物联网技术在现代农业机械中的应用

王学东

（东台市三仓镇农业技术推广中心，江苏 东台 224200）

农业机械化是指用机器装备代替人力、畜力进行农业生产的技术改造和经济发展过程。农业机械化系统可以实现农业生产力的置换，同时在农业生产力置换过程中有利于促进农业生产的发展，促进经济增长和科学技术水平的不断提高。物联网是指依靠传感器的合理布置，收集处于我们周围的各种信息，就农业物联网而言，主要通过水分传感器、温湿度传感器等等收集农业环境信息。农业物联网在发展过程之中，一直面临这一个始终存在的问题，那就是传感器的搭载设备是什么？随着农业机械化在我国的不断推进乃至普及，农业机械将纳入农业物联网系统之中，笔者试图探讨物联网技术在农业机械化中的应用可能性，以及未来物联网对于在农业机械化中的应用前景。

1 我国农业机械化呈现的新趋势

近年来，随着农村经济的快速发展，农村经济结构发生深刻的变化，减少劳动和土地等传统资源要素的投入，增加科技和装备等现代生产要素的投入，已成为目前建设现代农业的方向，我国农业机械化发展也随之呈现以下趋势:①农业机械的智能化；②农业机械的节约化；③农业机械的精准化；④农业机械的小型化。

目前，我国农业正处于传统农业向现代农业转型的关键时期，农业机械产品在满足不同层次需求的同时，逐步向小型化、精准化、智能化和节约型的方向发展，更加注重产品质量和配套技术的集成应用。应该指出的是，农业机械化作业的过程离不开对农作物信息的感知、农业数据的传递、系统的优化与农业生产智能决策，而农业物联网技术恰恰在这几方面能发挥独特而又重要的作用，因为物联网技术就是信息感知、数据传输、智能处理和优化决策等关键技术与互联网技术的综合集成体系。下面就农业物联网技术在农业中的应用进行阐述。

2 物联网介绍以及物联网应用领域

2.1 物联网的发展历史

物联网是在计算机、互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

物联网概念被提出以后，迅速风靡全世界，已成为全球瞩目的关键词，被业界广泛认为是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。物联网所要实现的就是物与物之间的互联、共享、互通。众所周知，互联网开端于美国军方在美国西南部几所高校之间构建的信息传递网络，从而实现了人与人之间的即时沟通和即时数据共享，而物联网要实现的是物与物之间的的信息互联，而人可以在这一网络中对信息进行整合，乃至远程控制。

2.2 物联网在农业中的应用领域

农业领域实现物联网一方面是物联网技术逐渐成熟的标志，另一方面也是农业未来发展前景的需要。因为农业生产正在进入精细农业阶段，精确农业(Precision Agriculture)是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。通过物联网和精细农业相结合，农业生产可实现以下三大系统。

（1）精确农业物联网监测平台.研究智能农业大棚中的物联网技术，建立无线网络监控平台。结合农业领域专用系列传感器对农产品生长环境中的温湿度、PH值、光照以及土壤养分等数据进行采集和传输。

（2）精准农业的数字化管理系统。数字化管理技术主要研究温度、化学等多种传感器对农产品的生长过程全程监控和数据化管理；结合RFID电子标签在培育、生产、质检、运输等过程中，进行可识别的实时数据存储和管理，实现农业生产的标准化、网络化、数字化。

（3）物联网感应的智能农业灌溉系统。通过采用高精度土壤温湿度传感器，依据土壤墒情和作物用水次第施行精准灌溉，不但能有效处置农业灌溉用水使用率低的疑问，缓解水资源日趋紧张的矛盾，并且还为作物提供了更好的生长环境，充沛发扬现有节水配备的作用，优化调度，提高效益，使灌溉愈加迷信、简约，提高维护水平。

3 物联网在我国农业机械化中的应用

3.1 智能农业机械中物联网技术的应用

物联网的关键技术之一就是在不同的物体上安装传感器和其他控制系统。将这一技术应用于农业机械上就可以实现让土地说话，通过及时收集和掌握作物生长的一些重要参数，如土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度、光照强度、气压和CO2浓度等，可以摸索出植物生长对温度、湿度、光、土壤的需求规律，提供精准的科研实验数据。通过智能分析与智能控制，农业机械能及时做出决策，精确地满足植物生长对环境各项指标的要求，达到增产增收的目的，提高农业生产效率的效果。澳大利亚已经将物联网运用于农业机械，推出一种能识别莠草的喷雾器。这种喷雾器在田野移动时，能借助专门的电子传感器来识别莠草，发现莠草时才喷出除莠剂，从而大大节约了花费的除莠剂，减轻了对环境的污染。浙江工业大学也成功利用传感器网络监测大田及温室土壤温湿度及建立节水灌溉系统，随时精确获取作物需水信息，为精量灌溉提供科学依据。可见，如果综合应用信息技术、先进加工工艺于农机产品上，实现物联网系统与农机产品的有机结合,将提高产品的质量和性能，更好地实现精确作业。

3.2 节水灌溉机械中土壤墒情监测的应用

在气候智能型农业领域的应用前景。2010年上半年,我国的极端气候日益增多。年初,西南五省特大旱灾，7月中下旬，我国南北诸多地区接连遭受洪涝灾害。有农业专家指出：农业是对气候条件依赖性很高且生产周期较长的产业，面对这些极端气候现象，必然会给脆弱的农业产业带来严重危害。利用物联网的感应器技术原理,可以在该领域实现信息的实时监测，提高农业对洪水和干旱等破坏性自然灾害的抵御能力,加强对农业的管理，降低气候灾害对农业社区的危害程度,同时建立农业机械化应急体系来帮助农民应对气候变化。如在农业的水利水位上安装水位测定感应器,可以实现对水位数据的识别、采集和处理。

3.3 农业机械管理和修理中物联网技术的应用

在农机化区划与农机4S中的应用前景。农机4S体系是一种以整机销售、零配件、售后服务、信息反馈四位一体为核心的农机特许经营模式。对于这种新型的“一条龙”农机经营服务模式,物联网技术的应用可以在运输、销售、使用和回收等其他环节实现产品的定位追踪。改进农机销售商的库存管理,实现快速供货、适时补货,并最大限度地减少储存成本,提高效率,减少出错。即使在农机作业过程中出现问题,也可以准确地定位,做出及时的补救,使损失尽可能降到最低。这就大大提高了农机供应商送货的可靠性和效率,大幅度提升了对农机用户的服务水平、档次、效能和质量。另外,对不合格的产品也可以实现及时召回,降低产品退货率,提高了自己的服务水平,同时也提高了消费者对产品的信赖度。

如果把农业机械比喻是一辆汽车的话，那么物联网技术就犹如是汽车的导航系统和刹车系统，它对农业机械的使用提供前期的农业信息以及指导，提点制定农业机械使用计划。同时它能够实时反馈农业基本数据的变化，对于农业机械的运用进行修正。可以说，物联网技术和农业机械的有机、紧密结合，将大大推动农业现代化的进程。

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