計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用挑戰(zhàn)與突破

摘" 要：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于智能水稻農(nóng)業(yè)中具有重要意義。通過集成先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以有效收集和處理大量田間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的管理需求；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將傳感器和設(shè)備實時連接，可以提高農(nóng)田管理的自動化和智能化水平。另外，5G和邊緣計算等技術(shù)的應(yīng)用，能夠進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群途W(wǎng)絡(luò)的可靠性。智能水稻農(nóng)業(yè)的推廣還面臨諸多挑戰(zhàn)，本文旨在探討計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中面臨的挑戰(zhàn)，提出應(yīng)用策略，為智能水稻農(nóng)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：計算機；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；智能水稻；水稻農(nóng)業(yè)

中圖分類號：S511""""""""""" """"""""""""""""""""文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1673－6737（２０24）05－００76－０3

課題項目： 浙江省交通運輸廳科技計劃項目資助（北斗高精度定位技術(shù)在公路云邊端協(xié)同運行中的應(yīng)用研究），項目編號：2024012；浙江省“尖兵”“領(lǐng)雁”研發(fā)攻關(guān)計劃資助（交通運輸碳排放智能感知與協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范），項目編號：2023C03154。

收稿日期：2024-01-18

作者簡介：李亮（1987—）男，碩士，工程師，研究方向為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、邊緣計算與智能感知。

隨著全球人口的持續(xù)增長，糧食安全成為全球面臨的重要挑戰(zhàn)之一，智能水稻農(nóng)業(yè)的發(fā)展，可以有效提高糧食生產(chǎn)效率，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為智能農(nóng)業(yè)的核心組成部分，通過高效集成和應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，顯著提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動化水平。實時數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程監(jiān)控和精準(zhǔn)管理等功能的實現(xiàn)，極大地優(yōu)化了資源分配，提高了水稻作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。然而，這一過程不僅伴隨著技術(shù)的快速發(fā)展，也面臨著技術(shù)、經(jīng)濟、管理及政策等方面的挑戰(zhàn)。本文將綜合分析計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用概況、發(fā)展趨勢及其面臨的主要挑戰(zhàn)和創(chuàng)新點，探討如何克服這些挑戰(zhàn)，以促進智能水稻農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。

1" 計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用概述

在智能水稻農(nóng)業(yè)中，計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用提供了堅實的信息技術(shù)支持。在智能水稻農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，通過部署傳感器和攝像頭，可以實時收集田間的氣候和土壤條件數(shù)據(jù)。[1]利用計算機網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)，農(nóng)業(yè)科學(xué)家和技術(shù)專家通過分析數(shù)據(jù)，監(jiān)測作物生長狀況并有效實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實踐。另外，計算機網(wǎng)絡(luò)還支持使用無人機進行作物監(jiān)測和噴灑作業(yè)，無人機可以根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動執(zhí)行噴藥和施肥任務(wù)。通過智能化的管理措施，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提高水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時也能降低勞動力需求和管理成本，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2" 計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的發(fā)展趨勢

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，可以推動智能水稻農(nóng)業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的廣泛應(yīng)用使農(nóng)場管理更加自動化和智能化，各種傳感器和設(shè)備通過計算機網(wǎng)絡(luò)實時相連，能夠更精確地監(jiān)測農(nóng)田的微環(huán)境，如溫度、濕度、土壤條件等。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的融合改變了農(nóng)業(yè)決策過程，通過分析歷史和實時數(shù)據(jù)，計算機系統(tǒng)不僅可以預(yù)測作物生長趨勢，還能預(yù)測病蟲害的發(fā)生，從而提前進行干預(yù)。[2]另外，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和自動化機械設(shè)備的進一步完善使農(nóng)業(yè)操作更加高效，減少了對人力的依賴。云計算的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析更加便捷和強大，允許農(nóng)業(yè)科學(xué)家和技術(shù)人員在任何地點訪問數(shù)據(jù)和資源，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。

3" 計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用挑戰(zhàn)

3.1" 技術(shù)挑戰(zhàn)

智能水稻農(nóng)業(yè)中，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，水稻田往往位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不足，嚴(yán)重影響了傳感器數(shù)據(jù)的實時傳輸效率，降低了傳感器的可靠性。智能水稻農(nóng)業(yè)中計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用因此面臨網(wǎng)絡(luò)覆蓋挑戰(zhàn)。水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)量較大，包括氣象、土壤及水稻作物的生長情況，數(shù)據(jù)需要高效處理和分析，以便快速做出決策。數(shù)據(jù)處理和實時分析的能力是智能水稻農(nóng)業(yè)中的技術(shù)挑戰(zhàn)難點。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)越來越依賴于網(wǎng)絡(luò)，面臨黑客攻擊和數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險，保護關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全成為智能水稻農(nóng)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

3.2" 經(jīng)濟挑戰(zhàn)

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用所帶來的經(jīng)濟挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在高昂的初始投資和維護成本上。使用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要購買大量的硬件設(shè)備，投入較高的成本。[3]另外，建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)并維護網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠發(fā)展也需要較高的費用，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，建設(shè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)并進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級時成本較高。隨著計算機系統(tǒng)的運行，持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持會產(chǎn)生不小的經(jīng)濟成本。同時，為確保系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要定期對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行檢查，并及時更新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)，這也是額外的經(jīng)濟開支。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能顯著提高水稻農(nóng)業(yè)的效率和產(chǎn)出，但經(jīng)濟成本對許多農(nóng)業(yè)經(jīng)營者來說可能是較大的負(fù)擔(dān)。

3.3" 管理挑戰(zhàn)

智能水稻農(nóng)業(yè)中應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的管理挑戰(zhàn)主要包括技術(shù)管理復(fù)雜性、人才需求和數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)。隨著智能系統(tǒng)的部署，農(nóng)業(yè)運營的復(fù)雜性顯著提高，農(nóng)業(yè)管理者不僅需要具備傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)知識，還需要理解相關(guān)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這就要求管理者具備更高的技術(shù)水平。智能水稻農(nóng)業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，需要專業(yè)技術(shù)人員維護系統(tǒng)，并需要數(shù)據(jù)分析師對大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息進行有效分析。因此，農(nóng)業(yè)發(fā)展對以上人才要求較高，雇傭成本偏高。另外，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，為避免數(shù)據(jù)泄露，需要制定有效的數(shù)據(jù)分析策略，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可行的農(nóng)業(yè)操作。個別傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工作者對高科技系統(tǒng)的接受度較低，需要通過培訓(xùn)和教育來提高傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工作者的能力，幫助傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工作者學(xué)會使用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3.4" 政策挑戰(zhàn)

智能水稻農(nóng)業(yè)中計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用面臨多方面的政策挑戰(zhàn)，許多國家已經(jīng)認(rèn)識到智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展?jié)摿Γ狈Τ浞值恼咧С?，未能針對性地解決計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的具體問題，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)企業(yè)在應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)先進技術(shù)時面臨較大的經(jīng)濟壓力?，F(xiàn)有的法律法規(guī)體系在很多情況下還未能完全跟上科技發(fā)展的步伐，特別是數(shù)據(jù)安全、隱私保護以及智能設(shè)備使用方面缺乏明確和具體的法規(guī)來規(guī)范管理。這不僅會提高農(nóng)業(yè)企業(yè)的法律風(fēng)險，也限制了技術(shù)的廣泛應(yīng)用。另外，智能水稻農(nóng)業(yè)的推廣需要跨地區(qū)的協(xié)調(diào)合作，不同地區(qū)之間在政策執(zhí)行、資源分配和環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)上的差異不同，導(dǎo)致政策實施難度提高。政策的不完善，以及缺乏長期視角，影響了企業(yè)投資高科技農(nóng)業(yè)的信心，從而影響智能水稻農(nóng)業(yè)的進步。

4" 計算機網(wǎng)絡(luò)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用創(chuàng)新

4.1" 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新

在智能水稻農(nóng)業(yè)中對技術(shù)進行創(chuàng)新，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和智能化水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使農(nóng)田中的各種設(shè)備能夠?qū)崟r收集和交換數(shù)據(jù)，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到農(nóng)場管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。[4]

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群途W(wǎng)絡(luò)的可靠性，對實時數(shù)據(jù)處理和穩(wěn)定運行大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。5G技術(shù)支持更高的數(shù)據(jù)吞吐量，并能降低延遲，使水稻農(nóng)場操作可以實時響應(yīng)，大大提高決策的速度和準(zhǔn)確性。通過在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，即近端用戶設(shè)備處進行數(shù)據(jù)的處理和分析，可以減少對中心服務(wù)器的依賴，降低數(shù)據(jù)傳輸成本，提高響應(yīng)速度，有助于監(jiān)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實時過程。云計算技術(shù)的利用使大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲、處理和分析變得更加高效。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以利用云平臺提供的強大計算能力來處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，幫助農(nóng)民做出更精準(zhǔn)的種植和管理決策。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新不僅可以提高智能水稻農(nóng)業(yè)的自動化和精確性，還能推動農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展，更有效地利用資源，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，同時減少對環(huán)境的影響。

4.2" 經(jīng)濟模式創(chuàng)新

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可以有效創(chuàng)新水稻發(fā)展經(jīng)濟模式，通過先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對水稻農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進行精確分析，并實施自動化管理，全面提高水稻農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，改變傳統(tǒng)的經(jīng)營收益模式。[5]農(nóng)民利用水稻農(nóng)業(yè)實時數(shù)據(jù)來優(yōu)化水稻種植策略，可以有效減少資源浪費，提高水稻作物產(chǎn)量增加收入。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用還能有效促進服務(wù)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

智能水稻農(nóng)業(yè)的發(fā)展也會帶動與之相關(guān)的金融行業(yè)發(fā)展。金融數(shù)據(jù)的透明性使投資回報具有可預(yù)測性，并有良好的穩(wěn)定性，所以投資者會加大對高科技農(nóng)業(yè)項目的投資力度。[6]計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以促進智能水稻農(nóng)業(yè)訂閱式模式發(fā)展，消費者在網(wǎng)絡(luò)平臺訂購特定農(nóng)場的產(chǎn)品，農(nóng)場則利用智能技術(shù)確保產(chǎn)品的質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性。這種模式不僅能為消費者提供新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，也能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供穩(wěn)定的銷售渠道和收入。經(jīng)濟模式的創(chuàng)新展示可以使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過連接不同的經(jīng)濟活動，全面優(yōu)化水稻作物資源配置，為智能水稻農(nóng)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造新的商業(yè)機會，推動經(jīng)濟發(fā)展。

4.3" 建立保障機制

智能水稻農(nóng)業(yè)中計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能建立有效的管理保障機制，確保智能水稻農(nóng)業(yè)的正常運行，全面提升智能水稻農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持通過建立強大的監(jiān)控系統(tǒng)，在農(nóng)田安裝傳感器和攝像頭，實時監(jiān)測作物的生長狀況和當(dāng)?shù)貧夂驐l件，將數(shù)據(jù)實時傳輸至中央數(shù)據(jù)庫，利用分析軟件進行處理。這可以及時發(fā)現(xiàn)問題，基于實時數(shù)據(jù)進行預(yù)測性維護，預(yù)防可能發(fā)生的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險。

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持創(chuàng)建精細(xì)化的資源管理系統(tǒng)。通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析優(yōu)化水資源和肥料的使用率，可以避免浪費，有效降低水稻生產(chǎn)成本。另外，智能系統(tǒng)可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整灌溉和施肥計劃，確保作物在適宜的條件下生長。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還支持建立高效的決策支持系統(tǒng)。通過集成大數(shù)據(jù)分析，利用人工智能算法提供數(shù)據(jù)驅(qū)動決策支持，有助于幫助管理者制定更科學(xué)、更精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)管理策略。[7]數(shù)據(jù)驅(qū)動決策支持工具對種植計劃、病蟲害控制到市場營銷等的各個方面進行控制，將會大大提高智能水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體效率，全面提升高智能水稻的盈利能力。

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還能提高智能水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溯源能力。通過條碼技術(shù)，每個產(chǎn)品從田間到餐桌的環(huán)節(jié)都可以被記錄和追蹤，可以提高對食品的安全保障，同時也能提高消費者的信任度。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也能帶來更好的合作和協(xié)同工作機制。通過云平臺和移動應(yīng)用，生產(chǎn)者和消費者可以在同一平臺上進行交流，實時分享信息，優(yōu)化智能水稻農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的管理，提高資源利用率，提高智能水稻農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性，使智能水稻農(nóng)業(yè)能夠更好地應(yīng)對不斷變化的市場和環(huán)境條件。

4.4" 完善農(nóng)業(yè)政策

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用能幫助農(nóng)業(yè)工作者更科學(xué)地制定農(nóng)業(yè)政策。利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，政府和相關(guān)機構(gòu)可以更準(zhǔn)確地收集智能水稻農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，并進行合理分析，為政策制定者提供實時決策依據(jù)，有助于其制定更符合實際情況的農(nóng)業(yè)政策。另外，政府通過網(wǎng)絡(luò)平臺實時監(jiān)測政策執(zhí)行的效果，及時調(diào)整和優(yōu)化政策措施，有效制定政策反饋機制。

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用有助于智能水稻農(nóng)業(yè)制定滿足不同地區(qū)發(fā)展需求的可實行政策。基于大數(shù)據(jù)分析，政策制定者能夠?qū)Σ煌貐^(qū)的農(nóng)業(yè)特點進行深入了解，制定更為精細(xì)化的區(qū)域政策，以適應(yīng)各地的特定條件。精細(xì)化的政策制定方式可以有效提升農(nóng)業(yè)政策的針對性和實效性。智能水稻農(nóng)業(yè)的推廣和應(yīng)用也能促使政府加強對智能水稻農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的政策支持。同時，通過制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，廣泛應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使智能水稻農(nóng)業(yè)發(fā)展利益最大化。

5" 結(jié)語

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能水稻農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有一定的潛力，從實時數(shù)據(jù)收集到?jīng)Q策支持系統(tǒng)的實現(xiàn)，技術(shù)創(chuàng)新不斷推動著智能水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更高效率和可持續(xù)性發(fā)展。盡管存在技術(shù)覆蓋不足、數(shù)據(jù)處理能力有限、高成本和政策制約等多方面的挑戰(zhàn)，但通過技術(shù)的進一步成熟和相關(guān)政策的完善，智能水稻農(nóng)業(yè)有望實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用，為全球糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。通過持續(xù)的研究和實踐探索，智能水稻農(nóng)業(yè)將持續(xù)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來創(chuàng)新與變革，助力構(gòu)建更加高效和環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。

參考文獻：

[1] 沈金奎.水稻全程機械化毯狀育苗示范結(jié)果淺析：以貴州省興義市德臥鎮(zhèn)毛杉樹村為例[J].南方農(nóng)機，2024，55（7）：85-87.

[2] 高銳濤，林達偉，郭亮，等.基于知識圖譜的水稻種植智能問答系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J/OL].計算機工程，1-15[2024-05-13].https：//doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0

068464.

[3] 宋鶴，沈丹波，張慧，等.水稻智能插噴同步一體機的研究與試驗[J].江蘇農(nóng)機化，2024（1）：11-14.

[4] 張勤學(xué)，潘明海，陳俊聰，等.基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的水稻生長期辨識方法研究[J].數(shù)字通信世界，2023（7）：49-51.

[5] 周紅標(biāo)，朱亞文，劉曉洋，等.基于機器視覺的水稻印刷播種機成種率檢測[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2023，44（7）：194-199.

[6] 鄧海龍，謝亨旺，付桃秀，等.水稻生育期智能間歇灌溉系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用[J].排灌機械工程學(xué)報，2023，41（8）：842-848.

[7] 張雅蓉，謝方平，符志勇，等.水稻機插秧同步智能側(cè)深施肥裝置研究現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2023，61（8）：51-55.