康憲芝 陳靜 滕岳 高貝貝

(滄州交通學院，河北 滄州 061000)

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術一出現(xiàn)，國家就出臺了多項政策鼓勵物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。我國作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，一直注重在農(nóng)業(yè)領域中采用先進的科學技術，因此使用物聯(lián)網(wǎng)技術推動農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。目前北京、上海、山東、廣東等地區(qū)已經(jīng)建立特色農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地，促進了物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)主要指通過使用各種不同類型的傳感器，采集需要監(jiān)控、互動、連接的信息，并通過各種類型的網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的連接，實現(xiàn)感知、識別和管理的智能化，可以讓能夠被獨立尋址的普通對象組成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)技術在社會生活各個領域有了很多的應用空間，物聯(lián)網(wǎng)核心技術主要有以下幾個方面。

1.1 射頻識別技術

射頻識別技術是通過射頻信號自動識別特定目標并獲取相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)非接觸識別。射頻識別技術和傳統(tǒng)的條形碼相比優(yōu)點突出，不僅能夠防水、耐高溫，使用壽命長；而且能夠自動識別、識別能力強、可實現(xiàn)長距離識別；對得到的數(shù)據(jù)可以加密、存儲信息可以隨時修改，并且可以存儲比較大的數(shù)據(jù)量。該技術在物流、零售等行業(yè)可以實現(xiàn)全球范圍的物品跟蹤和信息共享。

1.2 傳感器網(wǎng)絡技術

傳感器網(wǎng)絡技術在物聯(lián)網(wǎng)智能領域應用很廣。傳感器是外部信息獲取的源頭，利用各種類型的傳感器獲取需要的各種物品信息、環(huán)境信息，并把采集到的數(shù)據(jù)進行存儲或根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和管理。傳感網(wǎng)絡技術主要目的就把信息的獲取、處理、傳輸和執(zhí)行集成在一起，可以有效提高系統(tǒng)的自動化和智能化。

1.3 全球定位技術

1.4 計算機技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是計算機技術的發(fā)展，能夠使萬物之間互通互聯(lián)。在智慧農(nóng)業(yè)領域，運用計算機技術將各類傳感器采集的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控云平臺。通過網(wǎng)絡把多個成本性能較低的計算實體組成一個具有強大計算能力的系統(tǒng)。

1.5 網(wǎng)絡通訊技術

通過傳感器網(wǎng)絡采集到的數(shù)據(jù)信息需要通過網(wǎng)絡通訊技術進行傳輸。最常使用的通訊技術有4G通訊技術及5G通訊技術，還有非常普及的LORA無線通訊技術及M2M技術。在智慧農(nóng)業(yè)中，網(wǎng)絡通訊技術能夠遠程完成自動化控制，實現(xiàn)人、機、系統(tǒng)的交互，使機器之間能夠在無人干預的情況下進行通信和操作。

在物聯(lián)網(wǎng)技術中，5個核心技術相輔相成。計算機技術就像大腦處理數(shù)據(jù)進行決策，傳感器網(wǎng)絡就像神經(jīng)系統(tǒng)感知外界的信息變化，射頻識別技術就像眼睛獲取周邊信息，全球定位技術就像人體細胞，而網(wǎng)絡通訊技術就像血管傳遞不同信息。無論外界環(huán)境還是物體有任何變化，傳感網(wǎng)絡都能夠感受到，并把信息傳遞給大腦進行處理和控制。

2 物聯(lián)網(wǎng)核心技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領域的應用

2.1 農(nóng)業(yè)智能化種植、養(yǎng)殖

2.1.1 大田基地智慧種植

采用物聯(lián)網(wǎng)技術可以對農(nóng)作物生長過程中的環(huán)境信息、土壤信息、農(nóng)作物信息進行全面的監(jiān)控。要落實全部監(jiān)控智能化要配備衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、進行監(jiān)測的所有傳感器及相應的機械設備。

環(huán)境信息包括大氣的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及是否存在有害物質(zhì)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術對這些參數(shù)進行實時的監(jiān)測分析，再通過手機或電腦終端對相應的機械設備進行控制可以調(diào)整環(huán)境達到植物最佳的生長狀態(tài)。

土壤環(huán)境是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的重要方面，通過對土壤酸堿度、溶解氧含量、電導率、濕度、養(yǎng)分等參數(shù)的實時檢測與分析，結合所種植農(nóng)作物的不同確定施肥和灌溉的措施。根據(jù)傳感器測得的土壤數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機的分析，確定灌溉時間、時長，確定施肥量及施肥路線。農(nóng)民可以通過智能設備進行控制，可以有效節(jié)約水和化肥的使用量。

由于甄峰所提出的理論時間過于久遠，不適合現(xiàn)在的發(fā)展環(huán)境。同時，我國區(qū)域創(chuàng)新的指標體系中知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、創(chuàng)新資源投入能力、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新環(huán)境投入、人才實現(xiàn)能力和國家政策等多項指標都為研究提供了更多的支持?，F(xiàn)存的評價體系因缺乏選取協(xié)同性的指標，單一的指標不能滿足企業(yè)以及多部門的創(chuàng)新，創(chuàng)新的需要加強知識和技術的融合，多主體、區(qū)域間的合作將成為未來創(chuàng)新發(fā)展的核心。結合遼寧地區(qū)實際情況，對遼寧地區(qū)區(qū)域創(chuàng)新能力建立指標體系，并以遼寧省大連市和鞍山市為例，對兩地的創(chuàng)新能力優(yōu)勢進行比較，進而找到最適合遼寧地區(qū)的區(qū)域創(chuàng)新指標。

農(nóng)作物信息監(jiān)測，不同位置的土地上農(nóng)作物生長情況也會存在不同，可以根據(jù)監(jiān)測到的信息規(guī)劃施肥措施。農(nóng)作物生長過程中除了澆水、施肥還有一個非常重要的問題就是防蟲害。隨著5G技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)性能進一步提高，可以根據(jù)大數(shù)據(jù)和高新科技進行精確檢測。通過數(shù)據(jù)分析可以有效預測蟲害發(fā)生的時間、軌跡，能夠更加有效更加精準的防治，避免大量使用農(nóng)藥對人體造成傷害。

2.1.2 畜禽養(yǎng)殖

在畜禽安全飼養(yǎng)方面，通過物聯(lián)網(wǎng)技術能夠獲取畜禽的生長情況、喂養(yǎng)環(huán)境、防疫用藥情況等信息，可以實現(xiàn)自動化的喂食、喂水及環(huán)境調(diào)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)畜禽生病情況有效防疫，并建立相應的數(shù)據(jù)檔案對畜禽數(shù)量、繁殖、用藥、飼養(yǎng)等情況做相應記錄，作為畜禽產(chǎn)品可以安全溯源的數(shù)據(jù)基礎[2]。同時利用物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)出的針對養(yǎng)殖場的管理系統(tǒng)，可以對畜禽進行檔案管理、防疫管理、醫(yī)療管理。通過電子標簽可以快速獲得每個畜禽的所有養(yǎng)殖信息，可以對養(yǎng)殖生產(chǎn)進行有效的監(jiān)督和管理。

2.1.3 漁業(yè)生態(tài)養(yǎng)殖

物聯(lián)網(wǎng)技術應用到到漁業(yè)各個環(huán)節(jié)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，通過對養(yǎng)殖環(huán)境安裝不同類型的傳感器和網(wǎng)絡監(jiān)控設備，對水體溫度、溶解氧、pH值、鹽度、濁度等信息進行監(jiān)測，并對測量數(shù)據(jù)進行評估，根據(jù)所得參數(shù)進行智能控制。在海洋漁業(yè)中，可以通過海洋監(jiān)測站、圖像采集系統(tǒng)及衛(wèi)星定位通信技術監(jiān)測海洋鹽度、溫度、溶氧、浮游生物以及污染物等情況。海洋監(jiān)測漁船無法到達的地方可以通過衛(wèi)星實時傳輸數(shù)據(jù)。對提供海洋漁業(yè)資源信息，防治海洋污染，為海洋突發(fā)事件預警提供了幫助。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品流通及安全溯源

物聯(lián)網(wǎng)技術可以給農(nóng)產(chǎn)品提供一個平臺，使農(nóng)產(chǎn)品能夠更好的“賣出去”。與發(fā)達的城市相比，農(nóng)村交通設施不便，且消息相對閉塞。隨著電商知識越來越普及和政府的大力支持，許多企業(yè)搭建了農(nóng)村物流的大數(shù)據(jù)平臺，農(nóng)資網(wǎng)上商城也逐漸建立，物聯(lián)網(wǎng)技術結合電商模式可以給農(nóng)業(yè)的種植、養(yǎng)殖及銷售開啟一個新的篇章，產(chǎn)品信息通過互聯(lián)網(wǎng)可以被更多的消費者看到，能夠更好的銷售出去。

通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以使農(nóng)戶和經(jīng)銷商建立聯(lián)系。經(jīng)銷商可以通過物聯(lián)網(wǎng)了解哪些地方的農(nóng)作物成熟了，哪些地方農(nóng)作物數(shù)量多質(zhì)量好，可以提前和農(nóng)戶做好收購計劃。農(nóng)戶也可以通過物聯(lián)網(wǎng)知道農(nóng)產(chǎn)品的銷路情況，哪些農(nóng)產(chǎn)品過剩不好銷售，哪些農(nóng)產(chǎn)品比較稀缺供應不足，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)對經(jīng)銷商進行選擇，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品銷售情況確定下一季度的種植、養(yǎng)殖計劃，可以有效防止由于農(nóng)產(chǎn)品滯銷帶來的經(jīng)濟損失。

通過物聯(lián)網(wǎng)還可以對農(nóng)產(chǎn)品進行供應鏈管理。物聯(lián)網(wǎng)技術可以收集農(nóng)產(chǎn)品種植養(yǎng)殖、生產(chǎn)、加工、存儲、物流及供應商等信息，并根據(jù)這些信息對產(chǎn)品的供銷進行系統(tǒng)科學的管理。物聯(lián)網(wǎng)技術可以賦予農(nóng)產(chǎn)品身份信息，通過條碼、二維碼、射頻識別標簽可以使用掃描設備讀取產(chǎn)品的所有信息，如產(chǎn)地、物流、配送人員，不僅有利于保障食品安全，而且方便實施售后，也為近幾年新冠肺炎疫情的流調(diào)溯源提供了幫助。

2.3 數(shù)據(jù)采集中心

基于物聯(lián)網(wǎng)技術對農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖生產(chǎn)銷售過程中的數(shù)據(jù)進行實時采集，可以提高數(shù)據(jù)采集效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法效率低、誤差大、成本高。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以使數(shù)據(jù)收集更加方便快捷，可以存儲大量數(shù)據(jù)，在保證數(shù)據(jù)準確性的同時還能有效防止數(shù)據(jù)丟失。由于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有實時性和動態(tài)變化性，可以對需要監(jiān)控的對象采用建模的方法進行數(shù)據(jù)整理。使用不同的數(shù)據(jù)流分類方法針對用戶需要了解的側重點可以得到不同的分類結果。將計算機網(wǎng)絡技術和統(tǒng)計分析技術相結合，建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集中心，能夠有效提高工作效率，并保證結果的準確性。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)存在的問題

3.1 農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖環(huán)境的問題

農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和流通有其自身的特點。農(nóng)村的種植養(yǎng)殖環(huán)境一般比較分散、偏遠。雖然政府投出大量的財力物力來改善農(nóng)村生產(chǎn)生活環(huán)境，但是有些偏遠地區(qū)農(nóng)作物種植基地、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖基地環(huán)境復雜，農(nóng)戶散落，給農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和運輸帶來很大的不便。農(nóng)產(chǎn)品種植、養(yǎng)殖與季節(jié)息息相關，不同季節(jié)供需差距較大。物流需要根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的成熟季節(jié)的不同進行調(diào)整。一些較偏遠的地區(qū)網(wǎng)絡環(huán)境比較差，不能夠搭建云平臺實時讀取數(shù)據(jù)和外界有效交流信息；基礎設施薄弱的地方電力系統(tǒng)也不完善，電力系統(tǒng)不足導致所有電子設備都不能正常工作，無法提供物聯(lián)網(wǎng)需要的基本物理條件。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)領域的融合度不夠

雖然我國已經(jīng)建立了許多大田種植基地、畜禽養(yǎng)殖基地、漁業(yè)養(yǎng)殖基地?？傮w來說物聯(lián)網(wǎng)技術在種植養(yǎng)殖的應用中時間較短，還有許多不足需要在實踐中摸索改進。在一些新的應用領域物聯(lián)網(wǎng)還處于試驗階段，沒有統(tǒng)一的技術指標和規(guī)范標準，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)許多水平不一的云平臺，企業(yè)和用戶很難選擇合適的平臺和供應商。部分企業(yè)和種植養(yǎng)殖人員缺乏技術經(jīng)驗，推廣難度較大。物聯(lián)網(wǎng)技術和產(chǎn)業(yè)的融合還需要不斷探索。

3.3 缺少熟悉物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的復合型人才

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新興事物，迫切需要既熟悉物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)又懂得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的復合型人才。在實際的農(nóng)業(yè)領域，大部分農(nóng)戶文化水平較低，一些種植養(yǎng)殖人員和企業(yè)觀念陳舊不能接受新的科學技術，種植養(yǎng)殖過程中僅憑借自身經(jīng)驗，缺少系統(tǒng)的科學的種植養(yǎng)殖管理理念，缺少相關技術的培訓，缺少技術人員給予科學的種植養(yǎng)殖和管理辦法的技術支持，很難滿足智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。缺少能夠?qū)r(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖數(shù)據(jù)的信息分析人才，難以根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)對環(huán)境災害、市場需求進行有效分析、科學判斷。因此，急需專業(yè)水平較高的復合型人才來推動我國智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展[3]。

4 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢

4.1 物聯(lián)網(wǎng)配套設施越來越完善

國家正在加大資金投入、引入社會資金加強物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)村的基礎設施建設，建立提供良好的電力資源和網(wǎng)絡環(huán)境。政府已經(jīng)出臺相關政策大力扶植農(nóng)資電商，以電商的發(fā)展帶動配套體系的不斷完善。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)使用越來越普及

國外的物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)比較成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)對地區(qū)環(huán)境的實時監(jiān)控，為農(nóng)業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。我國現(xiàn)階段也已經(jīng)建立了很多大田種植基地、畜禽養(yǎng)殖基地、漁業(yè)養(yǎng)殖基地，經(jīng)過不斷的完善也將在我國逐步普及。

要努力降低成本，物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設，大量高精度傳感器的使用，都會提高使用和研發(fā)的成本，而農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及降低成本是一項非常重要的前提條件；平臺標準化，目前國內(nèi)存在著大量的云平臺供應商，水平參差不齊，因此需要對平臺設計建立統(tǒng)一的標準[4]；安全性，通過物聯(lián)網(wǎng)可以快速讀取大量數(shù)據(jù)，并進行處理，提高物聯(lián)網(wǎng)的安全性是非常關鍵的。可以通過建立傳感器網(wǎng)絡秘鑰管理系統(tǒng)，增加無線傳感器安全路由協(xié)議，使用相關的算法提高物聯(lián)網(wǎng)使用的安全性。

4.3 不斷培養(yǎng)高精尖人才

任何技術的發(fā)展都離不開相關領域的人才培養(yǎng)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有一定的綜合性，需要積極培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平的專業(yè)人才。要加強對農(nóng)戶的技術培訓，由專業(yè)人員定期對農(nóng)戶進行技術支持；培養(yǎng)既熟悉物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)又懂得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的復合型人才，出臺激勵政策鼓勵大學生回鄉(xiāng)支持農(nóng)業(yè)發(fā)展建設[5]。

4.4 “5G+大數(shù)據(jù)+AI技術”共同發(fā)展

伴隨著大數(shù)據(jù)、5G、AI等新一代信息技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也將迎來新的契機。隨著無線通訊技術占比的加大，5G技術正是面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧農(nóng)業(yè)智慧城市等更廣闊的應用，能夠支持更多的智能終端設備的接入。有數(shù)據(jù)顯示，5G可以做到1km2接入100萬個傳感器進行聯(lián)網(wǎng)。大量的終端接入必然會積累大量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術可以對這些數(shù)據(jù)進行分析存儲，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析可以得到更有價值的信息。AI技術則會根據(jù)數(shù)據(jù)的分析，結合先進的算法進行優(yōu)化，最終對終端進行反饋。有“5G+大數(shù)據(jù)+AI技術”的共同支持，物聯(lián)網(wǎng)將不僅僅局限于萬物皆可互聯(lián)，而是可以實現(xiàn)萬物皆可智聯(lián)。

5 結語

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的出現(xiàn)促進了農(nóng)村種植、養(yǎng)殖及生產(chǎn)銷售模式的轉(zhuǎn)變。采用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以對農(nóng)作物種植、畜禽養(yǎng)殖、漁業(yè)的信息進行有效監(jiān)測和控制，在保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領域的應用越來越成熟，信息技術在農(nóng)業(yè)領域應用的范圍越來越廣，借助國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的扶持，對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)，智慧農(nóng)業(yè)將得到全面的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)銷售水平必然要上一個新臺階。