農業生產機械化中物聯網技術的應用與發展

梁鳳蘭

物聯網技術的出現使得我國的農業生產向著機械化、智能化的方向發展，對于新農村建設也發揮積極的推動作用。本文簡要概述了農業生產機械化中常用的物聯網關鍵技術，分別從農業生產機械設備、生產氣候檢測、農機設備管理及農業生產應急機制這四個方面入手概述了物聯網技術在農業生產機械化中的應用，在此基礎上指出了我國的農業生產機械化將向著信息化、規范化、智能化及精準化的方向發展，這也預示著我國農業領域良好的未來發展態勢。

“互聯網+”時代的到來推動了經濟的騰飛及社會的進步，相關領域及行業也迎來了全新的發展，網絡信息技術也逐漸融入各行各業中。物聯網技術作為第三次信息科技產業革命的新型產物，在智能傳感設備及信息約定協議的支持下，利用網絡技術可以與任一實物相連接，并通過信息交互實現自動識別與定位、智能跟蹤與監管等功能。物聯網技術已經應用到多個行業領域，并取得了較好的成效，特別是在農業生產機械化領域，物聯網技術聯合通訊、傳感、遠程操控等先進技術，實現對農業生產機械的精準調控與管理，不僅能夠大幅提高農業耕作效率，還能收集整理相關農業數據信息，為自然災害防控、農業政策調整提供準確的參考建議。

一、農業生產機械化中物聯網關鍵技術

1、信息感知技術

信息感知技術作為用戶吸收、利用相關信息的基本技術，為農業生產機械化的物聯網平臺構建夯實了基礎，以此實現了物聯網信息的全面感知與采集。農業物聯網平臺在信息感知技術的支持下，具備了電學、光學、遙感及電化學等多項感知功能，因此能夠全面系統地對相關農業信息進行采集整理。信息感知技術是建立在傳感器技術的基礎上，各種類型、材質、功能的傳感器應運而生，這也在一定程度上推動了信息感知技術的發展，相應的物聯網平臺構建也將變得更為集成化。

2、信息傳輸技術

信息傳輸技術作為農業物聯網中樞模塊，發揮著將感知層收集到的數據信息傳輸至應用層的重要作用，為相關決策的下達提供準確可靠的參考信息。常見的傳輸方式分為無線、有線兩個形式，其中無線傳輸由于不需要布線安裝，相對而言設計成本較低、組網更為靈活，后續的維護檢修成本也更少，因此廣泛應用于各大領域。農業物聯網為了確保系統運行穩定性、數據傳輸及時性，更傾向于采取有線傳輸方式，以此滿足現代農業日益增多的運作需求。隨著網絡技術的不斷發展，無線傳輸的信號處理強度、數據傳輸質量、傳輸抗干擾性也將隨之提升，以便于更好地為農業物聯網平臺的信號傳輸工作服務。

3、信息處理技術

信息處理技術主要是借助傳感器實現對數據信息的識別與處理，以便于為用戶相關決策制定提供參考數據。云計算、大數據、智能處理等新型技術統稱為信息處理技術，其中云計算技術能夠將海量數據進行整合計算、存儲管理，大數據技術發揮信息挖掘、數據評估等重要作用，智能處理技術則是在AI 技術的支持下將收集到的數據進行計算處理。融入了信息處理計算的農業物聯網平臺涵蓋多個網絡算法，能夠對農作物生產形態、環境變化、病態特征等進行科學計算與分析，以此更好的結合到農業生產機械化工作中。目前在多個領域得到廣泛應用的數字圖像處理技術配合計算機硬件系統的升級，使得視覺感知算法得到了優化革新，這也在一定程度上提高了農機設備的信息處理能力。

二、物聯網技術在農業生產機械化中的應用

物聯網技術的出現為我國農業生產機械化的發展注入了全新的活力，農業機械化逐漸取代傳統的人力勞作，推動生產力轉化的同時也進一步提高了農業生產效率與質量，使得我國的農業生產向著更為智能、精準的方向發展。目前物聯網技術在農業生產機械化中的應用主要圍繞如下幾個方面展開：

1、物聯網技術在農業生產機械設備上的應用

在農業生產機械設備上安裝智能傳輸模塊有助于農業物聯網及時準確的獲知農作物生長及農業生產基本情況，例如精準檢出土壤有機成分配比及化學組成、實時監測地面溫度及濕度，以便于遠程監測與管理農作物的日常生長環境。農業物聯網通過對感知模塊收集到的相關要素信息進行比對分析，評估生長環境是否適于農作物的生長，及時發現環境問題并有針對性地采取改進措施，以便于為農作物生產創造更為優異的條件。通過對農作物生長環境的動態跟蹤與監測，能夠為區域農業研究提供全面可靠的參照信息，以此推動區域農業產量的提升及質量的提高。發達國家關于農業生產機械化中物聯網技術的應用研究起步較早并取得了一定成效，例如通過智能化、水肥一體機設施的應用，實現手機和電腦一鍵控制，定量、定時澆水、按比例定量施肥；采用下滴、上噴的雙重肥水管理的機械化噴藥模式，能使土壤增加透氣功能，促進農作物健壯生長，控制病蟲發生。此外，智能感應噴霧器內部安裝的感應模塊能夠準確識別出雜草，并自動下達除草指令，這種自動識別的除草方式不僅能夠避免農作物受到除草劑的污染，大幅提高除草效果，還能有效降低農業除草對于周邊環境的不良影響。

2、物聯網技術在農作物生產氣候檢測上的應用

生長氣候對于農作物的繁茂生長至關重要，優良的氣候條件能夠為農作物的健康生長提供所需光照、適宜溫濕度及充足水分，以此大幅提高農作物產量；惡劣的氣候條件容易誘發病蟲害，由此危害農作物的健康生長，同時還會造成農作物產量的驟減，嚴重時還會引發糧食危機問題。為了降低自然氣候對于農作物生長的不良影響，有必要將物聯網技術應用到農作物生產氣候檢測上，以便于從根本上解決氣候變化引發的農作物減產問題。例如，在區域農田安裝智能化傳感系統，準確掌握果園的溫度、濕度、水分、光照、二氧化碳、土壤酸堿度等管理數據，全程實現產品可追溯；在區域農田安裝環境監測傳感器，以便于對周邊氣候變化情況進行全程跟蹤與檢測，及時發現氣候變化問題并將檢測結果上報給對應生產人員，為防護策略的制定提供參考數據，以此解決自然氣候變化對于農作物生長的不良影響。

3、物聯網技術在農機管理方面的應用

傳統的農業生產操作需要精準把控農作物的播種時間，像是水稻、玉米、小麥這類主要的糧食作物，對于播種時間的把控需要格外嚴格，每當到了繁忙的播種時節，很多農戶會因為無法租賃到播種機等生產機械而影響農作物播種工作的正常進行。很多農戶由于經濟原因無法購買個人播種機，即便具有一定的經濟能力也會因為進貨量不足而無法買到，這勢必會影響部分農田的播種時效，進而影響農作物的最終產量。為了從根本上解決播種時節一機難求的問題，可以在農機銷售/租賃平臺融入物聯網技術，以此搭建農機4S 服務平臺。區域某農戶擁有農業生產機械設備，可以在農機4S 服務平臺完成農機注冊，附近其他農戶通過農機4S 服務平臺向該農戶提出租賃預約，以此緩解農業生產機械設備購買壓力的同時也能確保農業生產機械設備得到合理利用，最終解決農業生產機械不足的現實問題。但是若某區域農戶數量較多且農業機械設備較少時，就需要物聯網技術發揮特有優勢，即農戶可以提前在農業4S 服務平臺提出農機租賃申請，系統根據農戶位置給區域農業生產機械設備經銷商提供進貨參考，以此確保農戶在播種時節有機可用，進而保障農作物的最終產量。

4、物聯網技術在農業生產應急機制方面的應用

雖然我國當前的農業發展水平達到了一定的標準，但是農業生產狀態還是不夠穩定，各地區頻繁發生的自然災害也進一步制約了我國的農業發展。此時將物聯網技術融入農業機械設備管理中，有助于借助互聯網平臺實時搜集分析農業機械設備上傳的數據信息，以便于全面地了解農耕區域整體環境變化情況。在此基礎上建立農業生產應急機制、設計區域環境預警系統，以便于提前預測可能出現的自然災害，進而做好農業生產應急防范管理。基于物聯網技術的農業生產應急機制有助于提高農民的惡劣氣候及多變環境的應對能力，例如利用水位測定傳感器實時監測水田區域水位、溫度、濕度、光照及pH 等環境信息，以此分析預判當前的生長環境是否利于水田作物生長，并且還能在第一時間發現異常環境信息，為農業生產應急方案的制定預留更多準備時間。物聯網技術在農業生產應急機制中的應用還表現在自然災害發生后的物資調配與設備管理，以此確保設備物資得到最為合理地利用，最大限度地減少農業生產損失。

三、物聯網技術在農業生產機械化的未來發展

我國作為世界上最大的農業國家，其農業耕作效率直接決定著全國的糧食產量，如何借助農業生產機械化提高耕作效率，可謂當前農業科學領域重點關注的議題。我國北斗系統在2020年就已覆蓋至全球范圍，這也標志著我國的農業生產機械化中的物聯網技術得到了廣泛的應用，不僅大幅降低了農民的日常勞作強度，還有助于政府職能部門統計整理農業數據。為了進一步提高農業生產機械化管理水平，基于物聯網技術的農業生產機械化將推動我國的農業生產向著信息化、規范化、智能化和精準化的方向發展。

1、農業生產信息化

“互聯網+”時代的到來進一步推動了社會的進步，各行各業的發展也離不開信息技術的支持，農業生產機械化也在科學技術的加持下變得更為信息化，以此實現農業生產環節的全過程跟蹤與管理。基于物聯網技術的農業生產機械化使得農業生產更為信息化，農業生產技術員借助物聯網技術可以準確掌握區域農作物實際收成，也能實現農作物買賣、置換等線上交易，進一步開拓了農作物市場、帶動了農村經濟發展，同時也有助于區域農業的結構調整，為我國農業產業發展指引了方向。像國家級示范合作社蕪湖傳云綠色果品種植專業合作社利用物聯網技術成功建立了肥水一體化設施，于2022 年新建110 畝全自動智能遠程肥水一體化設備系統，全自動智能化電動通風卷膜系統，智能溫、濕度、二氧化碳等傳感系統，園區全方位管理監控、控制中心建設系統，園區內配備32 路中心控制監控管理系統，全程實時監控水果生產情況，采用國內最先進的臭氧水防治病蟲害新技術，使水果生產達到純綠色環保，無任何農藥污染，增加了水果的品質，使水果產業鏈得到健康發展，提高經濟效益。

2、農業生產規范化

目前與農業生產機械設備相關的物聯網應用程序類型各異、構建標準不一，在一定程度上影響了農業生產機械設備與物聯網系統數據接口的兼容性，進而不利于農業生產機械設備的規范管理。各個物聯網系統對應的應用程序及開發軟件差別較大，因此物聯網系統之間無法進行延展兼容，后期擴展也是極為困難的。統一規范的物聯網系統、明確清晰的接口標準是物聯網技術得以順利應用于農業生產機械化工作中的必然條件，也有助于各類網絡技術間的交融發展。同時還有助于農作物的標準化栽培管理，生產的優質果品和顯著的經濟效益，帶動了蕪湖市及周邊地區的葡萄產業得到快速發展。

3、農業生產智能化

社會大環境的改變衍生出了很多先進的網絡信息技術，其中一部分先進技術成功應用于農業生產機械化工作中，以此逐漸取代以人力為主的傳統農作方式。配備有主板芯片、傳感器、處理器等先進科技元素的農業生產機械化設備相較而言更能精準分析預判農作物生長情況。借助智能檢測系統實現對農業生產機械設備的故障自檢，在物聯網技術的支持下能夠對故障原因進行系統分析，以此幫助農戶解決實際問題。與此同時還能針對自檢故障完成網上查詢服務，以此在專業維修人員的指導下完成農業生產機械設備的檢修與維護。基于物聯網技術的智能農業控制系統能夠從根本上實現農業肥水智能化，通過手機、電腦的一鍵控制，定量、定時澆水、按比例定量施肥，全程機械化噴藥，確保了土壤透氣性，進而促進樹勢健壯生長，控制病蟲發生。

4、農業生產精準化

物聯網技術對于我國農業產業的未來發展至關重要，在物聯網技術的支持下不僅能夠精準掌握土壤組成、自然氣候、日常施肥等影響要素變化，還能及時準確的采取相應措施，以此確保農業生產質量。科技的發展有助于農業產業結構的調整，農業生產智能感應傳輸設備也將進一步地革新優化，與農業產業發展相關的數據檢測工作也將變得更為精準化。借助物聯網技術平臺不僅能夠實時檢測農作物生長情況，精準把控農業生產方向，還能為相關科研工作的順利開展提供可靠的數據支持，以此有針對性地制定農作物創收策略，解決糧食危機問題。物聯網技術的廣泛應用也能進一步推動農業生產機械工作的發展，不僅有助于提高農業生產機械設備工作效率，還能根據區域農田環境及土壤組成情況，精準把控農作物的播種、施肥等重要生產環節，以此實現農業生產的精準管理。采用智能化傳感系統，能夠準確掌握農田的溫度、濕度、水分、光照、二氧化碳、土壤酸堿度等管理數據，全程實現產品可追溯。

物聯網技術的出現不僅推動了各行各業的發展，也為我國經濟的增長提供了助力支持，特別是在農業生產機械化上的應用更是不容小窺，不僅使得農業經濟效益有了大幅提高，還帶來了較好的社會效益。通過智能肥水一體化的使用和遠程控制等新技術，有助于提高農作物產量，保障優質果蔬質量，還能夠大幅縮減農業用水總量，避免過多使用農藥化肥影響周邊環境安全，以此實現綠色農業、健康農業的管理目的。基于物聯網技術的農業生產機械化預示著我國農業進入了智能化、現代化的重要發展階段，不僅解決了傳統人力成本過高的問題，還大幅提高了農業生產效率與質量，創造更多經濟收益的同時也推動了我國農業的發展進步。