邱 亮（南京師范大學泰州學院，江蘇泰州，225300）

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用及創(chuàng)新發(fā)展策略探討

邱 亮
（南京師范大學泰州學院，江蘇泰州，225300）

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)被人們公認為是全球信息產(chǎn)業(yè)的又一次革命，自1999年到今天它以人們難以想象的速度快速滲透進人們生活的各個角落。本文針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用現(xiàn)狀、應用難點以及關鍵環(huán)節(jié)展開了較為細致的分析，并以此為基礎，探討了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術未來發(fā)展重點和難點，并就發(fā)展的難點提出了應對措施。

物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)業(yè)；技術；創(chuàng)新；研究

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術運用核心技術和難點

隨著大農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略的逐步推進，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中的應用也越來越廣泛，但是鑒于物聯(lián)網(wǎng)技術的成熟度和農(nóng)業(yè)的復雜性，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用也存在很多難點和問題。

1.1 信息傳感器

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的基礎部件，作用等同于人體信號傳輸?shù)纳窠?jīng)元。當前，在全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術中使用比較廣泛的傳感器可以分為三類：生物型、物性型以及微機電型傳感器。生物型傳感器可以將生物自身當做一種敏感部件，依照生物自身對外界變化產(chǎn)生的反應實現(xiàn)感受、觀察、反應和轉換的功能，其主要可以分為微生物傳感器、組織傳感器、酶傳感器等。物性型傳感器一般是選擇自身敏感的材料經(jīng)由人工合成或加工制成的，主要用來探測外部的溫濕度等。微機電型傳感器作為新生代傳感器的代表，比傳統(tǒng)的傳感器擁有小體積、低功耗、低成本、高可靠性等很多優(yōu)點。

1.2 射頻識別技術

射頻識別技術的發(fā)現(xiàn)改寫了識別系統(tǒng)必須通過目標受體之間建立光學或機械接觸的歷史，它可以直接通過無線電通訊訊號識別既定目標與之建立聯(lián)系，讀寫數(shù)據(jù)。由于這個巨大優(yōu)勢的存在，射頻識別技術出現(xiàn)之初就被應用在了農(nóng)業(yè)方面，到目前為止，國外對射頻識別技術的應用已經(jīng)步入成熟階段，尤其是在農(nóng)產(chǎn)品品質的監(jiān)督檢測方面應用特別廣泛。在我國，射頻識別技術也逐步被應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、產(chǎn)品流通以及產(chǎn)品安全檢測等領域，大大提升了我國對初級農(nóng)產(chǎn)品品質的管控能力、檢測能力以及追蹤能力，極大地促進了物聯(lián)網(wǎng)技術在中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展應用。但是由于射頻識別技術成本較高，而且我國還未形成統(tǒng)一的標準，所以射頻識別技術在應用上存在較為突出的安全問題，相關數(shù)據(jù)很可能會被竊取盜用，對客戶造成巨大損失。

1.3 信息的傳輸

現(xiàn)在，信息傳輸技術主要有無線、有線傳感網(wǎng)絡技術與移動通信技術。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術中應用最廣泛的是無線傳感網(wǎng)絡技術，它可以通過部署的無線傳感節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸。國外的無線傳感網(wǎng)絡技術已經(jīng)進入實際應用階段。

1.4 信息的處理

傳感器采集數(shù)據(jù)并傳輸存儲后，需要進行數(shù)據(jù)處理，挖掘不同信息的內在聯(lián)系，進而發(fā)現(xiàn)新信息，最終為用戶的進一步工作提供相關數(shù)據(jù)支持。

為保證農(nóng)產(chǎn)品的安全，傳感器需要實時的記錄其從田間到地頭的各種信息，這個過程會生成大量的無序數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)的存儲計算法存儲這些數(shù)據(jù)不但要占用很大的硬盤空間，造成極大的浪費，而且調取、處理很不方便。云計算的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，用戶只要擁有一個網(wǎng)絡連接接口就能夠隨時隨地調取數(shù)據(jù)，獲取服務。但是，同樣，由于國內云計算技術還未形成統(tǒng)一的標準，不同云處理器之間難以進行互操作，用戶選用一個云計算后很難再換用；而且云計算的處理系統(tǒng)位于公共云中，其內部涉及到了很多敏感信息，很容易造成用戶信息泄露。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術運用的關鍵環(huán)節(jié)

物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)領域中的運用關鍵在于育種、精準作業(yè)、畜禽養(yǎng)殖及疫病防控、產(chǎn)品安全控制、資源調控等關鍵環(huán)節(jié)的運用。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術在育種環(huán)節(jié)的運用

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術在國內外育種的植物性狀采集、檢測等方面的運用發(fā)展非常迅速，在作物個體基本性狀參數(shù)測量等很多方面發(fā)揮著越來越重要的作用。同時，育種軟件的開發(fā)利用也加速推進了作物育種規(guī)?；?、流程化、集約化的管理。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)場精準作業(yè)環(huán)節(jié)的運用

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人力成本的提高，粗放型、勞動密集型的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)不能滿足農(nóng)民的需求。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術能夠對農(nóng)場生產(chǎn)過程中的作物栽培、病蟲害防治、水肥施用等環(huán)節(jié)進行自動化、精細化控制，能夠有效地提高農(nóng)場管理水平，提升資源的利用率和產(chǎn)出率。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術在我國平原部分大型農(nóng)場的運用已經(jīng)取得了良好的效果，尤其是新疆兵團采用的智能灌溉系統(tǒng)，能夠集濕度監(jiān)測、自動灌溉于一體，實現(xiàn)了農(nóng)場遠程管理的目標。目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，我國已經(jīng)研發(fā)出了一批經(jīng)過實踐檢驗極具推廣價值的應用系統(tǒng)，但是由于我國物聯(lián)網(wǎng)技術起步較晚，現(xiàn)有系統(tǒng)的精準化和智能化程度還無法滿足農(nóng)戶的需求，仍然需要加大對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的研發(fā)投入和研發(fā)力度。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在畜禽養(yǎng)殖及疫病防控環(huán)節(jié)的運用

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中傳感器可以采集動物的生長信息、營養(yǎng)信息、飼喂信息等數(shù)據(jù)并通過中心進行處理，控制中心根據(jù)反饋的信息數(shù)據(jù)對動物個體進行自動化飼料喂養(yǎng)；還可以通過對動物體溫、行為特征等數(shù)據(jù)的實時分析，對動物個體進行精細化管理，有助于提前發(fā)現(xiàn)動物疫情并及時進行預警和處理。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術在產(chǎn)品安全控制環(huán)節(jié)的運用

為了進一步保證產(chǎn)品質量，防止農(nóng)產(chǎn)品安全事件再一次發(fā)生，各級政府鼓勵和要求生產(chǎn)企業(yè)建立產(chǎn)品追溯體系，實現(xiàn)產(chǎn)品的正逆可追溯。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展極大地促進了企業(yè)可追溯系統(tǒng)的建設能力。利用傳感器技術、射頻識別技術、信息傳輸技術、信息處理技術可以非常容易的記錄和存儲動植物生長全過程的各項數(shù)據(jù)。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)技術在資源調控環(huán)節(jié)的運用

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術可以通過部署的傳感器對農(nóng)場生態(tài)環(huán)境以及作物生長狀況進行實時監(jiān)測。目前，美日韓發(fā)等達國家都已經(jīng)建成了宏觀生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和大田自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)并進行了廣泛應用。我國自主研制的地面與太空相結合的墑情監(jiān)測系統(tǒng)也已經(jīng)在黑龍江、新疆等地區(qū)開始進行應用，該系統(tǒng)可以對環(huán)境中各類有害氣體以及溫度、顆粒物等含量等參數(shù)進行監(jiān)測。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術未來發(fā)展重點

3.1 信息感知和信息識別技術

3.1.1 農(nóng)作物生長環(huán)境信息感知和識別技術

現(xiàn)在，在我國農(nóng)作物環(huán)境信息感知和識別技術多數(shù)處于理論或者在實驗室研發(fā)階段，要加快對集環(huán)境感知、作物監(jiān)測、傳輸便捷等多種功能于一體的傳感設備的研發(fā)。

3.1.2 水產(chǎn)行業(yè)環(huán)境信息感知和識別技術

增強人工智能、遙感技術的研發(fā)能力，不斷創(chuàng)新傳感器感知技術，將多種傳統(tǒng)工藝和新興技術有效結合，提升水產(chǎn)行業(yè)向自動化、科學化方向發(fā)展速度。

3.1.3 畜牧養(yǎng)殖信息感知和識別技術

增強高準確度射頻識別技術與DNA鑒別技術的研發(fā)能力，消除距離、應用環(huán)境等因素影響，促進畜禽識別統(tǒng)一標準的建立和完善，構建畜禽養(yǎng)殖自動化、智能化的生產(chǎn)體系。

3.1.4 資源環(huán)境信息感知和分析技術

加強對生物個體生長環(huán)境各項因子的監(jiān)測、追蹤、預警能力，通過數(shù)據(jù)智能分析，建立和完善資源環(huán)境信息感知和分析系統(tǒng)，增強自動獲取、分析、處理農(nóng)業(yè)資源環(huán)境信息的能力。

3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸和自組網(wǎng)絡技術

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自組網(wǎng)絡技術的研究旨在延長傳感器使用壽命，減少信息傳遞能耗，降低對空間的占用，有效避免能量的浪費，提升整個系統(tǒng)的使用年限。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術的研究旨在降低不同節(jié)點間信息傳輸信號的損失，消除地表及地下電磁波造成的傳輸損失，建立不同環(huán)境中信息傳輸?shù)淖罴雅渲谩?/p>

3.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云端計算技術

云端計算和云平臺的隨時存儲、隨需隨取的特性使其非常適合應用在農(nóng)業(yè)領域，并且借助云平臺匯聚了各國政策、氣候變化、產(chǎn)品價格等因子形成的龐大數(shù)據(jù)庫，能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供專業(yè)的、可靠地數(shù)據(jù)支撐。

4 結論

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展是一切的基礎。在經(jīng)濟和科技迅猛發(fā)展的時期，我們要充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術對農(nóng)業(yè)發(fā)展的推動作用，抓住機遇，促進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的轉型升級。

［1］崔文順.云計算在農(nóng)業(yè)信息化中的應用及發(fā)展前景［J］.農(nóng)業(yè)工程.2012（01）

［2］李峰.在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中基于卡爾曼濾波算法實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合處理［J］.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息.2014（12）

［3］葛文杰，趙春江.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究與應用現(xiàn)狀及發(fā)展對策研究［J］.農(nóng)業(yè)機械學報.2014（07）

Discussion on application and innovation development strategy of Agricultural Internet of things technology

Qiu Liang
（Nanjing Normal University Taizhou College，Taizhou Jiangsu，225300）

The emergence of the Internet of things has been recognized as another revolution is the world's information industry，from 1999 to today at the speed of it is hard to imagine it rapidly penetrate into every corner of our life.This article in view of the present situation of the application of agricultural technology of Internet of things，the application difficulties and key links for more detailed analysis，and on this basis，discussed the important and difficult agriculture iot technology development in the future，and the difficulties in the development of countermeasures are put forward.

the Internet of things；Agriculture；Technology；Innovation； research