物联网在农业病虫灾害中的应用分析

顾正亚

随着全球经济一体化与信息技术的快速发展，我国有关于物联网方面的研究与开发也更为重视，物联网也在全球范围内掀起科技与经济的浪潮，应用也逐渐向着市场化快速发展，且应用前景十分广泛，在农业中同样有着关键应用。农作物病虫害是对农业生产构成危害影响的一種自然灾害，灾害情况较为严重时，会导致农作物出现大幅减产，品质无法得到保证，同样对国民经济发展与人们生活和身体健康造成不利影响。所以，应重视对物联网在农业生产中的科学应用，建立设置拥有传感器功能的监测节点的监测系统，实现对农业病虫灾害的科学检测，为农业生产提供可靠保障。

一、物联网概述

物联网，利用无线射频识别与全球定位系统以及传感器等各类先进设备，利用无线网络实现对信息的交换以及通信，从而完成智能化识别与定位，并采取有效监控以及科学管理的综合网络。物联网完成物物彼此之间有效通信期间，对传感器、半导体与通信网络以及计算机等技术加以充分有效融合。基于产业以及用户角度等不同技术层面分析。核心主要为“物物互联”，利用先进科学的传感技术以及网络通信，被称之为物联网。基于技术层面分析，同样可以称之为传感网。

二、物联网在农业监测中的结构体系

物联网位于农业病虫灾害信息检测系统之中，通过将传感器嵌入至采取监测与信息采集的区域或是物体之中，以拥有传感、信号处理功能的无线信息采集节点与汇聚节点，对数据信息上传至网关，并通过网络或卫星等同监控中心保护通信，从而完成对病虫灾害信息的有效监测与准确采集。所以，监测系统务必对节点设计与选择予以充分关注。基于系统总体结构而言，可划分为如下：网络感知节点设计、数据智能化处理与监测信息采集以及传感技术和无线通信技术。此系统主要构成涵盖传感信息节点、互联网与监控软硬件系统和通信系统、信息服务终端等。

1、无线传感信息节点结构及能耗特性

无线传感信息节点属于监测网络十分关键的构成，涵盖数据采集、数据处理和无线通信与电源模块，以此完成数据信息的采集处理与传输。

各传感信息阶段，其各模块能源特性存在相应的区别和差异，无线通信模块能源相对较大。因为此节点是通过能量有限的电池进行供电，节点数目较多，且分布较广，无法以更换电池的方式延长网络生命周期。所以，建立网络系统期间，应将节点能耗予以充分考虑，运用合理的优化节能策略。

为使各传感节点能源得以有效减小，首先，系统节点设计期间，对无线通信模块结构进行优化，使网络生命周期得以有效延长。其次，运用低能耗动态功率管理技术，以此使空闲节点的处理器与各组件能耗得以有效降低。

2、系统基本网络构架

对于农业病虫灾害体系的研究，提出一种基于传感器、GPS等技术的监测系统。此系统可划分成三个网络层，即网络感知层与监测数据传输网络层以及数据终端处理层。

关于网络感知层，传感信息接地分布位于被监测区域各角落位置，可以自组织方式形成相应的网络。传感节点定时对监测区域采取有害病虫数量的全面检查，并对采集获取的信息数据采取初步处理，并传送至汇聚节点，并通过汇聚节点运用外部网络，对信息数据传送至网关。

关于检测数据传输网络层，其功能主要为对汇聚节点传输的数据信息，利用通信网络，如Internet、移动通信网络或是卫星等，接入至物联通信网络，基于路由协议以及网络安全协议，对数据信息有效传输至控制中心。

关于数据终端处理层，其属于无线通信网络层传输信息数据的终端，即计算机系统。此系统监测中心对收集获取的信息数据采取科学处理，并提供给终端用户。这时，用户可通过“云计算”对信息数据采取精确处理，并对农业病虫灾害情况进行仔细分析，以此做出相应的决策。

3、害虫监测技术

因为此系统内部存在的信息节点是通过不同害虫检测传感器共同构成，所以监测技术也同节点存在紧密联系。传统害虫监测的方法是基于昆虫之间化学通讯以及物理反应为基础，以性诱剂以及黑光灯应用较多。不过，此种方法存在相应的问题和不足，如费时费力、害虫数据质量不足等，为使此类问题得以有效解决，基于对害虫群密度获取方式，对传统监测技术加以充分结合，运用现代信息技术，对各类害虫进行自动监测与计数，可运用传感器技术与遥感技术或是计算机视觉技术以及雷达技术、声音信号技术等。

三、物联网中的安全策略

农业病虫灾害监测系统之中，数据传输属于非常关键的一环，由于数据信息传输期间较易遭到攻击、数据冲突，或是被篡改以及重发等情况，所以确保数据信息安全性以及可靠性也成为需引起重点关注的问题。

四、监测系统中应注意的问题

检测系统若想更加实用，且全面推广普及，应对如下方面加以重点考虑。第一，可靠性。因为农业区域范围较广，且条件环境较为复杂多变，若想对几次恩区域病虫灾害采取有效监测，不但需对硬件设备采取重点考虑，同样需对系统的稳定性与可靠性加以充分考虑，从而获取可靠信息数据。第二，经济性，针对当前病虫灾害信息监测情况分析，应对此方面加以重点关注和深入研究，需对系统的经济性予以充分考虑，有利于系统的全面普及推广与应用。

（作者单位：223331江苏省淮安市淮阴区渔沟镇农业技术综合服务站）