物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用

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摘要：本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)基本層次，對(duì)目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展方面的狀況作了簡(jiǎn)要分析，探討了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)安全、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)三個(gè)方向上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧農(nóng)業(yè)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展情況

目前，以美國(guó)為代表的西方發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息體系構(gòu)建以及信息的采集利用方面都已走在世界前列，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)也已在農(nóng)業(yè)環(huán)境、農(nóng)業(yè)耕作、物流加工方面得到一定應(yīng)用。近年來，我國(guó)不斷加大對(duì)聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的研發(fā)投入，2009年我國(guó)出臺(tái)的“感知中國(guó)”發(fā)展綱領(lǐng)，提出將物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)如今我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展已取得顯著成果。東部沿海發(fā)達(dá)省份在播種、灌溉、耕作、收獲、防護(hù)及物流加工方面基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息化管理。西部省份近年來也在加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在水電設(shè)施、農(nóng)田規(guī)范化改造方面都進(jìn)展迅速，為進(jìn)入信息化農(nóng)業(yè)做好了準(zhǔn)備。農(nóng)田種植生產(chǎn)是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要部分。在例如農(nóng)田信息管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、作物耕作時(shí)間等方面上，信息復(fù)雜度高，分析處理較為困難，在對(duì)時(shí)間的控制上還有較大的進(jìn)步空間。差分全球定位技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握作物生長(zhǎng)信息，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉。同時(shí)，可以對(duì)作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，建立一套農(nóng)作物的生長(zhǎng)診斷信息系統(tǒng)。對(duì)于大棚農(nóng)業(yè)，通過采集農(nóng)田整體環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)智能化的大棚溫室氣體調(diào)節(jié)、光照調(diào)節(jié)和溫濕度控制[1]。

2物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論

一般認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)體系由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)部分組成。感知層是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與外界直接接觸的部分，是保證整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)信息準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。它的工作便是采集物理信息，并將其數(shù)字化，再通過穩(wěn)定的短距離傳輸途徑上傳網(wǎng)絡(luò)層。語音、位置、視頻、生物信息等各種物理量都可以是感知層的采集對(duì)象。感知層還分兩個(gè)部分:數(shù)據(jù)采集部分和傳輸部分。數(shù)據(jù)采集部分好比感知層的五官，可以收集各種各樣的外部信息。傳輸部分好比感知層的雙手，可以將采集到的信息遞交上層處理。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的主要數(shù)據(jù)傳輸層。該層要盡可能滿足各種外部信息的傳輸要求，即要具有連入多種信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的能力。網(wǎng)絡(luò)層傳輸不同于感知層，它要求能夠大范圍、長(zhǎng)距離地傳輸數(shù)據(jù)，需要移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等各種硬件和軟件協(xié)議的支持。網(wǎng)絡(luò)層好比讓物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了快車道，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不再受空間的制約。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的頂層和管控中心。應(yīng)用層的靈活性很強(qiáng)，可以對(duì)感知層采集到的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和研究。應(yīng)用層具有良好的人機(jī)交互功能，可以滿足人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息的整合和控制要求，有利于構(gòu)建多層次的農(nóng)業(yè)智能信息平臺(tái)[2]。

3農(nóng)業(yè)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的根本。傳感器技術(shù)是感知層和整個(gè)物理網(wǎng)系統(tǒng)的立足之本。近年來，農(nóng)用傳感器已從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多角度出發(fā)，構(gòu)建出了完整的傳感器系統(tǒng)。氣體傳感器、水體傳感器、土壤傳感器、作物生長(zhǎng)傳感器，以及更為先進(jìn)的土壤重金屬傳感器、空氣污染傳感器、關(guān)鍵礦物元素測(cè)量傳感器等[3]，幾乎覆蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面。在無線傳輸方面，我國(guó)研發(fā)的“唐芯一號(hào)”“渝芯一號(hào)”物聯(lián)網(wǎng)芯片，實(shí)現(xiàn)了將無線傳感、無線通信、數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)籌結(jié)合，并在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市方面有了廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)市場(chǎng)相結(jié)合使得農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)相呼應(yīng)，從側(cè)面推動(dòng)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)市場(chǎng)智能信息平臺(tái)，通過分析現(xiàn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，結(jié)合當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)行情，對(duì)未來農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)信息做出科學(xué)預(yù)測(cè)，方便國(guó)家政府部門對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出及時(shí)地宏觀調(diào)控。中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)（CAMES），是一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的綜合市場(chǎng)平臺(tái)，每周可以收集并傳輸近千個(gè)農(nóng)田生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的生產(chǎn)和價(jià)格信息，有助于農(nóng)戶改善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行更加合理、高效、經(jīng)濟(jì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)還關(guān)注于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題。我國(guó)近年來不斷發(fā)展二維碼技術(shù)和RFID技術(shù)。通過它們，消費(fèi)者可以方便直接地查詢農(nóng)產(chǎn)品的來源信息，實(shí)現(xiàn)了有關(guān)部門和消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)加工到市場(chǎng)流通的一站式監(jiān)管[4]。

4結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)從輔助生產(chǎn)的水平上升到了多角度、全方位的農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用層面。但我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍處于不平衡、不完善、高成本的階段，未來在精煉體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與推廣方面還有很長(zhǎng)的路要走

參考文獻(xiàn)：

[1]李瑾，馮獻(xiàn)，郭美榮,等.“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的國(guó)際比較與借鑒[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2018，39(2)：194-202.

[2]歐文.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2015.

[3]徐文劼.淺談物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器特性及其分類[J].自動(dòng)化儀表，2017，38(3)：44-47+54.

[4]王軍英.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013(9)：10-13

作者：董偉梁 單位：山東科技大學(xué)