物联网技术在智能农业中的运用初探

卢建勤 赵彦鸿

摘要：我国作为农业基础大国，将物联网技术和农业传统产业结合起来，形成了一种新型的智能农业。智能化作为未来产业发展趋势，助力农业发展，不仅可以提高农副产品的生产效率，在推动农业产业化结构性改革方面也起到很大作用。物联网作为新兴产业技术，精准管控农业生产环节中的各个指标，发挥土地、水分、营养等生产资源的精准监测，通过信息化指导对资源进行优化，物联网与农业技术的结合，能够使传统的农业真正实现智能化运作，在一定程度上推动了我国农业的产业化发展。该文就互联网技术在智能农业中的运用展开了探索。

关键词：物联网技术;智能农业;应用策略

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）15-0123-02

古代中国农业的发展常受气候、地形等自然因素的影响，造成生产不稳定，农业产量低。伴随着科技的发展，物联网的应用越来越广泛，出现了一种新的智能农业。互联网是一场新的技术革命，其起源与时代科技进步的潮流一致。将物联网技术与智能农业相结合是时代发展的必然趋势。物联网的出现为人类生活提供了一个公共信息平台，尤其是智能农业领域，也提高了农业发展的整体水平和质量、效益明显。

1 我国农业现状分析

近年来，随着农业科学技术服务平台和资源共享的建立，使我国农业逐渐迈入了智能化农业中，物联网技术也贯穿了农业的各个环节，是实现科学种植生产的重要途径，也是推动我国农业经济快速发展的必要手段[1]。广西作为国家重要的产业粮生产基地之一，农产值和出口量常年居于全国前列。农业的发展直接影响到了国民的生计，和社会的和谐发展，对全省乃至国家都有着重大的意义。广西之所以能取得如此优异的成绩，绝大部分归功于在种植和农产品加工方面，具备了一定的信息化基础，将互联网络延伸到了各村镇。

2 智能农业的应用分析

2.1 什么是智能农业

顾名思义，智能农业就是结合物理传感器等前端智能设备，对农作物生长的环境以及所需营养元素等一切作物生长要素进行实时采集，通过采集指标对生长要素进行监测和精准控制的一种新型农业发展模式。利用现代科技成果，结合计算机网络技术、视频通信技术、大数据技术、无线网络通信技术、人工智能专家知识系统，实现农业数据可视化、气象防灾预警、远程生产管理控制、生长要素精准监测调整等自动化信息管理。智能农业作为新兴农业发展技术，在大数据和物联网的技术支撑下，结合智能感知系统的信息实时采集，通过人工智能以及所储备的知识系统做智能化指导，对农作物生产进行可视化管理和智能化精准种植。总而言之，智能化农业就是将传统农业生产方式，通过新兴物联网技术实现智能化管理的一种产业发展新模式，使传统农业的生产具有可控性、预判性、精准性和可靠性。

2.2 智能农业系统技术实现

智能农业系统总体架构可分为四部分：高清视频摄像头组成的视频信息采集部分、无线传感器组成的传感信息采集部分、无线通信网络组成的远程指令控制部分以及人工智能和大数据计算组成的专家智能分析部分。传感信息采集部分主要实现湿度、光照、温度、氧气、所需营养元素的信息采集传输。视频信息采集部分主要实现生产环境的现场实时视频环境的监测管理。远程指令控制部分实现指令远程控制，主要涉及湿度、光照、温度、氧气、肥料等元素的远程补充。专家智能分析部分主要是通过专家知识库里的科学种植模型，对当前环境下的农作物类型的生长模式进行研判指导，实现科学种植。智能农业大数据中心负责整体各个系统的协调处置以及数据运算存储等，结合天气预报系统和自然灾害预警系统，通过外部环境的智能预测，在精准化种植的基础上实现灾害预警，保证农产品能有效地预防不可控的自然灾害，从根本上改变传统农业发展历程中“靠天吃饭”的农业习惯。通过手机端和电脑端的可视化呈现，可以方便管理者更加及时地对农业生产过程进行人为干预和监测。智能灌溉、智能通风增氧设备、自动光照系统等前端控制系统，可以结合视频监控系统方便管理者进行相关设备的自动控制。生产环境和农作物生长状态的实时数据又能进一步辅助人工智能专家系统对后期的智能化研判提供数据支撑，通过种植数据建模等数据处理方式使智能农业的模式更加智能化和科学化。智能农业的可扩展性也较强，系统能够支持大容量的部署，可靠性较高、安全性较好，同时兼容性强和超准确性也保障了系统的良好通用性和靈活的计费方式[2]。

2.3 物联网在智能农业中的应用

在智能农业中应用物联网技术，通过温室内空气的浓度、温度、湿度等参数，利用相关传感器，可以为整个农业生产系统建立数据采集系统。运用该数据集成功能，可以实现与农业生产相关的各种机械设备的计算机化功能。农业数据传输是利用互联网信息，在不同构架条件下有效地整合网络。为无线网络提供支持，可有效地建立对接平台，使传输过程中的数据信息呈现出低能耗、高速度的特点。无线通信技术可以通过编写相关的数据协议，有效地集成到农业生产设备中，通过数据信息对设备进行准确定位。物联网在数据传输过程中，无线网络传输具有很高的稳定性。为整个智能农业数据化的传输提供了基础的保障。智能农业可以对各类信息进行有效甄别，依据信息正确地界定，发出相关的指令，为各类机械设备物理功能的实现提供了基准。物联网技术为智能农业的数据提供了储存和对接平台，通过传感器的实时采集信息对农作物的生长进行全周期的动态和监测和管理，根据农作物的生长状态，对生产环境中的湿度、光照、温度、氧气、肥料进行动态调整。系统内部在进行联动分析时，进一步描述了农作物在某一生长过程中的数据模型，并把这些数据传送给主系统，让专家了解农作物生长情况，并提供决策信息。另外，在数据处理方面，通过物联网的多传感器传输机制，对单一传感器所传送的信息进行有效整合与分配，尽量避免传输过程中单一数据的传输错误，实现综合数据分类指挥，保障智能农业运行[3]。

2.4 物联网技术在智能农业中应用存在的不足

新型智能农业发展模式借助物联网技术的广泛介入固然取得了可喜的成绩，但是同时相对发达国家的农业发展模式来说，还存在很大差距。首先，在全国农业发展的整体形势下，不能形成统一的信息化管理平台，由于各地农产品的种类和种植方式不同，加之信息化发展的不平衡，现有的智能化农业发展模式只是在局部具备大型农业发展的条件下进行了初步推广，面对偏远山区等不能形成可复制性覆盖。其次，由于经济发展的不平衡，在资金支持和科技支持方面，各地政府不能形成统一的农业发展规划，进一步限制了物联网技术模式下的智能农业发展趋势，整体上束缚了我国智能农业发展的整体布局，影响了包括物联网技术等前沿科技技术在农业中的智能应用。

2.5 物联网技术在智能农业中的具体表现

物联网技术的突飞猛进，结合传统农业发展形成的新型农业发展模式，经过多年来不断发展，我国在智能农业领域已经取得了一定的成效，目前物联网技术不仅是对农作物生长的基本环境实现了智能化应用，而且在水文监测、土壤质量监测和大气监测方面也有了很大进展，现代农业通过对区域内的水文监测可以促使管理者对周边的污染性企业进行监督，从根本环境上影响水质污染对农业的影响，通过土壤质量监测可以清晰地获得土壤肥力的衰减指标，及时对土壤盐碱化等影响农业生产的结果进行干预，改善土壤环境，提高产业质量[4]。大气监测不仅能改善农业生产环境，而且对畜牧业的发展也有一定的保护作用，总之，物联网技术对农业发展的影响不仅仅局限在现有的模式下，通过技术的不断普及和推广，相信未来的智能农业发展将形成更全面的發展格局。

2.6 推动农业信息化进程的建议和措施

智能农业的发展不仅需要物联网技术和前沿科学技术的深度应用，更需要国家层面的统一规划和政策指导。首先在农业发展的新模式下形成顶层设计、整体考虑、局部试点的建设模式，在科技发达和农业比重较大的区域进行统一规划，形成“以点带面”的发展格局，在农业发展比较落后的区域开展基础设施建设，通过“科技援农”的方式让优先发展起来的区域对落后区域进行“科技反哺”，同时国家加大资金和技术的投入支撑，最终形成“全国一盘棋”的整体农业发展态势。其次，在规范和政策层面，形成标准的技术统一规范、建设示范基地和统一的信息化管理平台，实现全国智能农业联网系统，实现数据共享。最后提高农业技术人才引进力度和管理水平，推广农业创新成果，建立完善的农林人才机制，借鉴国外先进农业发展技术，适时进行国外优秀技术的引进和学习，形成人才、资金、技术、政策多方面的投资格局，为实现我国智能农业现代化的最终目标打下牢固的基础[5]。

3 结束语

综上所述，物联网技术符合当前科技进步和时代发展的必然趋势。只有毫不动摇地坚持并实施国家有关智能农业和物联网技术方面的大政方针，将二者相互结合，才能使“三农”问题得到进一步解决。尽管两者结合的过程中存在着许多的问题和不足，但随着我国科技水平的不断发展，我国的智能农业发展必将取得更大进展。传统农业模式在经济发展新形势下的改革，必须借助物联网技术等前沿科技技术的发展，产业链的不断完善，农业创新成果的不断涌现，都将给我国农业的发展带来更多机会，进一步对推动人才就业，服务新农村建设形成有效合力，从而更快推动国家经济的供给侧结构性改革。物联网技术下形成的智能农业模式，将传统的机械设备与先进的物联技术整合，建立了智能化的信息传输系统，对于农作物的生产实现了动态化、可视化的管理，为农业管理人员提供了相对便利，也为农作物的生长创造出了更好的环境。总之，在智能农业发展的过程中，科技发展带动农业发展的新型发展模式是一个漫长的过程，不仅需要国家和人民共同的努力，也需要取长补短，借鉴发达国家的农业发展模式和技术，形成具有中国特色的现代化农业发展之路。

参考文献：

[1] 李晋瑶.物联网在现代农业中的应用研究[D].武汉：华中师范大学，2014.

[2] 申玉宏.物联网技术在智能农业中的应用研究[J].科技视界，2015（34）：137，154.

[3] 兰峰，钟志宏，杨眉，等.物联网技术在智慧农业中的应用与推广[J].农业工程技术，2016，36（15）：76-77.

[4] 刘静，邢丽.浅谈物联网技术在智能农业中的应用[J].职教研究，2014（2）：45-47，57.

[5] 高强，滕桂法.物联网技术在现代农业中的应用研究[J].安徽农业科学，2013，41（8）：3723-3724，3730.

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