摘要：大田農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個方向，大田農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相結合形成的大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)保障了農(nóng)業(yè)發(fā)展的科學化、專業(yè)化和現(xiàn)代化。本文簡潔介紹了大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及系統(tǒng)組成，并舉例介紹了其重要應用，指明了其發(fā)展趨向，為國內(nèi)外相關研究提供了詳實資料，具有一定價值。

關鍵詞：農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng) 研究

中圖分類號：F320.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）18-0045-02

1 大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)簡介

大田農(nóng)業(yè)是和精細農(nóng)業(yè)相對的概念，是指大面積種植作物的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。從作物種類上講，小麥、水稻、玉米等在我國都有大面積種植，可稱為大田農(nóng)作物，如東北的大型農(nóng)場種植的玉米就是大田農(nóng)作物的典型代表。大田農(nóng)業(yè)體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；?，“小土”變大田，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的首要前提和必然選擇。

大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個分支，與精細農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不盡相同，大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要針對大田農(nóng)業(yè)種植分布較廣、監(jiān)測點較多、布線和供電有一定難度等獨有的特點，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，采用高精度土壤溫濕度傳感器和智能氣象站，遠程在線采集土壤墑情、氣象信息，實現(xiàn)墑情（旱情）自動預報、灌溉用水量智能決策、遠程和自動控制灌溉設備等功能，進而實現(xiàn)精耕細作、準確施肥、合理灌溉的目的。

相對精細農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言，大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更加先進，系統(tǒng)可以根據(jù)不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，如土壤類型、灌溉水源和方式以及種植作物等統(tǒng)籌劃分各類型區(qū)，再在各類型區(qū)域里選取具有典型性的地塊，建設含有土壤水含量、地下水位量、降雨量等水文信息的具有自動采集和傳輸功能的監(jiān)測點。通過灌溉預報和信息監(jiān)測時報兩個系統(tǒng)，獲取農(nóng)作物最佳灌溉時間、灌溉用水量等，定期向群眾發(fā)布，科學指導農(nóng)民灌溉。

2 大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成

大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由四個平臺構成，分別是智能感知平臺、無線傳輸平臺、運維管理平臺以及應用平臺。這四個平臺系統(tǒng)功能相互獨立，系統(tǒng)網(wǎng)絡相互銜接，形成大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)這一個大的平臺。

2.1 智能感知平臺

智能感知平臺是整個大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺中的基層平臺，它直接對農(nóng)作物生長需要的土壤、溫度等所需外在條件開展監(jiān)測服務，是整個系統(tǒng)的基礎和第一鏈條。這個平臺主要包括：（1）兩類土壤傳感器，即土壤水分傳感器和土壤溫度傳感器，主要對農(nóng)作物土壤條件把關監(jiān)測。（2）智能氣象服務站，主要服務農(nóng)作用生長外在的溫度、濕度、降水量、風速和風向以及輻射情況等條件。智能氣象服務站針對各類氣象信息，因此作用較為綜合，服務范圍較廣。如在水稻種植中，農(nóng)田水位、水溫等都可以通過智能感知平臺直觀的反映出來，從而獲取第一手的資料。

2.2 無線傳輸平臺

無線傳輸平臺也稱傳輸網(wǎng)絡平臺，承擔信息的傳輸。無線傳輸平臺與智能感知平臺緊密聯(lián)系，是整個系統(tǒng)平臺的第二鏈條。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)不同，無線傳輸主要有：（1）GPRS、CDMA、3G無線網(wǎng)絡。這類移動通訊載體，具有無布線、易布置、可流動情況下工作的特點，恰好可以應用于不利于布線布網(wǎng)的野外大田農(nóng)作物種植場合。（2）WLAN無線網(wǎng)絡。屬于區(qū)域內(nèi)的無線網(wǎng)絡，他兼有以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的優(yōu)點，又具備GPRS、CDMA、TD等網(wǎng)絡的部分無線功能，將是大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中無線傳輸平臺的發(fā)展方向之一。

2.3 運維管理平臺

運維管理平臺屬于管理平臺，與無線傳輸平臺緊密聯(lián)系，是一種智能管理系統(tǒng)，屬于整個系統(tǒng)平臺的第三鏈條。運維管理平臺主要包括灌溉遠程控制、灌溉自動控制、墑情預測、旱情預報以及農(nóng)田水利管理等。通過無線傳輸平臺傳遞過來的農(nóng)作物及其環(huán)境信息可以在運維管理平臺開展平臺管理，調(diào)度指揮。例如，通過旱情預報反映上來的信息，可以決定實施遠程灌溉，遠程灌溉時間長短、用水量大小等都可以在運維管理平臺實現(xiàn)。再如，農(nóng)田水利管理涉及眾多方面的內(nèi)容，只有智能化的運維管理平臺才能為其提供科學、精確、高效的管理。

2.4 應用平臺

應用平臺與運維管理平臺緊密相連，屬于整個系統(tǒng)平臺的第四鏈條，是一個終端平臺。應用平臺主要包括兩部分：一是網(wǎng)絡技術應用平臺，主要包括手機短信、彩信，WAP平臺以及互聯(lián)網(wǎng)訪問等，信息終端可遠程了解和處理監(jiān)測信息、預警信息等；二是網(wǎng)絡應用主體平臺，主要包括政府部門，如農(nóng)業(yè)、水利、氣象等部門，這些部門能通過該平臺對大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實施專業(yè)指導，提升農(nóng)情、農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)田水利等綜合管理水平，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化、精細化、科學化。

3 大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用案例分析

新疆是我國重要的棉產(chǎn)地，棉花產(chǎn)量占全國三分之一；棉花質(zhì)量也較優(yōu)，受到國內(nèi)外一致好評。然而新疆干旱缺水現(xiàn)象十分嚴重，成為棉花生產(chǎn)的短板。利用大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)較好的解決了這一問題。

新疆兵團有關部門密切配合，運用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和自動化噴滴灌控制相結合，實現(xiàn)了幾十萬畝棉田智能化、精準化灌溉。這項滴灌技術主要由中心主控系統(tǒng)（主計算機、控制柜）、電磁閥、田間濕度傳感器（可測土壤濕度絕對值）、氣象觀測站（可測量氣象、風向、風速）、數(shù)據(jù)采集指令傳輸?shù)仍O備組成，可有效控制土壤水分、含鹽量、肥力以及病蟲害情況。此技術還可利用手機短信控制閥門，對設定區(qū)域進行灌溉，譬如 五六十畝棉花地如按照以前人工下地灌溉得花整整兩天的時間，現(xiàn)在只需發(fā)發(fā)短信，六七個小時之內(nèi)就能將五六十畝地澆灌完，既省力又省時；同時利用回傳數(shù)據(jù)，隨時記錄、查詢、打印整個灌溉區(qū)域的氣象資料、土壤資料以及灌溉情況。

而在哈密市南戈壁非農(nóng)企業(yè)節(jié)水示范區(qū)，田間控制站電腦可以按照指令為450畝棉田自動澆水。這套自動化灌溉系統(tǒng)，在國內(nèi)具有領先水平。農(nóng)民在家中，或是在泵房管理中心，只要點一下鼠標或是發(fā)個短信，就可以開啟水泵；另外，農(nóng)民或相關人員通過互聯(lián)網(wǎng)或是短信查詢，就可以及時了解地塊灌溉情況，也可以了解別的地塊灌溉情況。這套系統(tǒng)把農(nóng)民從繁重的體力勞動中解放了出來。

總之，大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的滴灌技術的實施，平均滴水量320m3/畝，可以有效緩解棉花的旱情，有效利用水資源；同時自動化智能化的控制避免了人工作業(yè)出現(xiàn)的浪費和失誤現(xiàn)象，而且節(jié)省人力消耗，還有效的減少跑、冒、滴、漏對土地造成的污染，提高了棉花產(chǎn)量，確保了棉花生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定豐產(chǎn)豐收。

4 結語

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，其重要性不言而喻。在我國現(xiàn)代化的實現(xiàn)過程中，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化必不可少。大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是規(guī)?；I(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展方向之一。大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與物聯(lián)網(wǎng)的有效融合，形成了大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)在我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程中有著重要作用。系統(tǒng)的智能感知平臺、無線傳輸平臺、運維管理平臺以及應用平臺既互相獨立又密切聯(lián)系，一方面提高了大田農(nóng)業(yè)的管理水平，另一方面實現(xiàn)了大田農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)代化。除新疆之外，目前，大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在全國各地有著廣泛應用，如禹城農(nóng)田智能灌溉系統(tǒng)、富崗果園墑情檢測系統(tǒng)以及肥鄉(xiāng)節(jié)水灌溉示范項目等。我們有理由相信，隨著系統(tǒng)技術的進一步發(fā)展，國家惠農(nóng)政策的進一步實施，農(nóng)民素質(zhì)的逐步提高，我國大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必將更加完善，應用將更加廣泛，必將有力促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的早日實現(xiàn)。

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