物联网技术及其在农业上的应用

邹潇然

摘要：物联网技术的应用已经在世界上掀起信息产业浪潮，以网络协议以及信息传感设备为主要介质，建立互联网与物品间的联系，实现信息的交换、储存以及通信等功能。本文对物联网技术及其在农业上的应用进行分析，以供参考。

关键词：物联网技术;农业;应用

引言

随着计算机、物联网技术、嵌入式系统技术的发展，目前，物联网技术和嵌入式系统技术已得到广泛应用。将物联网技术和农业相结合，是提高农业生产效率、加快推进农业信息化的必然选择。

1农业物联网的概念

农业互联网是指将物联网技术和设备应用于农业生产的各环节中，构建一个覆盖农业生产中“万事万物”的网络，借助这些网络信息技术与设备实现对农业生产基础信息的收集、传输、处理和应用，由此形成的完善的信息处理体系。与物联网一样，农业物联网同样可以被划分为三个层次，分别为感知层、网络层和应用层。感知层一般由RFID技术、电磁感应传感器、卫星遥感系统、光谱传感器、红外传感器、GNSS传感器、霍尔特传感器等各类传感器、射频识别设备和网关构成，主要用于采集和获取农作物生长所需的阳光、温度、湿度、土壤、空气、肥力、农药等生长环境数据，以及畜牧业实时生长情况、健康状态、饲料消耗、抗生素使用等管理相关的属性状态信息，从而生成动态空间信息系统，以实现对农牧生长状态进行实时感知和精准监测;网络层主要由Internet、Ethernet、ZigBee、GPRS、CDMA、5G等互联网、通信网、云计算体系以及网络管理系统构成，主要功能是传递和处理感知层获取的数据;应用层主要包括物联数据搜索引擎、智慧种植、环境监测、资源检测、设备智能诊断管理、农产品流通管理、农产品溯源等多种应用系统，作为物与物、物与人之间的接口，根据行业需求完成传递层所传输数据的研究与分析，选择最优策略和先进的过程控制，最大限度实现物联网的智能应用。

2物联网智能农业技术原理

物联网技术应用在智能农业系统中，其技术原理为：在农业大棚或农作物生长区安装智能传感器设备和一体化智能控制系统，通过这些传感设备，按照约定的协议，可以将农业环境与网络相连接。基于Wi-Fi技术、RFID技术和传感网技术的发展，对传感器采集的信息进行数据分析，智能化地控制农作物生长环境，以达到最适宜农作物生长的条件。Wi-Fi技术可以将各种传感设备连接到局域网，实现无线网络传输;RFID技术在整个系统中通过对接收频率信号进行数据分析处理，然后传输到后台和云端，实现对数据信息的控制;传感网是物联网的核心技术，主要用于进行信息交换和传输，且具有数据存储功能。

3物联网主要技术

3.1传感网技术

集成传感器属于传感网技术的核心内容，是集中采集信息、分析處理以及传输的重要技术。该技术的应用通信部件与数据处理部件均为随机分布，二者形成良好的传感网网络结构。传感网中的节点数量很多，加之网络环境相当复杂，各个部件都具有良好的适应能力。虽然信息传输的能力不强，且信号之间也互相干扰，但是各个节点上传输的数据较少，因而影响并不大。此外，节点分布密集，且无法随机分布，因此各个节点上的部件或多或少也有储存能量的功能。总之，这一技术的应用有利于实现物体间的连接，是信息传输与交换的重要技术，也是重要的核心技术。

3.2无线网络技术

无线网络技术便是人们日产生活与工作中最常用的wifi技术，其使用方式是连接网络以及电子设备，使人们在使用电子设备的过程中可以使用无线网络进行上网操作，从而实现对信息以及数据的网络传播。物联网技术在智慧农业中进行应用的过程中，使用最为广泛的便是无线网络技术，在智慧农业的应用过程中可将农业生产信息进行传输以及感知。一些传感器以及电子设备在农业生产的过程中进行信息搜集以及信息识别都需要依赖无线网络技术，因此无线网络技术是发展智慧农业以及应用物联网技术的基础。

3.3智慧农业中的物联网架构

大多数情况下，在智慧农业中构建的物联网框架可分为物联网应用层、物联网网络层以及物联网感知层。首先，物联网感知层包含视频监控设备、RFID设备以及传感器等数据信息收集设备，可将收集到的信息通过CAN节点以及ZigBee节点等通讯设备传输到物联网智能网关中，从而实现对农田数据的实时收集。与此同时，上层应用系统所发放的控制命令可传送至电器控制设备中，从而实现远程智能灌溉等操作。其次，物联网网络层通过CDMA、WLAN、5G以及LAN等技术进行结合，可将上层控制命令传输至农田现场中，从而实现数据信息的交互。第三，物联网应用层包含农业疾病治理、农业疾病识别、农业生产过程管理以及农业生产环境管理等内容，这些应用系统可实现对农业庞大数据的处理以及分析，从而对农田生产现场开展智能化管理与控制。

4物联网技术在农业区域的应用

4.1创新农业物联网应用模式及运行机制

农业物联网是一种现代化的农业技术，其具有不可替代的价值，政府部门要加大这方面的投资力度，创新运行机制，探索可持续的应用模式。积极鼓励高等院校、科研单位以及相关生产单位融入农业物联网建设中，创建以政府为主导的多方参与形式，以市场运作为手段、合作共赢为最终目标的现代化农业物联网运行模式。这一技术的保障要遵循“因地制宜”的原则，以实际需要为基础，与各个领域开展针对性的规模化应用。通过强化整合互联网中的感知与应用技术，建设行之有效的示范项目，为开发与推广物联网技术的发展起到良好的推动作用，促进农业物联网的发展。

4.2智能节水灌溉

世界上淡水资源将日益短缺，淡水资源的短缺给粮食供应以及农业发展带来很大的威胁，因此必须要推广节水灌溉技术。智能节水灌溉主要是应用田间布设的设备达到监测土壤信息或者农作物成长信息的目的，将监测数据传输到首部控制中心，应用相关系统进行分析与决策，给终端发出相关的灌溉管理命令。具体的工作原理是应用各种传感器监测农作物、土壤等数据，之后通过墒情信息采集站将检测到的数据传输到中央控制系统，分析软件中汇集的数值，比如在比较补偿点、含水量以及灌溉饱和点之后确定是否应停止灌溉或灌水，之后应用中央控制系统将开启或关闭阀门的信号传输到阀门控制系统中，最后控制阀门开关，从而节约水资源。

5发展方向

集成化发展，农业害虫自动化测报是农业智能化的一部分，用于农业害虫测报的物联网系统和其他农业物联网系统的异构整合可以促进农业生产、管理、控制的一体化、集成化，从而进一步推动农业现代化的发展。

结束语

近年来，由于我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提供，高新技术的使用使得各行各业都得到了快速发展。现如今，我国农业正在由传统的农业作业方式转变为现代化农业作业方式，而智慧农业便是现代化农业的主要发展方向。

参考文献

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[2]张越杰.基于物联网智慧农业信息平台建设精准监测与智能控制系统的研究[D].曲阜师范大学，2017.

[3]郑纪业，农业物联网体系结构与应用领域研究进展[J].中国农业科学，2017，50（04）：657-668.