摘 要：本文首先分析了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施物聯(lián)網(wǎng)技術的應用目標，并詳細論述了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施中物聯(lián)網(wǎng)技術模式的總體設計以及相關技術設計，并對物聯(lián)網(wǎng)技術模式的規(guī)?；O施動物精細養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)技術以及設施蔬菜/食用菌生產(chǎn)管理物聯(lián)網(wǎng)技術研究模塊設計進行說明，旨在提升農(nóng)業(yè)設施整體水平，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。

關鍵詞：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施；物聯(lián)網(wǎng)；技術模式；應用設計

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0292-01

引 言

物聯(lián)網(wǎng)是在網(wǎng)絡傳輸技術、信息感知技術等新技術上融合發(fā)展的綜合化信息應用技術，自其誕生之日起，就在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛應用，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施中的應用尤為廣泛，智能農(nóng)業(yè)甚至被列為物聯(lián)網(wǎng)示范工程，可見物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)聯(lián)系之緊密。因此，設計現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施中物聯(lián)網(wǎng)技術模式，是時代發(fā)展的需求，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的必然路徑。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用目標

應用無線通信技術、傳感技術、計算機網(wǎng)絡技術、農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫技術、專家智能分析技術等，在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測、科技園區(qū)管理、設施動物養(yǎng)殖、設施作物種植、大田生產(chǎn)、食品加工、安全防護等方面實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的設施規(guī)模農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控，建立物聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范、體系規(guī)范以及應用技術規(guī)范，面向廣大農(nóng)村開展相關服務并深入推廣，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向著現(xiàn)代化轉變，增加農(nóng)民收入，提升農(nóng)民生活質量，為全面實現(xiàn)小康社會做出一定貢獻。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術以國家食品安全標準為核心，以構建農(nóng)產(chǎn)品安全保障體系為重點應用目標，應用物聯(lián)網(wǎng)質量控制和溯源技術，智能監(jiān)控示范區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境以及農(nóng)業(yè)資源，為農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)提供技術支持，同時全程跟蹤標識農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，包括初加工、包裝、物流、配送等環(huán)節(jié)，構建從生產(chǎn)到消費、從產(chǎn)地到餐桌的全流程質量認證體系以及檢測體系，為消費者提供農(nóng)產(chǎn)品安全保障。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用總體系統(tǒng)設計與技術架構

2.1 整體架構

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的基本原理，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的結構也包括感知層、傳輸層、服務層和應用層。

感知層的任務主要包括兩方面：①根據(jù)需要確定感知目標、對象，并設定其因子參數(shù)，例如選定氣象、作物等要素，同時根據(jù)動植物養(yǎng)殖自己農(nóng)業(yè)大棚蔬菜栽培對環(huán)境的要求，選定主要環(huán)境因子并對其進行監(jiān)測，如環(huán)境參數(shù)（CO2、O2、氨氣等）；氣象參數(shù)（溫度、濕度、光照等）；土壤參數(shù)（土壤成分、溫度、濕度、pH）等；②傳感器的部署，根據(jù)監(jiān)測感知對象特征、特性的不同，選用合適的傳感器及其配套設備。

服務層的核心內(nèi)容是充分應用云計算、中間件技術對信息和數(shù)據(jù)進行處理，包括專家管理、網(wǎng)絡服務、信息融合、網(wǎng)絡管理、智能分析等技術的應用。通過綜合處理和有效利用感知信息，為最終對監(jiān)測對象實行實時控制和信息反饋提供各種計算服務。

應用層則是對經(jīng)過綜合處理的信息的終端應用。即通過感知層采集來的信息經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸、匯聚融合、標準處理、智能加載后再作用于監(jiān)測對象，實現(xiàn)信息控制的目的。

傳輸層的任務是網(wǎng)絡的部署和應用，包括應用有線寬帶網(wǎng)、無線傳輸網(wǎng)、移動網(wǎng)（3G、4G）等多種數(shù)據(jù)接入方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。

物聯(lián)網(wǎng)層次之間，既有遞進關系，也有雙向交互、反饋、激發(fā)、控制、調(diào)節(jié)等關系。其核心旨在物與物、人與物之間建立信息聯(lián)系的通道，包括正確識別物品對象的屬性、特征、狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律，再通過人的智慧，能動地反作用于客觀目標，達到控制甚至改造“物”的目的。

2.2 技術架構

核心技術研究與應用：包括信息傳輸與自組織網(wǎng)絡部署技術、信息感知與識別技術、信息融合與云計算技術等。產(chǎn)品研發(fā)與集成應用：包括網(wǎng)絡設備、監(jiān)測、通訊、感知等硬件產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品，如專家分析系統(tǒng)、信息處理與融合系統(tǒng)、仿真模擬系統(tǒng)、云計算系統(tǒng)等軟件。

物聯(lián)網(wǎng)技術實施：包括各種現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)應用與示范，如農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)產(chǎn)品加工、設施大棚（食用菌、鮮花、蔬菜、園藝等）、農(nóng)村信息智能推送服務、農(nóng)業(yè)觀光休閑物聯(lián)網(wǎng)應用、設施養(yǎng)殖等。

技術體系與支撐平臺構建：包括農(nóng)產(chǎn)品質量安全管理物聯(lián)網(wǎng)技術體系、現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用技術體系、休閑觀光農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術體系、農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源保障平臺、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息資源管理存儲平臺、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用云計算平臺等。

3 模塊設計

3.1 規(guī)?；O施動物精細養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)技術研究應用模塊設計

建立基于無線傳感網(wǎng)的動物數(shù)字化監(jiān)測平臺，包括可視化技術、硬件設備的定位、設計、無線傳感器的部署以及路由算法研究，基于傳感技術，實施動物個體生物信息采集系統(tǒng)的示范和應用，給動物佩帶無線傳感器節(jié)點，通過無線路由將位置、脈搏、體溫等重要的生物特征信息傳送到服務器上，通過手機等設備，實時預測動物的疫情、疾病、發(fā)情等情況。利用RFID技術實現(xiàn)養(yǎng)殖動物自動識別與追蹤，實現(xiàn)牲畜繁育、養(yǎng)殖、運輸?shù)娜鞒瘫O(jiān)控，并為管理者提供便捷有效的網(wǎng)絡軟件管理手段。

3.2 設施蔬菜/食用菌生產(chǎn)管理物聯(lián)網(wǎng)技術研究應用模塊設計

根據(jù)設施作物對光、溫、水、肥、氣等環(huán)境參數(shù)的要求，選用適合設施作物生產(chǎn)管理物聯(lián)網(wǎng)技術要求的傳感器，并通過無線網(wǎng)絡技術或現(xiàn)場總線技術組成傳感網(wǎng)絡；溫室測控無線傳感網(wǎng)采用分層網(wǎng)絡結構，單個溫室作為無線傳感網(wǎng)的一個測量控制區(qū)，傳感器節(jié)點和控制節(jié)點進行自組織組網(wǎng)，節(jié)點間信息傳遞采用多跳路由協(xié)議，所有傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)關到達控制中心，對溫室環(huán)境的調(diào)控信息經(jīng)由網(wǎng)關反饋到控制節(jié)點，對閥門、風機、溫度調(diào)節(jié)設備等進行控制，從而實現(xiàn)溫室環(huán)境的無線測控。

4 結 語

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中的應用，能夠在很大程度上提升農(nóng)業(yè)整體水平，推動農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。文章設計的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施中物聯(lián)網(wǎng)技術模式，能夠實現(xiàn)對動物、植物的實時監(jiān)測，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供良好平臺。

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收稿日期：2018-3-26