農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進展與發(fā)展趨勢分析

陳小利,林 靜

(寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建 寧德 355000)

0 引言

我國老齡化現(xiàn)象的不斷加重,勞動力的成本也在不斷增加,農(nóng)產(chǎn)品的價格在不斷提升。因此,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)可以提升我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng),涉及信息科技和相關(guān)電子計算機等,隨著我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的技術(shù)升級要求,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國開始初步運用。

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

設(shè)置更加專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),將更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息通過共享的方式,將數(shù)據(jù)進行接口,通過外部訪問協(xié)議提升整個農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的外部環(huán)境,讓相關(guān)設(shè)備達到技術(shù)共享,實現(xiàn)不同的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)儲存。建立完善的農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)模型,需要對農(nóng)業(yè)進行智能化信息處理,保證農(nóng)業(yè)智能控制。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以幫助我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架是一種底層的控制網(wǎng)絡(luò),通過大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和業(yè)務(wù)模型的建立,頂層平臺與各部分接入口通過數(shù)據(jù)來進行融合,并且通過最底層的控制網(wǎng)絡(luò)和不同的行業(yè)設(shè)備的組織網(wǎng)絡(luò),通過設(shè)置相關(guān)的業(yè)務(wù)模型標(biāo)準(zhǔn)來將通道打開,并且把更多的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)儲存下來。在此過程中,還需要設(shè)置更加詳細(xì)的用戶訪問通道,使整個系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)更加準(zhǔn)確,并且還要制定相關(guān)的模型標(biāo)準(zhǔn)化,為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)打好基礎(chǔ),一般以設(shè)備為主要內(nèi)容來更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化管理。

這些年來,我國不斷地提升對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要求,并且我國的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在開展相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化傳感器網(wǎng)絡(luò)工作。國家相關(guān)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)多學(xué)科研究交錯,也要將深度進行延伸,因此需要我國相關(guān)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)制定更加完善的制度體系,這樣才能夠促進我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)高速發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)進展

農(nóng)業(yè)個體標(biāo)識技術(shù)需要將統(tǒng)一的標(biāo)識體系作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ),建立更加健全的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),需要提升相關(guān)技術(shù)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過全球定位系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),加上傳感器等各種信息進行技術(shù)承載才能真正實現(xiàn)準(zhǔn)確定位,對技術(shù)實施員和傳感器等各項農(nóng)業(yè)設(shè)備進行精準(zhǔn)的定位,并記錄信息,建立統(tǒng)一的標(biāo)識體系,建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò),保證標(biāo)識技術(shù)得到統(tǒng)一的規(guī)劃。避免重復(fù)對信息資源進行建設(shè),及時發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題,將這些問題進行處理和解決,這樣才能保障農(nóng)業(yè)監(jiān)測環(huán)境信息的精準(zhǔn)性。

射頻識別是一項沒有限制的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),一般是根據(jù)對無線信號進行自動的判別,并且通過對于物體的感知來獲取大量的數(shù)據(jù)信息。這種數(shù)據(jù)識別的優(yōu)勢非常多,其可以防止水源進入,而且還抗高溫,在讀取數(shù)據(jù)的過程中,距離相對遠(yuǎn),并且也可以對數(shù)據(jù)進行自動加密,存儲大量的數(shù)據(jù)信息,在后期對信息進行更改時也非常便捷,很好地解決了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)問題。這些年來,這項技術(shù)在質(zhì)量追溯和各項管理方面達到了令人滿意的效果。將精準(zhǔn)的定位信息進行延伸,導(dǎo)航中設(shè)置定位內(nèi)容,通過各項研究內(nèi)容,對各項參數(shù)系統(tǒng)進行采納,通過位置的判定對其進行評估,將這項技術(shù)中信號和其他信號的位置結(jié)合,實現(xiàn)物體位置標(biāo)識定位和自主導(dǎo)航。

3 農(nóng)業(yè)信息感知機理與工藝

3.1 電學(xué)感知機理與工藝

電學(xué)感知機理在我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中,主要是用在對溫度和濕度進行測量,通過借鑒法的形式,對土壤水分進行測量并觀察土壤中的含水率,并且通過時域反射法對土壤水分進行測量,這是我國內(nèi)外普遍運用的方法。

3.2 遙感學(xué)感知機理

遙感學(xué)的理論基礎(chǔ)主要是相關(guān)物質(zhì)成分,在有差異性的波段電磁波下的光譜吸收和反射特征,這項技術(shù)可以提高覆蓋面積,并且將它的周期縮短,還可以獲得更大的經(jīng)濟效益,在對大面積露天農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行調(diào)查和監(jiān)測時有特殊的作用,它能夠更好地幫助農(nóng)業(yè)作物解決農(nóng)業(yè)種植中所出現(xiàn)的問題[2]。

現(xiàn)在很多農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)還在不斷地進行加工模式的升級,以確保各項工藝的精確度,有效降低感知的成本。根據(jù)電化學(xué)理論,光學(xué)電學(xué)感知機理的農(nóng)業(yè)傳感器會很大程度對感知機理的相關(guān)硬件進行改善。在此過程中,要不斷地對機理的優(yōu)勢特點進行關(guān)注,對多種形式的農(nóng)業(yè)傳感器進行探究和分析,無人機搖桿的精準(zhǔn)搖桿是一種非常特殊的農(nóng)業(yè)感知原理。實現(xiàn)精準(zhǔn)化的農(nóng)業(yè)技術(shù),需要注重對遙感學(xué)數(shù)據(jù)進行處理,并且對其及時進行升級。

4 農(nóng)業(yè)智能信息處理技術(shù)進展

4.1 基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)技術(shù)

隨著我國信息技術(shù)的不斷升級和發(fā)展,很多行業(yè)更加注重通過利用計算機技術(shù)來促進行業(yè)的發(fā)展。計算機存儲技術(shù)的飛速發(fā)展數(shù)據(jù)量已經(jīng)進入了ZB時代,處理的信息量已經(jīng)超過了計算機在處理數(shù)據(jù)過程中所使用的內(nèi)存量。在新的分布系統(tǒng)構(gòu)架和計算機模型的運行中不斷出現(xiàn),這種新型的技術(shù)條件使大量的數(shù)據(jù)得到了整合和管理。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)一般是對各式各樣的農(nóng)業(yè)智能對象和系統(tǒng)進行反映,這種大數(shù)據(jù)技術(shù)一般是通過各種各樣的形式結(jié)構(gòu),將更多農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)通過抽象的展示,不斷地對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式和加工形式進行產(chǎn)業(yè)鏈的提取,將信息有效展示出來。把握農(nóng)業(yè)的對象和相互之間的關(guān)系,使整個農(nóng)業(yè)的研究和實施數(shù)據(jù)變得更加準(zhǔn)確。

4.2 基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的人工智能技術(shù)

人工智能根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模擬,并且實現(xiàn)智能化。人工智能主要有3個核心技術(shù),第一是表示技術(shù),第二是運算技術(shù),第三是求解技術(shù)。農(nóng)業(yè)人工智能主要是指人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和業(yè)務(wù)辦理的主要表現(xiàn),農(nóng)業(yè)方面的人工智能的研究方向主要可以分為4個方面,第一是知識表現(xiàn),知識表現(xiàn)所研究的內(nèi)容是對農(nóng)業(yè)知識進行數(shù)字化和決策方面的知識。第二是農(nóng)業(yè)模式識別,主要是對農(nóng)業(yè)的對象進行研究。第三,在開展農(nóng)業(yè)規(guī)劃時,要對農(nóng)業(yè)機械的智能化工作進行研究。第四,對農(nóng)業(yè)信息搜尋時,要對農(nóng)業(yè)相關(guān)的信息資料進行信息搜尋。

我國農(nóng)業(yè)人工智能主要研究的問題是農(nóng)業(yè)模式識別和農(nóng)業(yè)智能規(guī)劃。農(nóng)業(yè)識別主要研究的方向是如何與同樣深度的學(xué)習(xí)算法進行融合。農(nóng)業(yè)智能規(guī)劃的研究方向主要更看重建模,并且進行方法的控制。在國際上農(nóng)業(yè)人工技術(shù)在二十世紀(jì)初就開始被研究。很多農(nóng)業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)開始進行商業(yè)化的耕種、采摘等面向單一農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)的智能機器人。同時,比較健全的智能土壤勘測和蟲害識別和鑒定系統(tǒng)被研發(fā)出來。我國的農(nóng)業(yè)人工技術(shù)在對農(nóng)產(chǎn)品的物流方面的研究,還缺乏經(jīng)驗,所以需要不斷深入研究,才能促進我國農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)的發(fā)展。

5 農(nóng)業(yè)環(huán)境智能監(jiān)控與決策平臺

農(nóng)業(yè)智能環(huán)境監(jiān)控一般都是利用傳感器的技術(shù),采集相關(guān)信息來進行決策分析,對整個農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境進行分析,使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)量更加豐富,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率效率更高。目前來看,國內(nèi)和國外已經(jīng)出現(xiàn)了很多農(nóng)業(yè)場景的環(huán)境智能監(jiān)控平臺,可以更好地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的自動化環(huán)境監(jiān)控業(yè)務(wù)。為了保障居民用水的安全性,我國和國外都研究出低成本、低耗能的實時監(jiān)控水質(zhì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對水溫和水中的pH酸堿度和導(dǎo)電率進行監(jiān)測,對其進行實時的監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析,所監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行實時查看和分析,所耗費的成本相對較低。

6 結(jié)語

隨著我國對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求日益增長,智能化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)物流發(fā)展的一種趨勢,傳感器國產(chǎn)化是我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向,確保傳感器更加穩(wěn)定和可靠,但是仍需要對國產(chǎn)的傳感器進行技術(shù)革新,要想更進一步推動我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,需要建立統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺,這樣才能保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等各項智能裝備技術(shù)的信息集成。