物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的應用

鄧帥濤

（山西農業(yè)大學 農學院，山西 晉中 030800）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展推動了各行各業(yè)進入智慧化發(fā)展階段，信息網(wǎng)絡技術的發(fā)展使得各行業(yè)更加順應時代發(fā)展潮流，尤其是在農業(yè)上的應用，使傳統(tǒng)農業(yè)變得智能化。物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的應用使得設施園藝逐漸朝著信息化、智能化的方向發(fā)展。本文著重討論了物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的應用等方面內容，進而分析物聯(lián)網(wǎng)技術對設施園藝發(fā)展的影響。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術內涵及其應用要求

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術的內涵

物聯(lián)網(wǎng)技術是一種集傳感器、射頻識別以及紅外感知等技術于一體的綜合性網(wǎng)絡技術，其應用過程中需要根據(jù)既定的規(guī)則進行設計，以便于數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了物與物、物與人之間的網(wǎng)絡交流，并借助其無線傳輸技術進行信息的交互與共享，以滿足更多實際應用需求[1]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術的應用要求

物聯(lián)網(wǎng)技術應用的主要目的在于實現(xiàn)物與物的相連。在物聯(lián)網(wǎng)技術應用的過程中，操作人員要擁有完善的物聯(lián)網(wǎng)技術理論知識；同時所用的物聯(lián)網(wǎng)設備要保證系統(tǒng)的安全性，確保在使用過程中數(shù)據(jù)的完整性以及保密性。

1.3 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是信息技術在農業(yè)領域的綜合應用，能夠實現(xiàn)農業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的遠程控制與監(jiān)測，從而實現(xiàn)農業(yè)生產(chǎn)管理的智慧化?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的智慧溫室大棚，可實現(xiàn)對棚內環(huán)境的遠程監(jiān)控及操作，并能根據(jù)不同作物對不同生長環(huán)境實行精確控制，從而提高管理的高效性[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝上的應用

2.1 設施園藝概念

設施園藝（protected horticulture）是指在農產(chǎn)品生產(chǎn)階段擺脫自然環(huán)境的束縛，而創(chuàng)造出最適合其生長發(fā)育的環(huán)境條件，從而獲得更加優(yōu)質、高產(chǎn)農產(chǎn)品的現(xiàn)代化農業(yè)經(jīng)營活動，具有投入高、收獲高、效益高等優(yōu)點[3-5]。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝上的應用

由于設施園藝中能人為控制作物的生長環(huán)境，因此可對其進行閉環(huán)的物聯(lián)網(wǎng)應用。通過無線傳感技術對作物生長過程中的環(huán)境進行控制，實現(xiàn)對設施園藝澆水、施肥等過程的自動化控制，根據(jù)作物的肥水需求進行智能化分配管理，從而最優(yōu)化地控制作物生長環(huán)境[6]。

2.2.1 個體識別技術

設施園藝物聯(lián)網(wǎng)中常見的個體識別技術有二維碼技術以及RFID 技術。二維碼技術擁有儲備量大、成本低等特點，被廣泛應用于農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中。通過二維碼技術識別不同作物的原產(chǎn)地、生長環(huán)境及肥水需求等信息。RFID 技術是一種無線網(wǎng)絡通信技術，與二維碼信息技術相比，不受特定工作條件的限制，并且不需要人為干預，操作更加快捷方便[7]。

2.2.2 信息傳遞技術

物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的信息傳遞方式主要包括電力通信、光纖通信、藍牙通信、射頻通信等通信方式，其中電力通信和光纖通信稱為有線通信，藍牙通信和射頻通信稱為無線通信。5G 通信技術的出現(xiàn)為農業(yè)生產(chǎn)中大量數(shù)據(jù)的實時獲取提供了保障，同時為物聯(lián)網(wǎng)技術在農業(yè)上更好地發(fā)展提供了技術支持。

2.2.3 農業(yè)信息的處理

通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集到的農業(yè)數(shù)據(jù)信息進行處理，可實現(xiàn)對農作物生長環(huán)境等的智能化判斷。采用云計算技術與農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術相結合的方式，將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)以及二維碼數(shù)據(jù)等構建成云數(shù)據(jù)庫，使農業(yè)數(shù)據(jù)分析變得更加便捷，從而促進現(xiàn)代化農業(yè)的發(fā)展[8]。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝應用中存在的問題

2.3.1 設施裝備不完善

目前設施園藝發(fā)展過程中的設備仍存在不完善的問題，對環(huán)境的調控能力不強，同時設備抵抗自然災害的能力也不高。因此，有待于提高設備的性能，從而提高設施園藝設備調控環(huán)境和抵抗災害的能力。

2.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術的安全穩(wěn)定性不高

目前使用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在各種通信標準不統(tǒng)一的問題，不利于信息的安全傳輸。此外，在農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設和發(fā)展過程中，需要依靠大量的傳感器進行環(huán)境數(shù)據(jù)的收集與傳輸，目前使用的傳感器的穩(wěn)定性和精確度仍有待提高，這也將導致物聯(lián)網(wǎng)設備成本升高。

2.3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在農業(yè)方面的發(fā)展延遲

物聯(lián)網(wǎng)技術在農業(yè)中發(fā)展得較晚，并且需要高水平的農業(yè)基礎設施的建設作為支持，使得它在農業(yè)中的發(fā)展整體較延遲。目前農業(yè)建設中，缺乏高標準的設施建設，尤其是在設施園藝中，棚架構造較為簡單，導致農作物的生長環(huán)境檢測、生長的指標監(jiān)控以及生長過程中的智能化控制難度較大，制約著物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝上的應用[9]。另外，由于物聯(lián)網(wǎng)技術成本較高，也反過來制約著設施園藝向智能化發(fā)展的速度[10]。

2.3.4 基層物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)人才的缺失

基層物聯(lián)網(wǎng)技術從業(yè)者大多沒有經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)知識的系統(tǒng)學習，對物聯(lián)網(wǎng)知識的認識不夠深入，不懂得如何操作物聯(lián)網(wǎng)基本設備，導致物聯(lián)網(wǎng)基礎設施的建設嚴重受阻[11]；在信息應用過程中，存在物聯(lián)網(wǎng)意識淡薄、物聯(lián)網(wǎng)使用氛圍不強、網(wǎng)絡專業(yè)知識較低、對物聯(lián)網(wǎng)技術的使用需求不強等問題。專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)知識人才非常缺乏，這對物聯(lián)網(wǎng)在設施農業(yè)中的發(fā)展產(chǎn)生一定的限制[12]。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝應用中的建議

2.4.1 加強農業(yè)設施基礎建設

完善設施園藝的基本架構裝備，研究出適合設施園藝生產(chǎn)的機械和裝備，提高機械的高水平化；同時將基礎設施與物聯(lián)網(wǎng)設備相結合，優(yōu)化設施結構，降低能耗，達到對設施園藝的精準控制[13]。

2.4.2 加強物聯(lián)網(wǎng)技術體系構建

加強設施園藝網(wǎng)絡體系的構建，包括環(huán)境檢測體系、數(shù)據(jù)采集體系以及信息資源安全共享體系等，支撐設施園藝的物聯(lián)網(wǎng)平臺的平穩(wěn)運行[14]。開發(fā)研制操作更加便捷的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，增強數(shù)據(jù)傳輸過程中的穩(wěn)定性和安全性，降低物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的制作成本，選用性能好、價格實惠的物聯(lián)網(wǎng)器件進行物聯(lián)網(wǎng)平臺的搭建[15]。

2.4.3 重視人才培養(yǎng)及引進

完善農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場相關體系，加快相關的法律法規(guī)建設，為物聯(lián)網(wǎng)在農業(yè)領域的應用創(chuàng)造一個良好的氛圍；同時制定相關的人才培養(yǎng)方案，重視物聯(lián)網(wǎng)技術人才隊伍的基層建設，優(yōu)化人才引進方案。以物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的應用為契機，帶動物聯(lián)網(wǎng)技術更好地在設施農業(yè)上的應用。

3 結語

農業(yè)智能化發(fā)展越來越受到世界各國的重視，同時也是農業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化的重要標志[16]。物聯(lián)網(wǎng)技術是信息技術的一次革新，其在設施園藝上的應用也是設施農業(yè)向智能化發(fā)展邁出的創(chuàng)新性的一步。目前由于應用物聯(lián)網(wǎng)技術的成本較高以及物聯(lián)網(wǎng)設備操作的專業(yè)性，其在農業(yè)領域的發(fā)展有些滯后，但隨著信息技術在設施園藝中應用得不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)技術在設施園藝中的應用會更加廣泛。農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是時代的需求，抓住機遇不斷創(chuàng)新會使我國的農業(yè)智能化發(fā)展更加迅速。