基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控

盧佳祁 史 林

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控

盧佳祁 史 林

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

隨著當(dāng)前信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用了更多智能化系統(tǒng)。因此，簡(jiǎn)要概述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)而結(jié)合目前農(nóng)業(yè)大棚的實(shí)際發(fā)展，深入分析了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；農(nóng)業(yè)大棚；信息采集；監(jiān)控管理

引言

作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)業(yè)大棚是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，可以滿足當(dāng)前逐漸增長的農(nóng)產(chǎn)品需求。增添大棚數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此必須改變現(xiàn)有管理方式，提升大棚作物的產(chǎn)出效益?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控，正是農(nóng)業(yè)大棚管理的進(jìn)一步創(chuàng)新。大棚管理人員不用再親自參與任何事情，只需經(jīng)過系統(tǒng)網(wǎng)站與智能手機(jī)等，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)大棚的實(shí)時(shí)監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是一種國家戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。最近幾年發(fā)展非?？焖?，并且在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化領(lǐng)域中也得到了廣泛運(yùn)用。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理與服務(wù)過程中的實(shí)際運(yùn)用。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層與運(yùn)用層，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)信息的采集、傳輸與人機(jī)交互。物聯(lián)網(wǎng)的主要任務(wù)則是深入分析與處理相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過這些有效信息對(duì)人類的決策行為起到一定的輔助作用。

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用的技術(shù)有三種類型：第一，農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)，其中包含射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、電磁波探測(cè)技術(shù)（RS）、傳感器技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）。第二，農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)。其中包含地理信息系統(tǒng)（GIS）、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等。第三，農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)，其中包含智能控制技術(shù)（ICT）、決策支持系統(tǒng)（DSS）與專家診斷系統(tǒng)（ES）。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控，有助于農(nóng)技人員對(duì)大棚作物實(shí)行更加智能且高效的管理[1]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情信息采集與監(jiān)控

2.1 大棚環(huán)境智能監(jiān)控管理

在對(duì)農(nóng)業(yè)大棚進(jìn)行管理時(shí)，為了讓大棚內(nèi)的各種作物在最適宜的環(huán)境中生長，作為管理人員，就一定要準(zhǔn)確了解棚內(nèi)不同種植作物的各項(xiàng)生長環(huán)境因子指標(biāo)，同時(shí)科學(xué)、合理地采取對(duì)應(yīng)措施做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制。這一環(huán)節(jié)對(duì)于作物的生長十分重要。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要通過各種類型的傳感器滿足作物生長需求的環(huán)境因子采集信息，如光照強(qiáng)度、pH值與土壤溫濕度等諸多方面。把采集的信息經(jīng)過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器上，同時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)、歸類與統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而由管理軟件平臺(tái)的專家系統(tǒng)深入分析所采集的信息，并比較專家診斷系統(tǒng)模塊已經(jīng)預(yù)設(shè)好的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和目前環(huán)境參數(shù)，以此判斷其對(duì)于大棚作物的生長的利弊。針對(duì)不利的環(huán)境因素，需再次經(jīng)由知識(shí)庫分析比對(duì)，給出較為合理的建議對(duì)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)發(fā)送控制命令。結(jié)合GIS技術(shù)與GPS 技術(shù)遠(yuǎn)程調(diào)度大棚中的農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備，如通風(fēng)與采光設(shè)備等，自動(dòng)且精確地實(shí)施各項(xiàng)農(nóng)事作業(yè)，從而使大棚環(huán)境真正實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控管理[2]。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控管理

在最近幾年，我國頻繁發(fā)生食品安全問題，而且通常情況下，很難找到事故的真正原因。創(chuàng)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，能夠在發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品食用事故時(shí)，幫助其迅速且有效地追查導(dǎo)致問題發(fā)生的環(huán)節(jié)，并且可以在必要的情況下召回農(nóng)產(chǎn)品，從而減少損失，同時(shí)有針對(duì)性地予以相應(yīng)處罰，以此提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者自身的產(chǎn)品質(zhì)量與管理水平。此外，在加快促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體制建設(shè)的有關(guān)意見中，農(nóng)業(yè)部指出要提高智慧監(jiān)管能力，創(chuàng)建應(yīng)用信息數(shù)據(jù)說話、管理與決策的管理體系。追溯農(nóng)產(chǎn)品信息，應(yīng)利用RFID 與二維碼圖像識(shí)別等相關(guān)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步感知、傳輸、融合與處理農(nóng)產(chǎn)品“由農(nóng)田至餐桌”不同環(huán)節(jié)的有關(guān)信息，進(jìn)而使農(nóng)產(chǎn)品由生產(chǎn)至流通整個(gè)過程的監(jiān)控管理得以真正實(shí)現(xiàn)，這樣不僅能夠確保為消費(fèi)者提供更加優(yōu)質(zhì)安全的農(nóng)產(chǎn)品，而且對(duì)于監(jiān)管部門而言，也能夠?qū)⑵浔O(jiān)管職能更好地發(fā)揮出來。

2.3 大棚蟲情智能監(jiān)控管理

針對(duì)大棚作物來講，農(nóng)作物病蟲害是影響其健康生長的重要問題，因而對(duì)此進(jìn)行及時(shí)防治顯得很有必要。人們通常習(xí)慣使用噴灑農(nóng)藥來解決農(nóng)作物病蟲害問題。這種方式必將導(dǎo)致環(huán)境污染與土壤板結(jié)等各種生態(tài)問題。在信息感知與處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物理、生物技術(shù)相結(jié)合對(duì)農(nóng)作物病蟲害進(jìn)行防治的方式，不但可以解決農(nóng)藥造成的環(huán)境污染問題，而且還能夠節(jié)約成本，獲得較好的效果。性誘劑是使用物理機(jī)械誘殺農(nóng)作物病蟲害經(jīng)常見到的一種方法。這種方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)無公害誘捕殺蟲。但依然存在不能精確統(tǒng)計(jì)病蟲害數(shù)量，農(nóng)技人員不能準(zhǔn)確掌握病蟲害的分布特征等一系列問題。

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大棚內(nèi)創(chuàng)建智能蟲情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠通過高分辨率攝影錄制設(shè)備采集性誘劑捕獲的相關(guān)病蟲害信息。管理人員則可以通過智能管理平臺(tái)遠(yuǎn)程，在任意時(shí)間段發(fā)布拍照指令，同時(shí)也可以設(shè)置自動(dòng)拍照，每日定時(shí)把所拍攝的現(xiàn)場(chǎng)蟲情圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)測(cè)平臺(tái)。平臺(tái)則會(huì)按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)顯示出的信息自動(dòng)識(shí)別昆蟲種類，并區(qū)分類別統(tǒng)計(jì)數(shù)量，進(jìn)而形成蟲情數(shù)據(jù)庫，同時(shí)按照每天采集到的數(shù)據(jù)信息，實(shí)施預(yù)警監(jiān)控。這樣在有蟲情預(yù)警出現(xiàn)的時(shí)候，管理人員則可以調(diào)出數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的有關(guān)蟲情信息，按照信息數(shù)據(jù)將此制作成圖表，讓有關(guān)農(nóng)業(yè)專家可以更加直觀地做出遠(yuǎn)程診斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大棚蟲情的高效智能監(jiān)控管理[3]。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品需求迅速增長，國內(nèi)農(nóng)業(yè)大棚數(shù)量也隨之增加。不過在這過程中，很多農(nóng)業(yè)管理形式依然停滯于人工管理階段，所以在實(shí)際管理過程中存在很多問題。這些管理問題也在很大程度上影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。因此，根據(jù)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢(shì)，應(yīng)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集與監(jiān)控農(nóng)情信息，實(shí)施更加智能化的管理，確保農(nóng)作物在良好的環(huán)境下生長，從而大幅提升農(nóng)作物的質(zhì)量與生產(chǎn)效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]蔣新啟，魏志明，劉崢.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017（23）：44，46.

[2]王永濤，劉瀏，馮誠，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2015（8）：50-54.

[3]方曉航，朱幸輝，陳益能.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)信息智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2014，25（11）：69-70，154.

Agricultural Information Acquisition and Monitoring Based on IoT Technology

Lu Jiaqi Shi Lin

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

With the continuous development of information technology, more intelligent systems have been sprung up to be used in agricultural production. Therefore, the paper takes a brief overview of agricultural IoT technology, combines with the actual development of agricultural greenhouse at present, and then deeply analyzes the agricultural information acquisition and monitoring based on IoT technology.

Internet of Things technology; agricultural greenhouse; information collection; monitoring and management

TP274+.2；TN929.5

A

1009-6434（2017）10-0055-02