大数据在农业物联网中的应用研究

高嘉伟，夏磊

（山西农业大学，山西 晋中 030800）

0 引言

农业发展已经进入了互联网信息化发展新阶段，传统的人工形式的农作物生长监控和支持手段，已经满足不了现代农业产业化、现代化的生产需求，面对大规模的农业生产，科技力量不可或缺。物联网的出现，为农业现代化提供了更加高效、精准、实时和可供搜集整理的数据模板，可以通过信息数据为农业现代化提供更好的技术支持。

1 大数据概述

当代社会，大数据是指利用计算机和对应工具设备作为信息采集的硬件支持和抓手，对某个领域的数据进行有条件的定向采集、传输、分析和使用等，通过数据进行某个领域内操作的支持。通过大数据的信息采集，可对数据做好高效的模拟并构建出数据模型，并通过各种数据资源的模拟输出，建立起最高效的运作模式，从而指导该领域的业务发展[1]。

2 大数据在农业物联网中的应用情况

2.1 实际应用情况概述

物联网在我国生产经营领域已经得到广泛的应用，但在农业应用领域尚处于使用的初级阶段。这主要体现在应用物联网的农业领域不够普及，同时农业产业链相关人群对于农业物联网的应用，尤其是普通农民，欠缺使用经验。因此在农业物联网发展的过程中，虽然用途广泛，也能更加积极地促进农业发展，但仍需进行相关方面的应用提升[2]。

2.2 大数据在农业物联网应用中的情况

大数据与农业物联网的使用，离不开信息与硬件设备和软件的支持。硬件方面，包含支持通讯使用的互联网、光纤等用来进行通信。同时，硬件还包含支持农业产业链发展的系列工具，如采集植物生长环境的计量工具、物流配送的扫码枪等等。软件方面包含支持农业特定产业发展的软件工具以及采集数据的标准设定、数据传输与统计、分析程序等等。这些都是支持农业物联网发展的重要技术和设备工具。大数据在传输后，可通过固定的电脑端进行分析，通过数据的统计与分析，提高农业定向支持与服务。例如通过农产品电商营销后台数据，分析目标客户的喜好，包含包装规格、产品大小、价格等内容，以利用数据进行商户、产业链条的系统改进，带动了整个农产品行业的发展。

3 大数据应用的不足之处

3.1 应用人才匮乏

大数据应用是一项系统工程，对农业产业链具有广泛而深远的影响。但在实际应用工程中，由于大数据是一项信息科技，对使用人员的要求相对较高，而农业领域相当多的人员缺乏与之匹配的技术水平。在数据技术发展中，由于大数据本身的特点，使得技术人员对大数据研究的难度较高，国内专门从事大数据开发研究的人员偏少，物联网技术的发展需要众多拥有信息技术的人才作为产业支撑，而从人才流向上来看，农业物联网领域的高科技人才数量远远少于商业流通、科技及第三产业的高科技人才数量，人才缺失严重，从而导致农业物联网的应用得不到更好的发展。针对于目前网络信息平台的发展来讲，农产品物流的数据收集分析不到位，影响产品的销售，进而降低农产品的销量[3]。

3.2 物联网基础设施建设不太全面

在国内农业物联网的大发展背景下，有些地区没有引入物联网技术，有关资料显示国内农业发展近70%地区没有普及通信技术，其他基础设施也没有得到落实。

3.3 技术交流不足，信息共享程度偏低

大数据集成需要进行开源的数据信息采集和集合，数据的不完善或数量缺乏都会导致难以形成信息集成去达到产业推动的目的。现今很多区域的农业物联网信息集成不够，数据共享数量低，由于竞争性特征和部分数据分散的特点，数据利用水平没有达到最理想的状态，进而使得物联网的数据分析实用性较差，相较于大数据共享，农业物联网的发展应用存在着显著的差距[4]。

3.4 在农业应用中尚属初始阶段不够普及

大数据在农业物联网的很多领域均具有可操作的空间，但现阶段的应用由于受应用人员的知识水平和观念限制、软硬件支持力度欠缺以及农产品本身的特点等因素影响，在推动农业发展过程中的应用比较有限。例如农业产品生产和运输天然具有更强的时效性，受外界气温、水分、气候变化等因素影响很大，况且对于农业产品的信息捕捉，尤其是生产方面的信息捕捉，在工具方面也是比较多样且采集复杂的。因此，大数据在农业物联网中的应用相对较少。从农业产品的生长直至运输、售卖的整个过程，由于受长期以来农业传统粗放型生产和管理观念的影响，物联网在数据搜集方面应用得较少，难以实现在其他高科技及其他非天然产品生产方面的应用优势[5]。

4 大数据在农业物联网中应用的措施研究

4.1 加大高等学校培养大数据技术人才的力度

当下国内物联网相关专业人才需求很大，对应的学校没有增加大数据专业的人才招收比例，这就导致物联网应用尤其在农业应用方面的人才更少，出现这种问题主要是由于大数据相关专业技术难度较大。因此，必须从国家层面为高校增加大数据技术人才的培养，以及在未来大数据技术人才的待遇与政策引导方面做好支持工作，使学校、社会、学生三方面达成共识，共同促进高校大数据技术人才的培养热情。

4.2 完善大数据物联网应用的基础设施建设

地方管理部分要充分支持当地信息化建设，提供更多的资金支持和大数据物联网资金支持，提高农村地区互联网建设力度，大力推动互联网的普及。让农民们都能够用上互联网，这样才会使互联网络农业快速发展。还要进一步加强对现有信息化硬件设施的投入以及大数据平台的投入，加强农业设施的建设，建立农业物联网系统，系统架构如图1所示，提高大数据的技术设施运行质量。

图1 农业物联网系统架构

4.3 由相应的技术机构领头，提升大数据的共享力度

大数据推动的农业物联网发展，必须依赖于足够数量的、精准有效的数据来源，由于数据信息搜集不全面，不充足的数据样本将无法形成有效的信息汇总，计算分析结果不太彻底，从而无法发挥出大数据的信息集成分析优势，无法对农业物联网运行提出有效的归纳和建议。因此，必须由相关技术机构进行技术支持，从数据收集源头、数据传输过程、到数据统计分析系统的构建，直至各个端口的有效连接等各个方面，做好信息共享的软硬件支持。真正实现信息沟通与数据共享，从而能够不断完善大数据技术，同时，也可以使得该行业部门带领农民建设一些农业运营平台，共同加强大数据信息共享力度。

4.4 增加大数据及农业物联网应用方面的政策支持

要加大农业物联网发展的投入，为大数据在农业物联网中的应用提供动力支持。通常来讲，需要国家政府机构和企业紧密联系，发挥大数据在农业物联网中应用的优势，针对应用薄弱环节，提出合理的改进措施，其中包含农业方面的人力投入，为薄弱环节的完善提供工作人才支持，保证了物联网稳健的发展。

4.5 增强大数据应用的平台建设

大数据应用平台的类型众多，但不可避免地需要构建完善的农产品信息发布系统，主要侧重于在农产品生产机构和物流机构、金融机构等各个机构的协同运作。通过业务链条，推动信息的流动，建立软件数据平台，如图2所示，保证大数据应用效果发挥到最大。该系统选择AES算法进行数据加密，AES算法是一种对称加密算法,密钥的分组长度固定,密钥的长度可以改变。它的密钥长度有128bit、192bit、256bit三种,对应10、12、14轮数。将发送的数据报文进行字节代换,通过一览表法构造一个16×16矩阵的S盒,进行8比特位的输入和输出映射。同时，农业物联网中的信息内容较多、类型也多，因而就要建立集成的农产品信息发布系统，这样有利于提高数据资源的利用效率，而且还能更快更充分地发挥数据信息的价值。

图2 软件架构

4.6 企业积极参与物联网中大数据的应用

产品的市场是围绕消费者的需求而形成的，伴随着社会公众产品的消费升级，市场更偏重于生产标准化。维护农产品品牌，增强配送时效性，提供更加新鲜、便捷的高性价比产品，这些都离不开大数据技术的应用。农业物联网中很多企业都参与到了大数据的应用中，采取科学的网络系统，来发布农产品信息及发布产品的供需状况、价格走势，引入大数据技术为客户提供了更多消费需求的信息，并且帮助客户对产品进行了科学筛选。企业也可以借助消费者信息来进行科学的甄别筛选，选择出科学的发展规划。

4.7 强化农业物联网相关人才培养

农业物联网想要发展，首先必须正视农业物联网与其他领域物联网发展的本质区别，并重视城乡经济水平之间的差异性。在此基础上，做好与农业相关的物联网技术人才培养。这部分人才的培养，一方面要具备实施物联网信息技术的能力，还要对农业生产具有一定的认识，以指导农业物联网设计应用。这部分人才的培养，可以通过信息技术类高校、农业高校信息技术专业以及农村职业教育几个方面入手，加大农村各类技术人才包含种植人员的相关知识和技能培训。此外，可以通过福利待遇鼓励和吸引农业物联网人才到农村扎根，促进农业物联网的长效发展。

5 结语

信息时代大数据为农业的发展提供了信息技术支持，保证了农业物联网的发展，但是农业物联网相对于其他产业物联网的发展仍相对落后，需要从管理机构、技术扶持机构、高校、社会企业等几方面提供政策及技术、人才、方案支持，形成几方面的合力，以不断提高农村物联网基础设施构建和关键人才的吸引，促进大数据在农业物联网中的应用。