物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的價(jià)值及前景

曹旻罡 劉紅梅

【摘要】? ? 伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日益成熟，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中得到進(jìn)一步應(yīng)用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)中，可大大提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸及銷售帶來新的推動(dòng)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益。以下對(duì)物聯(lián)網(wǎng)簡單介紹，分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值，探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需解決的問題，最終對(duì)物聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展前景闡述，為更好的將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)中奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】? ? 物聯(lián)網(wǎng)? ? 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)? ? 發(fā)展? ? 價(jià)值

引言：

物聯(lián)網(wǎng)屬于以計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型信息產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的“物物相連”通過射頻識(shí)別、無線傳感器等，將物品和互聯(lián)網(wǎng)相互連接起來，實(shí)現(xiàn)信息識(shí)別、信息交互及通訊[1]。物聯(lián)網(wǎng)深入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，大大改善了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，使工作效率及質(zhì)量得到新的發(fā)展。與此同時(shí)，人們高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用[2]。當(dāng)下，必須強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，采取多種措施，體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之于農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

一、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)主要作用為感知，在人、物之間構(gòu)建聯(lián)系，圍繞互聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)，得到外界多元化數(shù)據(jù)信息，在以移動(dòng)通信的方式傳遞、交互，圍繞智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息、數(shù)據(jù)分析，以此提高感知能力[3]。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)將新的IT技術(shù)融入到各行業(yè)中，如感應(yīng)器在地鐵、隧道、水利水電工程、民航監(jiān)控及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將物理系統(tǒng)和人的社會(huì)整合起來，調(diào)整人與自然的狀態(tài)，降低社會(huì)發(fā)展所造成的資源浪費(fèi)，發(fā)揮資源最大化價(jià)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力水平的綜合提高。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值

我國屬于人口大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展地域?qū)拸V，同時(shí)自然災(zāi)害發(fā)生頻率較高，各地氣候變化各不相同[4]。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，則可以有效改善目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)的問題。可以從農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求入手，分析如何提高農(nóng)業(yè)采集信息時(shí)效性、 提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、養(yǎng)殖業(yè)數(shù)據(jù)信息綜合處理水平。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要集中在以下工作中：如作物灌溉監(jiān)控、牲畜生長環(huán)境監(jiān)控、土壤氣候變化分析、濕度及風(fēng)力等參數(shù)收集、土壤pH非等。將多種影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的信息高度整合起來，將得到的內(nèi)容科學(xué)分析，為農(nóng)民減災(zāi)抗災(zāi)、實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提高國家綜合農(nóng)業(yè)效益。

2.1圍繞RFID技術(shù)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)

近年來有毒小麥、假大米、三鹿奶粉、等食品安全問題不斷出現(xiàn)，由國外流傳過來的瘋牛病、非洲豬瘟以及國內(nèi)蘇丹紅等，對(duì)人們正常生活造成惡劣影響。農(nóng)產(chǎn)品要做到從生產(chǎn)到食用、從農(nóng)田到飯碗的全過程無死角管理，需要高度重視農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)源頭的控制[5]。而RFID傳感器技術(shù)較為成熟，其可以為農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管提供有力的技術(shù)支持。

早期我國已經(jīng)構(gòu)建針對(duì)肉牛生產(chǎn)的過程質(zhì)量追溯體系，還圍繞RFID技術(shù)構(gòu)建生豬的質(zhì)量安全追溯體系，在國內(nèi)部分發(fā)達(dá)城市應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)效果突出，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸及銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的全面監(jiān)管，大大提高了農(nóng)產(chǎn)品自身品質(zhì)等級(jí)及安全系數(shù)。

此外，國家冬奧會(huì)、奧運(yùn)會(huì)等賽事的關(guān)鍵階段，食品安全追溯系統(tǒng)也發(fā)揮出自身實(shí)用價(jià)值，為運(yùn)動(dòng)員提供絕對(duì)安全的事物，為國家友人展現(xiàn)出良好的中國形象，也為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)、做好宣傳。

2.2以傳感網(wǎng)絡(luò)為核心的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值

伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一步步在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域推廣使用，其獲取的成效是有目共睹的。例如，在溫室監(jiān)控方面，關(guān)鍵性監(jiān)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、溫室實(shí)地控制系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，配合遙感、衛(wèi)星等技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置設(shè)備傳感器、處理器、執(zhí)行器，使工作人員可以遠(yuǎn)程作業(yè)、統(tǒng)一規(guī)劃。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持，溫室生產(chǎn)中還可以融入無線管理、溫控、光控、濕度調(diào)節(jié)、通風(fēng)開啟、pH營養(yǎng)液調(diào)整等多項(xiàng)的供給技術(shù)，可以調(diào)整當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)栽培條件為最佳，充分提高資源利用率，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

此外，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中無線模塊可以用于收集、記錄溫度、濕度、EC值等數(shù)據(jù)，再以無線網(wǎng)關(guān)的方式傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室種植的遠(yuǎn)程控制、在線操作。圍繞傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，還可對(duì)周邊環(huán)境綜合分析，協(xié)助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)選址、科學(xué)運(yùn)營，制定廢水灌溉、精準(zhǔn)灌溉策略，處理緊急情況，并以科學(xué)化的信息更好分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

以精準(zhǔn)灌溉為例，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)水資源的利用效率較低，單方糧食生產(chǎn)力較低，低于發(fā)達(dá)國家近50%。而物聯(lián)網(wǎng)支持下的農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)，其采用傳感器感應(yīng)土壤內(nèi)部的含水量，分析作物內(nèi)部水分盈虧，采取無線網(wǎng)絡(luò)方式控制農(nóng)田內(nèi)設(shè)備供水，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉。

例如，某學(xué)者要研究自適應(yīng)灌溉系統(tǒng)，考慮到精準(zhǔn)灌溉需求，分析土壤的介電常數(shù)，研制圍繞于駐波原理的傳感器，可快速測(cè)量土壤水分。還有人在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，分析設(shè)計(jì)“棉花智能化微灌系統(tǒng)”，用于滴灌實(shí)驗(yàn)區(qū)，可顯著提高微灌水分虧缺診斷的精度。部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還結(jié)合農(nóng)戶需求，制定有針對(duì)性的實(shí)時(shí)運(yùn)營、處理方案，為今后農(nóng)業(yè)信息的監(jiān)測(cè)及智能管理做好鋪墊。

2.3農(nóng)田周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

伴隨多種智能傳感器研發(fā)并投入使用，借助多種傳感器支持，可準(zhǔn)確分析農(nóng)田實(shí)際環(huán)境，獲取作物生長的理想的環(huán)境信息，以此指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更好開展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)增效。

某學(xué)者以田間埋設(shè)的方式，比較多種不同型號(hào)、工作原理的土壤養(yǎng)分傳感器性能，發(fā)現(xiàn)時(shí)域反射儀的檢出精準(zhǔn)性及效率最為突出。還有學(xué)者研究基于農(nóng)田的氣候、土壤、水分、病蟲化的智能化監(jiān)控體系，圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采取4G無線網(wǎng)絡(luò)接入終端設(shè)備，以終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的網(wǎng)絡(luò)接入問題，也充分降低 流量負(fù)載。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需解決的問題

物聯(lián)網(wǎng)屬于一種新興技術(shù)，其在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用正處于初級(jí)階段，其實(shí)際應(yīng)用中仍然出現(xiàn)以下幾個(gè)問題：

首先，物聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式并不清晰，缺乏長效的運(yùn)行機(jī)制;

其次，農(nóng)業(yè)相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)還缺乏統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)，一些數(shù)據(jù)模型較為老舊，接口及核心技術(shù)需要進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，一些共享平臺(tái)研發(fā)及農(nóng)業(yè)資源還需要深入分析;

最后，制造設(shè)備的核心技術(shù)有所欠缺，設(shè)備維護(hù)及數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)行費(fèi)用導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本大大增加。

此外，農(nóng)業(yè)規(guī)?；潭炔桓?，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展緩慢，缺乏專業(yè)化人才。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)出現(xiàn)的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

首先，要構(gòu)建并完善物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建符合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式;

其次，要進(jìn)一步深入研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、配套技術(shù)，加大對(duì)自主產(chǎn)品的研發(fā)力度，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品、技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)積極攻關(guān);

再者，要加大資金投入，加大對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的投資，注重完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并做好針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和管理工作，降低后期維護(hù)的成本，提高民眾使用物聯(lián)網(wǎng)的積極性;

最后，要分析農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的可行性方案，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何更好的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中去，探索該技術(shù)的應(yīng)用模式，加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基地建設(shè)，擴(kuò)大該技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的應(yīng)用范圍及規(guī)模。

此外，要構(gòu)建以政府為引導(dǎo)，市場(chǎng)化運(yùn)作的互利互惠制度。還要注重對(duì)基礎(chǔ)從業(yè)人員強(qiáng)化培訓(xùn)，強(qiáng)化知識(shí)及素質(zhì)培訓(xùn)，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中更好推廣出去。政府也可以加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用藥，企業(yè)、事業(yè)單位強(qiáng)化對(duì)物聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究、開發(fā)，進(jìn)一步提高運(yùn)營的安全性。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的前景展望

目前物聯(lián)網(wǎng)正處于快速發(fā)展階段，在社會(huì)各行各業(yè)中有廣泛應(yīng)用，為我們生活及生產(chǎn)帶來莫大便利。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用多集中在科研單位及農(nóng)業(yè)高新技術(shù)園區(qū)。伴隨物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、技術(shù)不斷成熟，其將在農(nóng)業(yè)更多方面廣泛應(yīng)用。

例如，可以將3S技術(shù)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)調(diào)查結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的快速預(yù)報(bào)、快速甄別，為后續(xù)科學(xué)管理、決策提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)支持。例如，一些土壤墑情變化、水肥變化、病蟲害猖獗時(shí)期，可以及時(shí)采用3S技術(shù)了解局勢(shì)變化，及時(shí)采取措施預(yù)防、緊急處理。也可以采取參數(shù)傳感器、視頻傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)產(chǎn)品生長階段的變化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長的智能化、可視化管理?？刹扇∥锫?lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建自然災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)了解可能發(fā)生的自然災(zāi)害，提前預(yù)防。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可及時(shí)搜集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 溫、光、水、風(fēng)、氣等信息，監(jiān)測(cè)污染源，也可以應(yīng)用達(dá)農(nóng)產(chǎn)品的溯源、物流配送等領(lǐng)域，確保產(chǎn)品安全，為產(chǎn)品運(yùn)送及儲(chǔ)存提供個(gè)性化的服務(wù)。

五、結(jié)束語

綜上所述，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，國家發(fā)展將面臨更多的挑戰(zhàn)，尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，其面臨的競(jìng)爭將不斷的增加，需要相關(guān)人員認(rèn)真完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作，將更完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)發(fā)展中，制定符合中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)新模式。時(shí)下我國農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求逐漸增加，農(nóng)業(yè)以往工作中存在的問題氣迫切待解決，因此，需要構(gòu)建完整且具有實(shí)用性的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，真正提高農(nóng)業(yè)發(fā)展各個(gè)環(huán)節(jié)的效果。此外，物聯(lián)網(wǎng)管理人員也要肩負(fù)起自己的工作責(zé)任，仔細(xì)落實(shí)自身安保護(hù)工作，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]李明慧.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流信息管理中的應(yīng)用——評(píng)《物流信息與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2020，41（10）：2148.

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