□玉溪市農(nóng)業(yè)信息中心 653100 王 曦

1 物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1.1 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，生產(chǎn)單位是分散的農(nóng)戶或小規(guī)模的家庭農(nóng)場，屬于自然經(jīng)濟(jì)或半自然經(jīng)濟(jì)的性質(zhì)和勞動(dòng)密集型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)具有長期不變的特點(diǎn)，而且一般表現(xiàn)為明顯的“二元經(jīng)濟(jì)”結(jié)構(gòu)。這種“二元經(jīng)濟(jì)”結(jié)構(gòu)不但反映在城鄉(xiāng)之間和工農(nóng)業(yè)之間的分割，而且還表現(xiàn)于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的非單一的農(nóng)業(yè)經(jīng)營。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的模式已遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，產(chǎn)品質(zhì)量問題、資源嚴(yán)重不足且普遍浪費(fèi)、環(huán)境污染、產(chǎn)品種類需求多樣化等諸多問題使農(nóng)業(yè)的發(fā)展陷入惡性循環(huán)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)就成了必然的選擇。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是指用現(xiàn)代工業(yè)裝備、用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)武裝、用現(xiàn)代組織管理方法來經(jīng)營的社會(huì)化、商品化的農(nóng)業(yè)，它具備較高的綜合生產(chǎn)率，使農(nóng)業(yè)成為可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)主要特征。就我國目前的農(nóng)業(yè)整體情況而言，農(nóng)業(yè)既不完全是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，也沒有進(jìn)入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，而是處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的階段。

1.2 信息科技催生的物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

“物物相連”的物聯(lián)網(wǎng)正成為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)新的生產(chǎn)力。當(dāng)前，隨著智能農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展，智能感知芯片、移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步拓寬，在監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風(fēng)力、大氣、降雨量，有關(guān)土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在發(fā)揮出越來越大的作用，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測，科學(xué)種植，幫助農(nóng)民抗災(zāi)、減災(zāi)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)采集

物聯(lián)網(wǎng)配置有形形色色的傳感器，可通過在田間地頭、乃至水中布置多層次的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)，監(jiān)測環(huán)境信息和動(dòng)植物信息。這些功能各異的傳感器組合而成的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不是實(shí)驗(yàn)室里面的擺設(shè)，它們作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)手段，已悄然出現(xiàn)在田間地頭。

1）對農(nóng)田水分、養(yǎng)分、作物長勢、冠層生理與生態(tài)因子、品質(zhì)、產(chǎn)量和蟲害草害、土壤和作物養(yǎng)分等信息進(jìn)行采集。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以在蟲害與雜草動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究方面發(fā)揮重大作用，也可用于解決智能測產(chǎn)與谷物品質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)精度的難題。

2）可用于以對牲畜家禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖、稀有動(dòng)物的生活習(xí)性、環(huán)境、生理狀況及種群復(fù)雜度進(jìn)行觀測研究，也可用于對森林環(huán)境監(jiān)測和火災(zāi)報(bào)警。

3）可以應(yīng)用在精確農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。在溫室環(huán)境中的信息采集方面，溫室環(huán)境里單個(gè)溫室即可成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)測量控制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)來測量土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng)度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件，同時(shí)將生物信息獲取方法應(yīng)用于無線傳感器節(jié)點(diǎn)，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4）可用于節(jié)水灌溉，無線傳感網(wǎng)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)水灌溉的目的。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)信息互遞、自組網(wǎng)絡(luò)及實(shí)時(shí)通信等特點(diǎn)，使灌區(qū)面積、節(jié)點(diǎn)數(shù)量不受到限制，可以靈活增減輪灌組，加上節(jié)點(diǎn)具有的土壤、植物、氣象等測量采集裝置，可以構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)?？稍跍厥摇⑼ピ夯▓@綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。

2.2 利用物聯(lián)網(wǎng)提升設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展水平

設(shè)施農(nóng)業(yè)屬于高投入高產(chǎn)出，資金、技術(shù)、勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的澆水、施肥、打藥，農(nóng)民全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺來完成。而應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，諸如瓜果蔬菜的澆水時(shí)間，施肥、打藥，怎樣保持精確的濃度，如何實(shí)行按需供給等一系列作物在不同生長周期曾被“模糊”處理的問題，都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)定量“精確”把關(guān)，農(nóng)民只需按個(gè)開關(guān)，做個(gè)選擇，或是完全聽“指令”，就能種好菜、養(yǎng)好花。

通過各種傳感器采集信息，幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。

以信息化引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展將是大勢所趨，物聯(lián)網(wǎng)將是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的重要支撐，同時(shí)也為農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、社會(huì)發(fā)展、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展提供“智慧”支撐。在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，各地區(qū)可以根據(jù)本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，因地制宜，逐漸形成規(guī)模化區(qū)域，顯現(xiàn)各區(qū)域的特色。

2.3 用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施農(nóng)業(yè)病蟲害控制

在農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控方面，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘和專家系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲害的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效控制。這方面的應(yīng)用在我國的一些先進(jìn)地區(qū)已經(jīng)進(jìn)行了嘗試。

3 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展前景

3.1 為精確農(nóng)業(yè)領(lǐng)航

精確農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture）是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

在實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的道路上，現(xiàn)有的基于有線智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)依然存在著諸多問題，比如成本過高，覆蓋面有限，安全性不佳等缺點(diǎn)。無線網(wǎng)絡(luò)具有較高的傳輸帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、安全保密性好，而且功率譜密度低等優(yōu)勢，所以基于無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)更具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.2 保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以用來完善農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)，保障農(nóng)產(chǎn)品安全。例如，可利用物聯(lián)網(wǎng)建立肉類安全信息追溯平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)政府對養(yǎng)殖、屠宰、銷售等環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管，使得每塊放心肉“來可追溯、去可跟蹤、信息可保存、責(zé)任可追查、產(chǎn)品可召回”；應(yīng)用精細(xì)蔬菜園傳感網(wǎng)管控系統(tǒng)對蔬菜生長過程進(jìn)行全程數(shù)據(jù)化管控，保證蔬菜生長過程“綠色環(huán)保、有機(jī)生產(chǎn)”。物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功能使它在對農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、流通到消費(fèi)整個(gè)流程的監(jiān)管變得可行可靠，從而更加有效地保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

[1]鄧蓉，曹暕，李佳.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社.

[2]魏長寬.物聯(lián)網(wǎng)：后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的信息革命[M].北京：中國經(jīng)濟(jì)出版社.

[3]秦魏，劉芹，周盼.傳感器在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?