物联网技术在现代设施农业中的使用模式分析

庞春辉

摘要：当前利用物联网技术，参与现代设施农业的建设是一种新兴趋势。本文旨在针对当前设施农业物联网具体情况来进行分析，同时对将来物联网在设施农业的发展进行探索展望。

关键词：物联网；设施农业；传感器

物联网与互联网、移动通信等一样，也是信息技术革命的产物之一。在我国，物联网的发展被国家高度重视，它作为“国家新型战略产业”之一，被写入到政府的工作报告中，与物联网关系密切的农业信息化道路已经被提上国家议程，同时得到很多人的大力支持与响应。农业是我国国民经济的主要支柱产业之一，其中设施农业具有投入大回报大，同时技术、劳动力及资金相对比较密集的产业之一，在某些方面引领了我国农业的发展方向。

一、物联网技术在设施农业应用概述

据统计，到二十一世纪第一个十年，我国的设施农业种植面积已经位居世界首位，达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来，大范围应用于设施农业，会使应用整个体系更加完善。与此同时，物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件，同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境，使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术，实现了技术上的突破，物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广，因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力，同时世界各国人们对其充满了期待，我国顺应时代潮流，提出了“感知中国”的战略，其重要性可见一斑。

把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去，实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理，对农业生产实现科学的组织与规范的管理，让动植物能够更好生长生产，实现产出最大化。如今，物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统，它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数（如温度、湿度、酸碱性等），在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心，同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策，然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构，触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复，实现目标。

二、物联网技术在设施农业中的应用

当前，在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面，设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用，可以让植物生长环境更好，可以全面感知家禽牲畜的生长状态，减少弊病。

下面就对其应用具体几个方面进行探讨：一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中，其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说，物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下，可以全方位的对农作物实时进行监控，依据监控所得数据进一步采取措施，使农作物在合适的环境下生长。 其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制， 同时还节约了各类资源，如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值，当阈值到达一定的界限之后，农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中，人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生，但是往往得到的效果也不尽如人意，同时大量时间、金钱付诸东流。

在设施农业中应用物联网技术，可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测，同时针对观察情况，科学及时地对发现的情况处理，对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时，还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同，在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。

三、物联网在设施农业应用中存在的问题

随着国家对物联网发展事业的重视，物联网产业持续升温，很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚，使得产品种类多种多样。在这个过程中，这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当，在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖，没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境，需要国家进行适度干预，从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力，根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术，因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及，所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场，这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展，其价格也逐渐走低，该技术取得了一定进步。综合上述两种现象，产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持，虽然目前物联网技术取得一定发展，但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭，首先是对关键技术（无线传输等）进行攻关，取得突破，再是对已经取得的技术成果（传感器等）进一步巩固完善。三、当前，我国农业物联网产业分布分散，没有统一的组织，没有明确的分工，这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发，造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台，围绕该平台，进行交流探讨，避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。

四、就物联网在设施农业发展中的设想

要想使设施农业实现投资少，环保节约的目的就要大力发展精确农业，这种农业类型以效益作为目标，是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来，并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资，同时加强农业管理水平，既保证能源消耗少，又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来，食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证，农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关，用传统的方式往往会消耗大量的人力物力，但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长，监测动植物生长环境的各个指标，真正保证食品安全，实现绿色无公害。当前，传感器应用和比较广泛，但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台，使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。

结语

物联网的应用可以使设施农业有一个大的飞跃。随着社会发展，人们对新的农业技术要求越来越迫切，同时也提出愈发多的高要求，加之国家对物联网的高度重视，使得物联网发展有着很好的发展前景。面对种种任务，我们才刚刚起步，前路漫漫，需要我们更加努力地进行探索研究。

参考文献

[1]周小波.基于物联网技术的设施农业在线测控系统设[J].太原科技大学学报，2011，32（3）：182-185.

[2] 王风云，朱建华，赵一民，等. 设施农业环境监控网络扩展[J].农业工程学报，2005，21（11）：168-170.

[3]姚世凤，冯春贵，贺园园，等.物联网在农业领域的应用[J]. 农机化研究，2011，（7）：190-193.

[4]赵霞，吴建强，杜永林，等.物联网在现代农业中的应用研究[J]. 农业网络信息，2011，（6）：7.endprint