基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)分析和挖掘

李 冰 田香玲

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基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)分析和挖掘

李 冰 田香玲

哈爾濱航天恒星數(shù)據(jù)系統(tǒng)科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028

先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上農(nóng)機(jī)作業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后在播種和收割基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)業(yè)作業(yè)數(shù)據(jù)分析和挖掘進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)機(jī)作業(yè)；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)挖掘

引言

最近幾年，我國(guó)農(nóng)業(yè)得到了快速發(fā)展，在農(nóng)業(yè)種植和生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備也逐漸優(yōu)化。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的作業(yè)效率直接影響我國(guó)整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水平，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，讓農(nóng)機(jī)作業(yè)更加高效與規(guī)范，推進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)機(jī)作業(yè)特點(diǎn)

當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型時(shí)期，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的需求逐漸提升[1]。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，農(nóng)機(jī)在作業(yè)過(guò)程中離不開對(duì)農(nóng)作物信息的獲取，同時(shí)還要對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，并且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行智能決策。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，農(nóng)機(jī)作業(yè)主要呈現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

一是智能化特點(diǎn)。通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將一些高新技術(shù)融入農(nóng)機(jī)化領(lǐng)域，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展。通過(guò)分析和挖掘各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑼寥篮娃r(nóng)作物的潛能充分發(fā)揮出來(lái)。

二是精準(zhǔn)化特點(diǎn)。隨著節(jié)約和環(huán)保等相關(guān)理念的融入，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的定位播種與秧苗養(yǎng)育是當(dāng)前農(nóng)業(yè)中的主要趨勢(shì)。通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)⒁恍└呖萍季珳?zhǔn)化的功能融入農(nóng)機(jī)作業(yè)中，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)更加精準(zhǔn)和有效。

三是大型化特征。我國(guó)土地呈現(xiàn)出集中和規(guī)?；奶攸c(diǎn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的大規(guī)模發(fā)展很有必要。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，農(nóng)機(jī)作業(yè)可以組成一個(gè)農(nóng)機(jī)聯(lián)盟結(jié)構(gòu)。農(nóng)機(jī)聯(lián)盟系統(tǒng)一方面能夠?qū)⒕€下的農(nóng)機(jī)和農(nóng)業(yè)種植方集中到線上平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和分析方面解決農(nóng)機(jī)的閑置問(wèn)題，為農(nóng)機(jī)擁有者提供增收途徑；另一方面能夠解決農(nóng)業(yè)種植方從播種到收割的農(nóng)機(jī)需求，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)的規(guī)模發(fā)展。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)可以將相關(guān)的設(shè)備裝置安裝到農(nóng)機(jī)上，如顯示終端、作業(yè)監(jiān)測(cè)傳感器、視頻攝像頭、北斗定位天線等信息化裝備。作業(yè)過(guò)程每3秒就能回傳一個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)際作業(yè)深度、軌跡、面積等數(shù)據(jù)都能夠傳輸保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，提高了農(nóng)機(jī)作業(yè)精準(zhǔn)化、信息化水平。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)分析和挖掘

通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械在作業(yè)時(shí)可以在數(shù)據(jù)分析和挖掘基礎(chǔ)上進(jìn)行更高效的運(yùn)作。農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種植過(guò)程中起到了關(guān)鍵的作用。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗對(duì)農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)檗r(nóng)機(jī)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料，使其在各個(gè)工作階段都能夠體現(xiàn)出高效的工作水平。

2.1 播種階段的數(shù)據(jù)分析和挖掘

與其他科學(xué)技術(shù)相比，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著自身獨(dú)有的特點(diǎn)與功能。通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠在不同物體上安裝相關(guān)的傳感器和控制系統(tǒng)。因此，將此項(xiàng)技術(shù)使用在農(nóng)業(yè)機(jī)械中能夠起到很好的效果。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用能夠讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的土地“說(shuō)話”，通過(guò)收集與掌握作物生長(zhǎng)過(guò)程中的一些重要參數(shù)，例如土壤濕度、pH值以及降水量等，能夠探索出植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)溫度、濕度以及光等物質(zhì)的需求，以此提供精準(zhǔn)的科研數(shù)據(jù)。

經(jīng)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，農(nóng)業(yè)機(jī)械就能夠在作業(yè)過(guò)程中做出正確的決策，滿足農(nóng)作物對(duì)環(huán)境各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)而提升作物的產(chǎn)量[2]。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下農(nóng)機(jī)是智能化的，很多農(nóng)機(jī)都裝置了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛以及計(jì)算設(shè)備，以此監(jiān)測(cè)與收集作業(yè)信息。目前我國(guó)很多地區(qū)都有了面積很大的農(nóng)田。在這種規(guī)模的農(nóng)田中，即便是相差兩三米遠(yuǎn)的土地，其土壤水分含量以及營(yíng)養(yǎng)情況都不同。因此，通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，農(nóng)機(jī)能夠依據(jù)事先設(shè)定好的路線工作，在數(shù)據(jù)挖掘和分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)施肥和灑藥的全自動(dòng)化，并且在GPS的記錄和顯示下把施肥區(qū)域和未施肥區(qū)域標(biāo)注出來(lái)。

傳統(tǒng)播種以人工為主，這種方式有著很大的局限性。通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠自動(dòng)監(jiān)控農(nóng)機(jī)的播種作業(yè)。在播種機(jī)上裝置自動(dòng)駕駛和GPS技術(shù)相關(guān)設(shè)備，能夠避免農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中導(dǎo)致的漏播情況，并且解決補(bǔ)播與二茬苗的問(wèn)題。除此之外，通過(guò)安裝和使用壓力傳感器與流量傳感器，能夠在監(jiān)控情況下分析和挖掘播種數(shù)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上提升播種的質(zhì)量和效率。

2.2 收割階段的數(shù)據(jù)分析和挖掘

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)[3]。在農(nóng)作物的收割中同樣可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。隨著農(nóng)業(yè)事業(yè)的不斷發(fā)展，聯(lián)合收割機(jī)的跨區(qū)域作業(yè)已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠建設(shè)一個(gè)共享的平臺(tái)，其中包含三個(gè)層次：第一個(gè)層次是信息收集，如聯(lián)合收割機(jī)身份認(rèn)證、位置信息數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，以及氣象作物、交通等相關(guān)方面的信息數(shù)據(jù)，其中信息數(shù)據(jù)收集的設(shè)備有Wi-Fi、電子條碼以及傳感器等。第二個(gè)層次是信息數(shù)據(jù)的處理和分析，如信息收集傳輸系統(tǒng)。第三個(gè)層次是信息發(fā)布，如各個(gè)區(qū)域收割的進(jìn)度、農(nóng)機(jī)分布情況等。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，使用GPS定位系統(tǒng)確定聯(lián)合收割機(jī)的位置，將視覺獲取裝置安裝在收割農(nóng)機(jī)上，以記錄行車道路以及收割作業(yè)。通過(guò)運(yùn)用RFID標(biāo)簽，能夠收集聯(lián)合收割機(jī)和控制端的信息。相關(guān)部門還能夠管理和監(jiān)控區(qū)域建設(shè)的農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)分析和挖掘信息數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)糧食收割的面積與產(chǎn)量，并且共享信息。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器也能夠起到十分關(guān)鍵的作用。通過(guò)使用傳感器，能夠檢測(cè)農(nóng)機(jī)設(shè)備行走距離的數(shù)據(jù)，以此讓實(shí)際收割面積測(cè)量更加精準(zhǔn)。在收割作業(yè)的過(guò)程中，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠把工作時(shí)間、面積以及收割日期等相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)為后續(xù)工作提供可靠參考。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)異軍突起，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)迎來(lái)了難得的歷史機(jī)遇和良好的發(fā)展環(huán)境。加快發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，能夠讓農(nóng)機(jī)作業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上更加高效。通過(guò)分析和挖掘各項(xiàng)數(shù)據(jù)，讓農(nóng)業(yè)發(fā)展更加現(xiàn)代化。

[1]謝留婉.農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].電子世界，2017（11）：123，125.

[2]任珺，曹發(fā)海.大數(shù)據(jù)在農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量管理中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)科技推廣，2016（10）：48-50.

[3]趙爽，霍強(qiáng).物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2015（15）：157.

Data Analysis and Mining of Agricultural Machinery Based on theInternet of Things

Li Bing Tian Xiangling

Harbin Space Star Data System Technology Co., Ltd., Heilongjiang Harbin 150028

Firstly, the paper analyzes the characteristics of agricultural machinery operation based on the Internet of Things, and then elaborates the agricultural operation data analysis and mining on the basis of sowing and harvesting.

Internet of Things; agricultural machinery operations; data analysis; data mining

TP391.4

A

1009-6434（2017）10-0018-02