物联网技术在“智慧农业”中的应用及模式探研

王丙刚

(北京华麒通信科技有限公司)

1 智慧农业发展的现状

现在网络已经不是城市的专属，村村有网络，村村有线电视入户，户户有电话，基本上实现了互联网普及。这也为将物联网技术引入我国广袤的农业中的提供了基础。异于传统农业主要依靠人力和经验的耕作方式，智慧农业是我国农业发展的一个新方向，智慧农业的途径是收集和整理农业生产过程中的宝贵经验，并且通过物联网技术对信息进行分析、整合、共享，极大地提高农业生产效率，促进农业现代化发展。2013年，天津、上海和安徽这3个省市被国家农业部列为农业物联网技术试点地区，迄今为止全国已有8个省市在农业领域先后启动实施农业物联网区域试验工程，通过物联网技术对农田和水利水电等资源进行合理的分析和分配，记录从种植到收获到销售整个流程的信息，促使农业生产效率达到最大化，最终达到提高生产效率、解放生产力、推动农业增效、农民增收以及农业产业化发展。

2 物联网技术在“智慧农业”的应用

随着社会的发展、高科技网络技术的应用，在现代农业中智能感知芯片等物联网技术的应用逐步拓宽。通过利用物联网技术中大量传感器节点构成的监测网络采集信息可以帮助农民及时发现问题，并且精准定位出现问题的位置，将生产模式逐渐地从依赖于孤立机械以人力为中心向以信息为中心转变，在生产过程中大量利用自动化、智能化、远程控制的生产设备。

2.1 物联网技术在节水灌溉中的应用

农业的发展离不开水资源，我国南北水资源分布不均并在总体上逐步呈现匮乏状态。在满足农业灌溉基本应用标准的同时节约水资源就需要技术工作者运用最先进的技术手段研究出更加合理的灌溉方式。实践证明将物联网技术应用于农业灌溉的节水效果明显优于传统灌溉方式。通过物联网技术系统有效的操作控制全程实现农业自动化灌溉。系统内部包括总控室、集中控制室、水泵、电气控制柜。整个控制系统运行流程为以下四个环节，第一环节为收集整理信息，工作人员利用物联网技术通过传感器采集土壤的湿度、温度、光照强度、CO2浓度等基本信息，了解作业区域的土壤和水资源总体状况；第二环节为分析加工信息技术系统自动将收集到的信息进行智能化分析处理，对信息进行高效整合；第三环节为实践指导，根据整合后的信息确定出具体的灌溉量、灌溉方法并及时的控制相关的智能灌溉设备的驱动，对农作物进行精细化、智能化的灌溉；最后为信息回馈，物联网系统对整个灌溉区域和所有灌溉节点的数据进行综合比对，作业人员根据分析结果对灌溉数据进行更正，从而确保灌溉的准确与高效。利用物联网技术制定出具体的用水计划，保存灌溉的进度，对实现高效、低耗、多功能科学化管理的农业灌溉节水平台有十分重要的意义和较高的实用性价值。

2.2 物联网技术在禽畜养殖化管理中的应用

目前水产养殖、家禽养殖等行业内物联网技术已经得到广泛应用。在使用过程中可以利用物联网系统中的传感器采集和处理禽畜的个体体征、进食量、生长周期等数据，设置一个符合禽畜生长的最佳条件，实现智能化自动喂养。还可以利用对禽畜的体温、行为特征等数据进行实时监测、分析，精细化管理禽畜个体生理信息，预防禽畜疾病或疫情并及时采取防治措施，避免重大经济损失。

2.3 物联网技术在质量安全追溯中的应用

利用物联网技术追溯质量安全是非常准确高效的。整个食品安全追溯系统包括信息的收集、传输、查询，高水平的技术体系在食品安全追溯中应用广泛。在信息收集过程中农业工作人员将所辖生产基地划分成多个配备相应的电子标签或者条码的编码版块，记录每次的施肥、除草、浇水环节，在生产环节中每个产品也都具有对应的条码或者电子标签，利用操作终端实现数据的快速收集和整理，不仅保证收集数据的准确性而且可以避免消耗过多的人力物力。IC卡成为信息传播的中介，利用IC卡收集信息后，定期对IC卡中的资源进行收集处理，利用RFID技术实现信息的最终导入，将信息储存在生产基地的农业数据库，构建物联网数据平台。商家可以通过物联网查询流通在市场上农产品具体的追溯码，制定出具体的产品标签追溯产品的生长、加工、销售等各个环节，消费者可以利用物联网对产品信息进行检索，实现全供应链质量追溯可查 。

2.4 物联网技术在生产信息监测中的应用

长期以来传统农业发展过程中，主要靠人工监测得到有关耕地与农产品的信息，不但加大农业生产成本，获取的数据也有一定的偏差或者错误，不利于我国农业生产的稳定发展。利用物联网技术可以及时获取准确的农业生产环境信息。及时、准确地获取农业生产信息监测中所包含的温度、PH值、湿度等重要的技术指标，有力地确保了生产环境信息采集的有效性。例如远程监控系统的构建，实现了对作物生长状况实时监测和集中管理，并通过数据库设置的方式加强了对作物生长环境的控制，为农作物增产及加快农业发展速度提供了有力地保障。

2.5 物联网技术在虚拟农业 中的应用

虚拟农业是物联网技术在智慧农业应用中的一大体现。虚拟现实（VR）技术可以创建一个具有身临其境的环境感，虚拟农业通过VR技术直接演示出农作物的病害状况、生长状况、遭受自然灾害状况等。农业技术员可以在虚拟的状态下进行实验，避免种植、养殖等过程中消耗过多的精力和时间，降低农业附加消耗，极大地促进农业发展与进步。

3 物联网技术在智慧农业中应用的模式探研

3.1 提高物联网信息感知与识别技术

加大信息感知与识别技术在农作物生长、水产养殖、禽畜养殖、资源环境等方面的应用。技术人员要根据农业各方面的应用反馈对技术缺陷进行分析研究提出有效措施予以改正以达到提高物联网技术信息感知技术与识别技术的目的。

3.2 加强物联网信息传输和自组网络技术

通过全方位加强构造自组网络，重数据的积累与分析，以减少数据传输信号的遗失。分析电磁波在空气界面、土壤之间的传输规律，开发出、扩展性好、操作简便、适用于当地生产实际的物联网管理软件，找出不同环境下最合宜的传感网络节点位置，建立综合有效的网络系统。

3.3 提升物联网云端计算技术

不断开发新的、有效的技术以提高物联网多种信息融合技术。云端计算和云平台可以随时进行信息的存储和获取。物联网的云端计算技术可以根据所收集农作物的产品价格、国家政策、气候变化等数据，为农业生产提供正确、科学、有效的建议。因此不断提升云计算的编程模式和数据管理尤为重要。

4 结语

物联网是世界四大未来技术产业之一，在智慧农业中应用物联网技术是衡量一个国家未来农业发展水平的重要标志，也是现代农业发展的需要。物联网技术与智慧农业相结合实现农业生产的科学化、机械化、智能化、精准化和规范化，为从事农业人员创造更好的经济效益。将物联网技术应用在农业信息化中极大地促进了农业发展，为农业生产提供了依据和指导信息。从宏观的层面讲物联网技术促使农业信息化的全面、实时发展，为现代化信息农业发展提供强有力的保障。