這些應用平臺的不斷成長，從而持續提高服務效果。三是要增加物聯網領域的投資，并在促進農村生產制造和服務升級進程中得到最大收益，進而促進各領域的不斷投入，擴大應用規模，盡快形成符合現代農業建設需要的社會化運營發展方式。

4 物聯網主要技術

4.1射頻識別技術

射頻識別技術是通信技術中的一類，該技術的應用特點主要是將運用于無線電頻率傳感的探測對象，并把信息記錄下來。該技術的基本構成大致包括以下三方面：一是電子閱讀器；二是應答器；三是應用軟件系統。

4.2傳感網技術

集成傳感器是傳感網絡發展的核心，是集中進行數據、信息處理和數據傳輸的技術。該技術的應用通信元件和信息處理模塊均呈隨機分布，二者共同構成了良好的傳感網絡結構。

4.3 Wi-Fi技術

Wi-Fi技術可以將所有的設備都連接到局域網中，從而實現各電子設備的內聯網功能，可支持無線上網與無線傳輸的網絡信息。這一功能的使用就可以實現傳感農業數據的功能，通過感應器的功能進行數據的采集工作，從而實現數據的信息轉移。這一核心技術同樣是物聯網科技的核心，同時也是在現代農業領域中實現自動化的關鍵支撐，但假若缺乏這一核心技術，將很難實現物聯網科技的真正價值。

5物聯網技術在百色市農業中應用的措施與建議

依托政府部門、相關學會、相關研究單位與專業，成立物聯網科技研究與發展促進合作機構。基于傳感網和3G互聯網應用技術開發的創新應用，首先在農村基礎設施和蔬菜工程領域實現了示范應用，通過在溫室內布置光照、溫度、濕度等的無線傳感器、攝像頭和控制器，使得園區管理人員能夠隨時使用手機或筆記本電腦實現遠程監控、遠程管理澆水和開關卷簾等設施，并能即時查詢到農業大棚內的氣溫、濕度等數據，實現對農業大棚的智能化控制，大大提高效率。

5.1 示范應用研制智能化監控、人工輔助管理技術

適用于一般生產管理狀況下的農民進行蔬菜大棚種植管理時，對智能化的監控與動態控制系統用人工控制方式加以實施管理。該技術重點涉及溫室的環境變量監測技術，以及各類溫室作物的智能管理與決策技術，各種傳感器、計算機芯片以及機電一體化控制系統。可以根據企業需求，有效進行科學管理，對設施農業的生態環境進行監測。通過系統的氣溫、相對濕度等信息，通過無線信息接收功能傳輸數據，完成對大棚溫濕度的遠程管理。

5.2 研制智能化監控、自動化管理技術

應用于經濟能力相對寬裕的家庭農戶、設施農業公司等進行了示范展示，進一步提升了溫室栽培水平，即通過對智能化實時控制和主動控制的方法，采用了綜合環境管理和電動執行機的自動實現。其關鍵技術包括溫室控制模式和計算機監控系統。其中，計算機監控系統采用由中心控制計算機、現場控制機、系列傳感器、電動執行器與局端總線的數字通信網絡所構成的分布式網絡結構計算機控制體系。通過物聯網技術，可以在溫室產品上大量使用無線傳感器管理、控制裝置來實現濕度、日照、通風、二氧化碳的遠程供應，對于需要特定的營養液及pH值、EC值等的作物也可以進行遠端管理，從而使種植環境達到最合理程度，并合理使用自然資源，增加品種的產量與品質。此外，其還具備了綜合的環境管理、肥水灌溉控制和管理、緊急狀態處理和信息處理的能力。

采用物聯網技術的智能大棚是一個集農業技術領域的高、精、尖科技與電腦自動控制為一身的現代化的農業生產技術裝備。相對于人工管理方式而言，植物智能管理最大的優勢就在于可以比較恒定地管理大棚里面的環境，對環保要求比較高的植物而言，還可以減少由于人為因素所引起的生產風險。就企業而言，把物聯網技術運用于大棚生產中以后，生產率與效率比起傳統人工控制的大棚都有了很大的提升。

5.3 農產品物流和安全管理與溯源

在生鮮農產品的流通方面，必須掌握儲存條件的溫度以及農作物的含水量。如果溫度太高，大量農產品就會枯萎，缺少水分會降低品質。在這一方面，物聯網應當得到支持。物聯網技術能夠完成對畜禽生產企業從飼養、宰殺、加工到產品銷售的全方位品質管理，同時進行產品可追溯，還能夠進行畜禽產品記錄存儲（畜禽信息、飼料信息、疾病預防等），支持FID標記和條碼之間的高信任度切換，條碼標簽打印以及基于網絡、電話和手機短信的畜禽產品安全溯源服務等。

6目前農業中使用物聯網的局限性

6.1實現成本較高

盡管近年來傳感器的生產成本已經在較大水平上有所降低，但其實際使用成本仍然比較昂貴，一個空氣相對濕度傳感器幾百元，一個土壤濕度傳感器一千多元，大棚中一個其他功能傳感器的價格也在一萬元左右，對于農戶而言這是一個巨大的投入，所以，目前農產品物聯網的實際應用主要集中于一些科研學院所開展的基礎研究、涉農企業和政府部門。如果要大面積普及物聯技術，必須降低其應用成本。

6.2 技術問題

目前，傳感器可能因為使用地點錯誤造成信息不正確，或傳感器性能較差，收集的信息隨距離而改變。這些無線感應器的傳輸范圍受限，數據不穩定，維修成本昂貴。其中的一個問題就是電力供應，若采用太陽能，但其功率還不夠，若采用交流電源，則大多數大棚地區缺乏電力，因此必須重新敷設電力網絡。

我國設施農業雖然取得了一定的成就，但與其他先進國家相比還有較大的差距。平均單位產出低于國外的30%，單位產出成本大于國外的50%。由于農藥的不合理應用，質量遠遠不及國外標準。設施農業滯后的主要問題在于設施農業資金投入不夠和技術設備滯后。在長期缺乏技術人員培訓的前提下，企業普遍采取了傳統的農業栽培方法以及粗放型的技術管理模式，這導致農業技術現代化程度普遍不高。物聯網技術的迅速發展將會對我國現代農業的未來發展產生重要影響，相關企業應抓住我國物聯網技術快速發展的重大歷史契機，做到早學、早知、早研究、早決策、早見效，切實加強科學組織，積極探索物聯網技術與現代農業應用的結合，明確發展應用目標。

參考文獻：

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