大數據背景下基于物聯網的智慧農業與鄉村振興發展

傅瑜佳 FU Yu-jia；泮晨濤 PAN Chen-tao；邢雨 XING Yu；湯敏科 TANG Min-ke；韓二鋒 HAN Er-feng

（浙江農業商貿職業學院，紹興 312088）

0 引言

物聯網技術是信息化的重要突破點。近年來，許多新技術出現在農業種植和生產中。農業文化物聯網包括“數字化、網絡化和智能化”等技術在農業生產中的應用。它可以在促進農村振興和發展中發揮重要作用。智能農業是農業科技發展的新趨勢，是計算機技術、網絡通信技術等一系列高端技術的綜合應用。智能農業指的是將物聯網技術引入農業生產，其系統功能包括：監控、實時成像和視頻監控。它有助于合理利用農業資源，降低生產成本，提高經濟效益，改善生態環境，促進鄉村振興。

1 研究進展

目前，關于智慧農業與鄉村振興的學術研究較多。任偉和（2022）認為，提高農業生產效率、促進農村經濟發展是農民資本升級的重要途徑之一。社會資源或社會網絡形式的社會資本是農民最重要的生計資本形式之一，可以提高農業生產效率和增加農民收入[1]。楊J（2021）提出利用遙感技術、定位技術等計數方法，從鄉村旅游的角度分析鄉村經濟的發展，研究農業生產力[2]。Benessaiah K（2021）認為，農民的回歸返鄉有利于促進農村經濟的發展，也可以進一步提高農村的農業生產力[3]。楊R（2021）提出了區域差異和農村脆弱性驅動因素的觀點。加強對鄉村振興發展擾動源的預測和監測，從而提高了農村農業生產能力，促進了鄉村振興[4]。張X（2022）提出了一些農業英語翻譯策略，可為未來農業英語翻譯的學術研究提供參考[5]。然而，上述研究都是對鄉村振興與發展的分析，缺乏對智慧農業與鄉村振興相結合的研究。

目前，學術界對物聯網技術的研究較多。Wei D（2021）認為，智能物聯網的普及使電子傳感器和設備能夠連接并生成流式數據流，并對其高效管理提出了測試[6]。Ferrag MA（2022）提出使用物聯網和5G/6G 通信等技術來管理新冠肺炎和其他流行病。該研究對物聯網及其成像領域的相關技術進行了全面的了解和分析[7]。Kouimtzis T H（2021）提出將物聯網技術用于醫療。在牙根重建中，先前治療過的未成熟上頜中切牙采用物聯網技術進行治療[8]。Oubenali N（2022）的研究旨在使用物聯網技術，使用單詞嵌入方法來解釋和分析可視化領域的醫學概念[9]。Refaee E A（2022）認為，人工智能、物聯網、區塊鏈和深度學習等技術徹底改變了許多領域的發展，尤其是醫學領域。它可以利用這些技術及時準確地診斷患者的病情[10]。上述研究充分分析了物聯網技術，但并未與農村經濟發展研究相結合。

2 基于智慧農業的物聯網方式

物聯網技術有效地結合了傳感器和嵌入式技術，實現了網絡之間的信息交換，并在交互過程中發展了智能識別、數據分析和處理等綜合技術[11]。物聯網結構分為三層，即應用層、網絡層和感知層。不同的層實現不同的功能，其具體的體系結構如圖1 所示。

圖1 物聯網結構

智慧農業是指將科學技術與農業生產方法相結合，實現管理過程的智能化、自動化和無人化[12]。這標志著農業生產進入了一個新階段。它集成了物聯網和移動互聯網等多項新技術有助于使農業生產環境智能化，有利于促進鄉村振興的發展[13]。圖2 所示為與智慧農業相關的場景示意圖。

圖2 與智慧農業相關場景示意圖

物聯網技術包括物聯網協議與標準、傳感技術、無線通信技術、云計算和大數據分析等關鍵技術。其中，物聯網協議與標準是實現設備之間互通的基礎，傳感技術則使設備可以感知和收集環境信息，無線通信技術實現了設備之間的無線連接，云計算和大數據分析能夠處理和分析海量的傳感數據。

①物聯網技術具有廣泛的適應性。物聯網可以應用于包括農業的各行各業。基于物聯網，土壤濕度、氣溫、氣體濃度等環境指標可以得到實時監測，從而實現精確的農業生產管理。

②物聯網技術實現了設備的互聯互通。通過物聯網技術，各種類型的設備可以實現互相連接和通信，實現設備之間的協同工作。在農業領域，物聯網技術可以實現機器與機器、機器與人之間的互聯互通，提高農業生產的效率和質量。

③物聯網技術產生了海量的數據。物聯網連接了眾多的設備和傳感器，不斷產生大量的數據。這些數據可以通過云計算和大數據分析進行挖掘和分析，為農業提供決策支持和優化管理。

物聯網技術在農業領域有廣泛的應用潛力。

①物聯網技術可以實現農田的精準管理。通過安裝傳感器監測土壤濕度、氣溫、氣體濃度等環境指標，農民可以及時了解農田的狀況，采取相應的措施來提高農作物的產量和品質。

②物聯網技術可以實現農業設備的智能化管理。農業設備與物聯網連接之后，設備的遠程監控和控制成為了現實，通過物聯網技術可以提高設備的利用效率和運作效果。除此之外，物聯網技術還可以實現農業設備之間的協同工作，提高農業生產的效率和質量。

③物聯網技術還可以實現農產品的追溯和溯源。通過在農產品上安裝物聯網設備，對其進行追蹤和記錄，可以提高農產品的質量安全。此外，物聯網技術還可以實現農產品的定制化生產和銷售，滿足消費者個性化需求。

3 智慧農業新突破

目前，全球經濟增長乏力，經濟放緩趨勢明顯。反觀數字經濟卻在全要素生產率提高和傳統產業提質增效促進方面的作用日漸重要，呈現出了強大活力，經濟增長在一定程度上表現出逆勢增長態勢。這也一度被認為是全球經濟增長的新源泉和撬動經濟進步的新杠桿，并逐漸成為全球共識的經濟增長進步特征。

主要發達國家在經濟增長率和同期國內生產總值增長率也呈現出相同的特點。

主要發達國家表現出經濟增長率高于同期國內生產總值增長率的共同特點。中國信息通信研究院發布《全球數字經濟白皮書》，根據白皮書，2022年，美國、中國、德國、日本、韓國等5 個世界主要國家的數字經濟總量為31 萬億美元（約224 萬億元），數字經濟占GDP 比重為58%，較2016年提升約11 個百分點；數字經濟規模同比增長7.6%，高于GDP 增速5.4 個百分點。技術不斷迭代升級，給經濟領域的深度融合帶來了巨大提升空間，同時對農業、工業和服務業的數字化轉型升級也是巨大的帶動，從而為相關產業和業態的變化與產業結構調整提供了可能。

發展數字經濟意義重大，是把握新一輪科技革命和產業變革新機遇的戰略選擇。當前，我國經濟正面臨需求收縮、供給沖擊、預期轉弱的三重壓力，如何抓住機遇，以新動力推動經濟高質量發展，成為社會關注的重要問題。在全球經濟深度調整的關鍵時刻，世界各國競爭日益加劇，新一輪科技革命催生的數字經濟成為大國搶占制高點的主陣地。大力發展數字經濟助力高質量發展，既是時代賦予的機遇，也面臨眾多挑戰，其關鍵在于依靠科技革命和產業變革推動新舊動能轉換。

大數據是數字產業取得巨大進步的基礎，更是關鍵生產要素，正在逐漸成為提升運營效率和優化經濟布局的重要抓手。將其與其它產業相結合，還可以不斷催生新業態和新模式，這也成為了部分產業轉型升級的重要表現。

目前，我國制定了農村長遠發展規劃。將大數據與鄉村振興相結合將為大數據的發展起到至關重要的作用，并在農業生產智能化、農業管理高效化和農業信息便捷化方面發揮推動效用。落實農村長遠發展，要得益于鄉村振興戰略的實施和全方位支持。

大數據分析可以通過對農業數據的收集、存儲和分析來提供決策支持和優化農業生產，其具體應用包括：

①作物病蟲害預測：通過收集農田和氣象數據，利用大數據分析技術可以預測作物病蟲害的發生概率，并提前采取相應的防治措施，減少損失。

②農產品市場預測：通過分析歷史數據和市場信息，大數據可以預測農產品的產量、價格和需求趨勢，幫助農民做出更合理的種植和銷售決策。

③遠程監控和管理：大數據分析可以結合物聯網技術，實現對農田、畜禽養殖場和農機設備的遠程監控和管理。農民可以通過智能設備實時獲取數據，并進行遠程操作和調整。

4 利用大數據構建鄉村治理平臺

數字化是大數據發展過程中我國經濟和社會發展的一種必然形式，如何實現數字化重建，意義非凡。數字化重建絕不是傳統的信息化概念，信息化旨在提高效率，而數字化則是對于系統的重建和思維方式的改變。在政府、大型企業和機構中，大數據是一種重要的資源。

國家政策明確指出，我國應實施鄉村振興戰略。數字鄉村作為一個子戰略被提出，成為鄉村振興的重要支撐。數字化在各行各業的應用形式逐漸豐富，應用空間日趨提升。海量數據、高速計算和快速網絡催生了豐富的大數據應用。

大數據應用在改變農業生產方式和農民生活方式方面發揮了重要作用的同時，也在加速農村治理轉型。

通過網絡設備和移動應用程序，農民可以獲取農村公共事務和服務信息，其參與度和決策管理水平不斷提高。政府會議提出，要利用大數據改善政府治理。其中，農村公共治理是其中的重要組成部分，大數據的助力使農村公共治理發生了根本性變化，為農村共同治理機制奠定了堅實基礎。

5 結論

為了推動鄉村振興戰略的實施和農業農村的發展，有必要建立統一的農村大數據平臺，收集和管理相關農業數據，形成一個綜合性、多功能的大數據平臺。

大數據將更好地服務于農業產業轉型和鄉村振興戰略實施，信息基礎設施建設是大數據發展的基礎。推進農村大數據基礎設施建設快速發展才能滿足硬件需求。

中國人口紅利正在逐漸消失，在鄉村振興背景下，智慧農業的發展也迎來了新機遇。資本量少、資本密集程度低的合作社將聯合社員勞動力、社員自有土地等生產要素，通過參與市場以求生存與發展；而資本量多、資本密集程度高的合作社會以資本擴張購買生產資源，提高產品附加值或降本增效的方式參與市場，以獲得更多的資本剩余。前者越來越關注上游生產，后者越來越注重消費市場的變化。同時，政府資金、工商資本對農業各環節的集約化投入將促使某些合作社著重于資源稟賦整合，進行產業上下游關鍵生產要素優化配置。隨著勞動力人口的減少，中國農業會終將走上一條依靠大數據管理，創新盈收的新合作社模式。