發布時間：2022-04-23 09:29:16
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇農業物聯網論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：近年來，我國農業正處在從傳統生產模式向現代化生產模式的進程之中，農業需要用現代化設備來裝備，利用現代技術水平進行武裝，物聯網技術的快速發展就為智能農業的發展提供了良好的技術職稱。本文主要針對物聯網技術在智能農業中的應用進行分析。
關鍵詞：物聯網技術；智能農業；應用
隨著社會的飛速發展和科技水平的不斷提高，信息化產業在繼計算機、互聯網以及移動通信后出現了第三次改革的浪潮----物聯網技術。物聯網技術從字面意思理解為兩個物體相互連接的互聯網，就是將任意的兩個物體通過物聯網技術連接在一起，以達到傳遞信息的目的。智能農業的物聯網技術就是指在現代農業中，通過物聯網技術中的各種傳感器構成傳感器網絡系統，通過這個系統對農作物科學監測、科學種植、科學管理，農戶足不出戶的就可以對農田進行管理，這樣既可以解放勞動力，又利于提高農作物的產量，推動農業現代化的發展。
一、物聯網技術在智能農業中發展現狀
隨著物聯網技術的不斷深入發展，一些發達國家已經在農業的生產、流通領域和養殖業方面逐步推廣這項技術。智能農業的物聯網技術主要包括信息感知、信息傳輸、信息應用三個結構層面。信息感知技術就是通過把各種傳感器的節點相互連接來獲取農田的基本數據，及時掌握農田的信息變化。信息傳輸技術就是通過各種方式利用傳感器接收信息，或者通過通信協議信息，使接收信息的范圍進一步擴大。信息應用技術就是把獲取的數據進行整理匯總，歸納出科學管理方法，用于指導農田管理。
二、物聯網技術在智能農業中的應用
隨著中國經濟近30年來的快速發展，農業生產資源緊缺和農業對資源消耗過大的問題對農業發展的制約愈發明顯。農業物聯網將先進的傳感、通信和數據處理等物聯網技術應用于農業領域，構建智能農業系統，是解決農業發展滯后問題的有效方法。
1.在農業資源利用方面的應用。近年來，隨著物聯網技術的發展，我國充分利用GPS定位技術對土壤含水量、土壤溫度、光照進行采集，對農作物施肥、病蟲害的防治、農田管理以及農業環境污染狀態進行監測以獲取更準確的信息。通過這些信息的分析，可以歸納總結出解決方法，用于指導農業生產管理。
2.在農業生態環境方面的應用。我國在重視農業發展的同時，也非常注重對農業生態環境的保護。我國在建立了農業環境網絡監測系統，對各地的農業生態環境進行全天候的監測，并建立了對大氣和水環境的監測系統，實時監測一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等有害氣體和水溫、水質等參數。
3.在農業生產管理方面的應用。我國把農業管理經驗與高新技術緊密相結合，以實現農業生產精細化管理。我國在水產養殖方面已經建立了智能環境監測系統，能實時動態的監測水產品生長情況，及時發現問題，快速找到解決方法。同時我國設施農業方面也取得進展，研制出了合理分配農機資源的調度系統，尤其在秋收時期，能合理調度各地區的農機具，使農機具得到最大限度的利用。
4.在農產品安全溯源方面的應用。隨著人們生活水平和質量的提高，人們對食品安全的關注度越來越高。為了保證人們能吃上放心的食品，國家建立了農產品安全溯源系統。這個系統主要是通過條碼、IC卡等技術，對農產品從源頭開始直到到消費者手中都進行全程監測，消費者可以隨時隨地的查看農產品每個流程的基本情況。
三、物聯網技術在智能農業中的發展趨勢
現在物聯網技術只是應用在農作物的育秧方面，即通過電腦對田間設備實行遠程控制，及時了解田間的溫度、濕度、光照等數據，當出現警戒值時，自動調控設備進行智能調節。在不久的將來，我們還可以通過更精密的傳感器和更嚴密的控制系統，對各個階段獲得的數據進行科學分析，以期得到更好的結果。未來幾年，在農作物的灌溉階段，我們可以利用物聯網技術，并結合水庫的水位、天氣和農田干旱情況，進行合理灌溉。在農作物的收割階段，可以利用農機資源的調度系統，及時掌握農機具的工作情況和具體位置，對農機具進行合理調度和實時監控，以實現農機具工作效率最大化。在農作物運輸階段，利用車輛的定位系統，及時了解車輛的行進路線和運行狀態，通過實時畫面和傳回的數據了解車廂內的情況，及時調整車廂的溫度，并安裝防盜系統。在農作物的存儲階段，通過全球眼或電腦進行遠程控制，及時了解糧庫內溫濕度的變化情況，并通過自動調節系統以達到室內溫濕度的平衡，為把糧食安全送到消費者手中保駕護航。在農產品加工階段，繼續加大對食品溯源系統的開發力度，使其廣泛應用到對綠色食品的加工檢測上，用于乳制品生產的追溯源頭上，用于出口農產品的生產及貿易上。當然，未來物聯網技術在智能農業發展中的應用還很多，還會朝著更加智能化、現代化的方向發展。
四、結語
物聯網技術屬于一種新型的技術，屬于智能技術的優秀，也是新型網絡技術的典型使用，但是，就現階段我國的實際情況來看，物聯網技術還未形成系統的技術體系。本文從實用性角度出發，針對物聯網技術在我國農業中的應用進行了深入的分析，結果顯示，物聯網技術在農業中有著巨大的應用前景，相信在不久的將來，物聯網技術定可以成為輔助我國農業技術水平發展的優秀技術。
作者：段靈鑫 單位：湖南省長沙市南雅中學
［提要］目前，農業信息化已成為各國發展農業的重要戰略，且均有自己國家的特色。中國作為農業大國，加緊進行農業信息化建設顯得尤為重要。而在農業信息化中，物聯網技術是最重要、最突出的內容。本文以農業信息化為背景，主要介紹國內外農業信息化發展情況以及物聯網技術應用情況，還歸納總結國內學者關于影響物聯網技術采納的因素的研究。
關鍵詞：農業信息化；物聯網；應用
一、國外文獻綜述
（一）發達國家農業信息化發展情況1、美、法兩國不同的農業信息化服務模式。美國實現集約化的農業信息化生產方式，依托的是高度發達的農業信息服務體系，主要體現在：“政府投入型”為主的投入模式，包括重點投資基礎設施而不是農作物和提供低息貸款；“政府主導型”的組織模式，包括政府主導的農業信息化組織結構和完善的法律規章制度體系；現代信息技術的信息傳播方式，包括網絡媒體、電話服務和圖書館查詢。法國作為歐盟最大的農業生產國，與美國相比，雖然起點比較低但是發展速度快，這得益于其成功的農業信息化服務體系：一是“政府型+商業型”的投入模式，這種雙方面的資源投入擴大了資金來源，相關企業通過這種方式進行投資獲益，也鼓勵了他們繼續投資；二是“多方合作型”的組織模式，法國服務主體眾多，包括各級農業部門、農業事業聯盟、農產品加工業協會、農商會等，他們在服務內容、對象、規模上各自有所側重，形成互補；三是“傳統+現代”的信息傳播服務模式，除了網絡媒體、電話、圖書館之外，主要還有會議、廣播、報紙、刊物、傳真等形式，呈現出分散、直接、多渠道的特征；四是不斷完善的法律法規等制度保障體系。2、美、德先進的農業信息化技術體系。美國在物聯網技術和信息化其他技術集成的基礎上形成了成熟的精準農業，主要應用的技術有農業數據庫系統、遙感技術、地理信息系統。同時，先進的農業信息網絡技術使得近20%的農場主選擇網上交易，農業電子商務占總電子商務的8%，在所有行業中排行第五。德國在農業信息采集、存儲、處理決策和控制方面均運用了物聯網技術和其他信息化技術，并注重技術之間的集成，以保環境促發展為目的。
（二）物聯網技術應用情況。MichaelChui、MarkusLofflerandRogerRoberts（2010）認為可以通過物聯網技術加強對員工行為的感知，以此來改善公司管理。同時，運用物聯網的傳感器驅動的決策分析，將物聯網技術應用于石油和天然氣行業，可以降低開發成本。RFID技術應用于零售業可以改善供應鏈管理、縮短零售周期、提高供應鏈可見度、提高企業知名度和未來盈利能力。未來在零售行業中RFID技術有望取代條形碼技術，因為它不需要操作人員的視線關注并能夠提供更多功能，提高了處理速度和效率。而專業技術的缺乏、不確定性和復雜性也是RFID技術帶來的風險。
二、國內文獻綜述
（一）我國農業信息化發展情況。在農業信息化服務體系方面，我國采用的是“政府主導型”投入模式，主要包括：屬于無償放款的撥款方式；使資金得到高效、有償使用的貸款方式；補貼、補助和貼息方式。組織模式是以國家農業部門為主導，其他涉農部門為輔。信息傳播模式在傳統方式的基礎上，不斷投入使用先進的農業信息傳播方式，比如“三電合一”“、百萬農民上網工程”“、農報110”等。在農業信息化技術體系方面，我國農業信息采集、傳輸、存儲、處理決策方面的技術得到深化，借鑒國外先進經驗，探索了一系列適合我國農業信息化發展的項目，使相關技術落地生根；一些集成化技術已應用于精準農業。廣東省發展農業信息化在區位、資源、政策、經濟上占有得天獨厚的優勢，已經初步建立了比較健全的省、市（地）、縣（市、區）和鄉鎮四級農業信息網絡體系。河北省也已初步建立了全省性、區域性和特色農業網站三大類網站，并在“十二五”期間全力推進全省農業信息化“114工程”，進一步完善農業信息化體系。
（二）物聯網技術應用于農業方面的研究。物聯網技術的感知、傳輸技術已成功應用于大田種植、設施園藝以及農產品物流等方面。傳感器可以感知采集目標檢測區內的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度、光照強度等，為精準農業、溫室種植環境監控提供了有效的解決方案。中國移動依托土壤墑情和作物用水規律研發出智能化滴灌控制系統，解決了新疆石河子墾區農業灌溉用水利用率低的問題。利用二維條碼和RFID技術可以建立農產品質量安全追溯系統。中國電信建立智能農業倉儲管理與溯源平臺，提升了企業食品安全意識和消費者信任感。北京派得偉公司參與了科技部“農業物聯網測控系統”重大項目，實現了農業傳感感知、傳輸通訊和分析處理功能。農戶可以通過移動客戶端查看數據進行相關操作，在此基礎上還可以農產品供求信息，通過音視頻互動方式與農業專家進行線上交流，為作物病害進行遠程診斷。
（三）物聯網技術在生活方面的應用情況1、交通領域。利用物聯網技術建立公交無線視頻監控平臺，通過安裝GPS定位系統和車載監控系統實現對車輛的實時監控和調度。另外，物聯網技術還可以控制車輛行駛狀態、在高速公路上不停車使用ETC收費，等等。2、房地產領域。通過互聯網等通訊技術將傳感器安置于地產開發涉及到的人員和物體、機器及各種終端設備，將小區醫院、幼兒園、停車場等公共場所、設施的信息上傳、匯總，實現人與物、物與物的互通，達到遠程控制和智能化管理。3、醫療領域。未來的小區以及家庭內部將建立起與醫療機構的互通互診的健康檢查系統，使醫生通過網絡就可以對在社區內的患者進行簡單的診治。浙江大學附屬一院何前鋒提出了簡約數字醫療物聯網，認為醫療物聯網是以醫生、病人、藥品、醫療器械為代表的“物”，同基于一定標準的工作流程的“網”之間信息的交互。4、物流領域。物聯網技術改變了物流信息的采集方式，改變了從生產、運輸、倉儲到銷售各環節的物品流動監控、動態協調的管理水平，極大地提高了物流效率。通過物聯網技術可以建立集物流配載、電子商務、資金質押、信息跟蹤、倉儲管理、安保警備、海關安檢等功能為一體的綜合的物流信息服務平臺。
（四）物聯網發展仍存在的問題1、信息集成技術落后，信息共享渠道不通暢。使用物聯網技術產生的大量數據，用目前的存儲方法保存會占用很大的硬盤空間，存儲成本也比較高。同時，由于部分鄉村通訊手段非常落后，很容易形成“信息孤島”問題，信息難以實現共享、流通困難。相關產業、相似流程的信息不能共享，缺少借鑒、重復作業增加了成本，提高了失敗率。2、商業模式待完善，相對成本較高。目前，我國農業物聯網商業模式有三種：政府支持的示范性項目、物聯網企業做的示范性推廣項目、國有大型農業物聯網項目。在這三種模式下，不論由誰提供資金，都存在著相對成本高、產業鏈成員參與不主動的問題。所以，構建穩定共贏、規模化、有利可圖的物聯網商業模式是推廣物聯網技術非常重要的部分。相對成本較高：一是人力成本較低；二是采納物聯網技術的成本較高。用整套的物聯網技術來代替人工勞動力，投入必然會增加，尤其是在農業生產中，這一點成為阻礙物聯網技術推廣的重要因素。3、開放性不足，規模化應用少。目前，我國物聯網技術應用主要局限在小規模、企業內部，大規模的、企業之間的甚至是跨境的應用并沒有非常成功的案例。4、技術標準不一致。物聯網技術作為新興技術，在初期推廣的過程中，信息采集、傳輸、人機互交接口的技術標準不一致，各個標準組織比較分散，缺乏統一協調，導致上下游企業之間不能進行有效的合作。對于廠商而言，缺乏統一的技術標準參照，不能進行大規模生產，進而影響終端產品的穩定性和成本。5、相關法律法規仍有待健全。工信部雖在2011年提出《物聯網“十二五”發展規劃》，就我國2011～2015年物聯網發展的主要任務、保障措施等給出了明確的指示，但針對各省市具體環境、現實背景的更細化的政策文件仍有待完善。各級政府也缺少比較詳細的物聯網發展規劃，使得物聯網技術推廣大多只是紙上談兵。
（五）影響物聯網發展的因素研究。總結眾多專家學者的觀點，基于Tornatzky和Fleischer提出的技術組織環境（TOE）分析框架分析物聯網發展的影響因素。1、技術本身特性（T）。主要包括技術的復雜性、兼容性、感知效益和成本等。首先，物聯網技術的復雜性與接觸物聯網技術的一線人員本身的素質、能力掛鉤。在各行業（尤其是農業）中推廣物聯網技術，實地操作人員對該技術的理解程度、熟練程度直接影響到推廣成效。若技術太過復雜，會增加了人員操作的難度、降低操作人員的信心，導致抵觸心理的產生；其次，物聯網技術的兼容性決定了推廣的規模。兼容性好的技術可以快速、有效地與原有企業、其他上下游企業業務流程契合；最后，感知效益和成本是物聯網技術推廣的決定性因素。帶有明顯營利性質的企業最看重的因素：一是應用物聯網技術是否減少了人力成本、提高了運行效率；二是增加硬件設施成本以及相關維護成本是否不大于原先的人力成本。2、所處組織特征（O）。就是指企業規模、高層支持、技術知識、供應鏈企業間相互信任等方面。規模較大的企業，在面對新技術的推廣、實驗時有足夠的資金支持，包括購買硬件設備和聘請專業人員等；承擔新技術實驗失敗風險的能力也比小規模的企業要大些。高層決策人員對物聯網技術的關注和支持程度，相關人力、物流、財力的支出程度，也影響著物聯網技術是否會被采納。供應鏈企業之間較好的利益分配機制和風險分擔機制，對采納物聯網技術有正向促進作用；而眾企業若想共同推進新技術的采納，就需要相互之間的信任和協作。3、周圍環境因素（E）。主要包括競爭壓力和政府支持。競爭壓力一方面是由于同業企業采納物聯網技術，激烈的競爭導致企業不得不采納以跟上行業的整體步伐；另一方面是合作企業要求而應用物聯網技術。另外，政府方面在出臺一系列政策支持物聯網技術發展和推廣的基礎上，還需撥出專項資金來幫助更多的企業進行物聯網改革。政府政策的傾斜往往是具有超越一切其他因素的影響力的。
作者：宋晶晶 周明明 王俊芹 單位：河北農業大學經濟貿易學院
1物聯網技術的概述
“物聯網”這一概念，最早是在2005年的世界信息峰會上被提出的，在當時的峰會報告中明確指出了物聯網的時代將要來臨。物聯網是在互聯網、計算機技術與移動通信得到快速發展之后的新型的信息產業發展，也是信息產業在未來的主要發展方向及產業調整、更新的優秀發展動力。物聯網目前還沒有比較明確的標準化體系結構，一般來說，物聯網主要的體系結構包括了感知結構、網絡結構及應用結構。感知結構主要是通過RFID技術以及物聯網整體結構中的傳感器、網絡技術等，來對相應的物品進行感知，在感知基礎上進行物品識別分析，之后再進行資源共享。網絡結構是物聯網整體結構中的基礎結構，具有比較重要的意義與價值，感知結構采集到的物品信息都要被傳輸到網絡結構中，網絡結構再利用互聯網技術對這些信息進行相應的計算分析。應用結構是物聯網整體結構中的輸出部分，主要是對信息進行最終決策，并且實現人物交互或物物交互。
2物聯網技術在現代農業信息化中的主要應用
目前，隨著我國相關技術的不斷革新與深化發展，物聯網技術在我國的各領域中都得到了較為廣泛的普及與應用。我國目前正在大力推廣農業信息化的建設工作，物聯網技術在現代農業信息化中的主要應用就體現在以下幾個方面。
2.1農業環境的監控
物聯網技術在現代農業信息化中的應用，首先就體現在對農業環境的監控方面。農業生產想要獲得最終成功，保證農產品的整體質量，就需要種植人員和農業部門對農業環境進行實時監控，以此掌握農業環境中的不斷變化的信息，為農業生產的現代化種植提供相應的科學依據。但是，傳統的農業環境監控工作，一般都是靠人力監控來進行，不僅需要耗費較多的人力資源，監控效果的準確性也經常得不到保證。應用新型的物聯網技術對農業生產環境中的天氣狀況、作物土壤狀況等進行實時監控，不僅可以保證監控工作順利進行，還能實現對農業生產的預警功能。應用物聯網技術對現代農業信息化中的農業生產環境進行監控的時候，主要是利用了物聯網技術體系中的智能化程度較高的傳感器。這種傳感器可以在任何時間對農業生產中的環境信息進行相應的采集，并且將所采集到的數據進行傳輸，工作人員通過對數據進行相應的分析就可以知道當前農業生產環境的具體情況，并提出針對性較強的農業生產建議。
在利用物聯網技術對農業環境中的天氣因素及水資源因素進行監控的過程中，工作人員可以與當地的氣象部門進行合作，將物聯網技術與氣象部門的信息技術進行實時結合，第一時間掌握農業生產環境中的天氣情況。在監控農業生產環境中的水資源因素時，由于物聯網技術與氣象部門的預報技術進行了緊密結合，因此，農業生產環境中的降雨量、降水總量、具體的水位變化情況、農業生產用水的水質問題等都可以被物聯網技術進行實時接收與傳遞。這樣一來，工作人員就可以及時掌握農業生產環境中的水資源因素，做好相應的抗旱及防汛工作。某地的農業生產部門在現代農業信息化工作中應用物聯網技術對農業生產環境中的環境參數進行了實時的監控與分析。該地農業部門的工作人員利用物聯網技術中的傳感器來監控當地農業生產中的具體溫度、光照時間、土壤成分與濕度、土壤的肥沃程度等。工作人員通過分析傳感器收集的數據就能實時掌握具體的環境參數，并及時指導種植人員對農作物生產環境進行改善，及時排查病蟲害等，保證了當地現代農業信息化工作的順利進行。
2.2遠程診斷
我國很多農村地區的農業生產工作，存在比較分散、病蟲害多發、農作物生長診斷困難等主要問題。這樣一來，農業部門就可以利用物聯網技術來對農作物進行遠程診斷。目前，我國的壽光蔬菜基地已經在使用這種比較先進的物聯網診斷終端，來實現對農作物的遠程診斷與分析工作。壽光蔬菜基地應用的這種物聯網診斷終端，內部主要包括了智能傳感器、傳輸網絡、專家診斷平臺等部分。該終端設備的前端主要利用傳感器來采集相應的音頻與視頻，以此保證專家可以通過分析數據來進行相應的對講，與此同時，專家可以通過該物聯網終端對種植戶進行遠程指導，幫助他們進行農業生產。壽光蔬菜基地應用的這種物聯網遠程診斷終端，不僅提高了農業診斷工作的效率，也保證了農業生產的整體效果，獲得了較好的經濟效益。
2.3保障農產品安全
當前，我國農產品安全事故頻發，給人們造成了嚴重的心理負擔，也不利于現代農業信息化工作的持續推進。在這樣的情況下，農業生產部門可以利用物聯網技術來保障農產品的安全，加強農產品從種植生產到最終銷售的一系列監管工作。這樣，就可以保證農產品的流通過程處在嚴密的監督之下，將食品安全事故發生概率降到最低。目前，我國已經在豬肉等農產品中開始利用物聯網技術實行食品安全監管工作。一些地區的農業部門在農貿市場配備了帶有傳感、追蹤等物聯網技術的溯源系統，消費者購買農產品后會得到有溯源碼的憑條，并且根據憑條上的溯源碼來追查農產品的產地、質量、檢疫情況等，有效保證了農產品的安全。
3結論
我國的農業發展，必須要走現代農業信息化道路，將傳統農業與新型的信息化技術進行緊密結合，這樣才能保證農業的基礎地位，保證農業經濟的持續繁榮。基于這樣的發展背景，在現代農業信息化中應用物聯網技術就具有較強的現實意義。物聯網技術在農業信息化中的應用主要體現在智能監控分析、遠程診斷等方面，相關部門要采取行之有效的措施保證物聯網技術在農業信息化中的合理應用，以此帶動農業經濟的整體建設發展。
作者：陳雷 單位：長春建筑學院電氣信息學院
農業生產受自然因素的影響較大,而這些因素具有較大的不確定性,因此隨著經濟與科技的發展,農業生產對信息化技術的依賴程度越來越高,人們力求通過技術手段及時獲取自然環境的信息,提高農業生產活動的科學性與有效性。物聯網技術具有綜合性與智能性,其系統的建設能夠滿足農業生產與發展的實際需求,這一技術在農業信息化建設中的應用有著重要的現實意義。
1農業信息化建設的內容
農業信息化對整個社會的信息化發展有著重要的推動作用,目前農業生產中已經逐漸應用到了遙感、網絡共享、信息處理、通訊、RFID等技術,農業信息化建設能夠促使農業生產、加工到銷售的各個環節緊密的聯系在一起,從而促進農業經濟的繁榮發展。農業信息化建設的內容主要包括以下幾個方面。
1.1資源環境信息化
資源環境信息化的提出主要是因為農業生產對自然環境的依賴度較大,氣候、濕度、溫度、光照、溫差、降水、土壤等因素都對農業生產的實際情況有極大的影響,因此為了促進農業的健康發展,應當根據當地的實際情況建立農業資源信息庫,為農業生產提供給必要的關于資源與環境的信息。除了靜態的信息展示外,還應當有動態化的信息收集,保證農民能夠獲得實時有效的信息,從而提高農業生產的科學性與有效性。
1.2生產管理信息化
在現代化發展的過程中,農產品生產與加工的目的主要是為了投入市場進行銷售,在這個過程中如果沒有合理的規劃與管理,那么就很容易導致生產、銷售等環節相互之間的脫節,最終阻礙農業經濟的進一步發展。因此在農業發展的過程中應當對生產以及經營的過程予以全面的信息化管理,對農作物種植、農田管理、畜牧養殖、環境監測等過程予以統一的規范化監督,促進農業生產水平的提升,實現對農業成本的節約以及對農業經濟效益的提升,最終實現農業的可持續性發展。
1.3經濟發展信息化
經濟發展上的信息化是指農戶、農村企業等各單位實現網絡的全面覆蓋,促進信息的共享與交流,通過通信設備,普通農戶以及農業生產企業都能夠獲得關于交通、環境、資源、經濟建設等多方面的實時消息,同時通過網絡平臺,農戶等還可以了解到政府最近的農業政策與農業信息,從而對自身的農業生產經營活動作出相應的調整,保證生產經營行為與國家的建設發展方向具有一致性。另外,信息化的網絡通信平臺還能夠加強農村與外界的溝通,這在一定程度上有利于吸引外部企業對農業生產建設進行投資。
1.4科技教育信息化
科技教育方面的信息化發展有利于為農業生產培養具有高素質的人才,人才是推動農業發展的主要動力,因此需對人才的培養予以高度關注,教育的信息化發展能夠使農民接觸到先進的技術,從而提高農業生產的科技化水平。科技的信息化是指利用以網絡為依托的信息技術手段,將先進的農業技術整合至網絡平臺,使農民或從事農業生產的相關人員能夠在網絡上學習到先進的農業技術并進行信息交流,從而推動農業科研的發展與建設。
2物聯網技術的發展現狀
2.1物聯網技術概況
物聯網屬于一種“有限網絡”,管理、控制等操作都針對特定的對象展開,它能利用網絡、識別器與傳感技術將不同的管理對象連接到一起,從而對對象進行決策、識別、感知、態勢判斷等方面的控制與管理,其操作具有綜合性與智能化的特征。物聯網中蘊含著大量的信息數據,因此對信息處理技術、網絡技術以及通訊技術的要求與需求均相對較高。物聯網技術可謂是信息產業發展的第三次浪潮,這一技術的發展不僅能夠推動進行的經濟投資產生,還能夠使經濟運行的效率得到提升,因此其效應具有雙重性。物聯網技術可實現人與物、人與人以及物與物之間交互聯系,它以互聯網技術為基礎并對互聯網技術進行了有效的延伸。物聯網技術不是一種全新的技術手段,而是對具有先進性的計算機技術的整合,針對不同領域的需求,技術的應用會做相應的調整。
2.2物聯網技術對農業信息化的影響
隨著物聯網技術的進一步發展,農業領域在信息化建設的過程中也開始應用這一技術手段,而農業具有一定的復雜性,影響因素較多,經營較為分散且生產流程較長,利用物聯網技術能夠對農業的發展情況進行整合,促進綠色農業、高效農業的發展。在物聯網技術的基礎之上,農業信息化建設主要表現在農產品的身份標識編碼上,農產品自產生起就被賦予了唯一的、區別于其它產品的標識編碼,其信息資料可通過RFID技術進行采集與儲存,如果某一環節需要對產品予以數據分析,那么可通過對產品ID的分析或者對代碼的解析來獲得相關的信息資料,通過這種方式可以有效的對物品做出識別與判斷,同時可以對產品進行全程的跟蹤與管理。具體的以物聯網為基礎的農業信息化結構如圖2所示。
3物聯網技術在農業信息化建設中的應用情況
3.1農業節水灌溉
生產過程中對物聯網技術應用最為突出的環節當屬節水灌溉環節,我國水資源分布不均,整體上呈現出匱乏的狀態,為了滿足農業生產的需求,研究人員應當通過先進的技術手段創新灌溉方式,使灌溉既能夠滿足農業生產的需求,又能夠實現水資源節約的目的。在物聯網技術的支持下,農業灌溉可以應用具有自動化特征的控制系統進行操作,整個系統包括四個環節,第一是信息采集,研究人員首先應當對水資源的情況進行了解,因此需采集相關的信息資料;第二是分析加工,利用這一系統能夠對采集到的信息進行分析,剔除無效信息,并對有效信息進行整合;第三是指導實踐,整合后的信息能夠為灌溉工作的展開提供有效的指導,使農業生產人員能夠確定灌溉量與灌溉方法;第四是信息反饋,物聯網系統平臺能夠對灌溉進度與效果進行有效的反饋,用戶也可以在這一平臺上對灌溉信息進行查詢。山西省應縣的水資源就嚴重匱乏,為滿足農業灌溉的需求,相關人員利用物聯網技術建設了完善的灌溉控制系統,該系統能夠滿足制定用水計劃、管理水費、記錄灌溉進度、上傳灌溉信息等用戶需求,這一系統由總控室、集中控制室、電氣控制柜以及水泵組成,相關信息可通過RFID技術獲得,數據的傳輸、水泵的控制都可以通過物聯網技術完成,人力、物力、財力等方面的投入均相對較少,這一系統的使用使農業現代化與信息化的水平有了較大程度的提升。
3.2產品安全監管
隨著生活水平的提升,人們對食品質量與安全問題的關注度越來越高,尤其是毒豆芽、毒奶粉等問題被曝光后,消費者希望食品生產環節能夠更加的科學化與規范化,此時相關部門也相應的加強了食品安全質量監管的力度。在農業生產方面,物聯網技術的發展為農業產品生產提供了新的監管途徑,即可以利用RFID技術對產品從生產到銷售的過程予以全面的管理與監控,美國最先將這一技術應用于農業生產,為了避免患有瘋牛病的牛流入市場,研究人員將RFID身份識別編碼從牛耳處植入,RFID系統中詳細記錄著每頭具有編碼的牛的資料信息,包括年齡、飼養情況、體重、患病史以及宰殺情況等。我國對這一技術的應用始于2009年,為了保證豬肉的質量,研究人員推出了“金卡豬”,即利用RFID技術為豬貼上對應的“電子身份證”,從而實現對豬從飼養、防疫、加工,到流通與銷售的整個過程的監控。這一監控過程的完成主要依賴于EPC標準以及RFID技術。
3.3農畜產品流通
農產品流通的過程主要包括四個環節,第一是在產地的處理,第二是裝載運輸,第三是在批發市場的銷售,第四是在零售市場的銷售,為了保證農畜產品不脫離監管的范圍,物聯網技術發揮了巨大的作用,物聯網技術具有聯網、識別以及追溯的功能,因此在整個流通的過程中相關人員都能夠對農畜產品的去向予以全面的監控。產品信息采集的過程不會耗費過多的時間,因此不會影響農畜產品的銷售過程,同時物聯網技術能夠使農畜產品供應鏈共享與集成的水平得到有效的提升。在物聯網技術的支持下,農產品流通過程可以形成一條信息鏈,無論是生產環節還是產品供應環節,相關人員都需要先對產品的信息進行采集并上傳至對應的數據庫,保證信息更新的及時性與信息存儲的有效性。為了保證數據信息的安全性,數據庫會設置密碼,只有在供應鏈上的各個環節上才能夠對密碼進行共享。
3.4質量安全追溯
物聯網技術在提高農業產品質量與安全中的作用較為顯著,質量安全追溯的過程中,物聯網技術形成了高水平的技術體系,該體系由信息采集、傳輸、查詢這三個層次組成。首先,是采集信息的過程,以蔬菜生產為例,生產人員會將生產基地劃分為不同的地塊,然后對各地塊做編碼處理,并為之匹配相應的IC卡,生產過程中的每項產品都會被賦予對應的電子標簽,播種后每次施肥、澆水、除草的過程都需要通過終端記錄到IC卡中,通過終端進行操作能夠簡化數據采集與存儲的過程,避免投入過多的人力與財力,且數據收集的準確性將會得到較大的提升。其次是傳輸信息的過程,在生產基地,信息的收集通過終端與IC卡完成,IC卡相當于信息存儲的中介,而信息傳輸最終的目的地應當是當地的農業數據庫,因此應當定期對IC卡中的數據信息進行處理,即利用RFID技術將其通過計算機設備與網絡傳輸到物聯網信息數據庫平臺。最后是查詢信息的過程,在農產品投入市場時間,相關人員可將物聯網上存儲的追溯碼進行轉換并生成標有追溯碼的標簽,并將這一標簽準確的粘貼到產品外包裝上,消費者可以通過物聯網平臺對產品信息進行查詢。
3.5農業信息共享
農業信息共享能夠加強農業生產企業與農民之間的交流,從而激發新的思想與新技術,可建立市級、縣級、鄉級等多層次的信息平臺,這樣既能保證農業政策與信息的上傳下達,還能夠保證政府對民意的深入了解,上下層通力合作共同推動農業生產的進一步發展。例如廣西省玉林市就利用物聯網技術打造了特色的農業信息服務體系,實現四級信息網聯動,即在市級設立農業信息中心,在縣級設立農業服務平臺,在鄉級或鎮級設置農業信息站,在村內設置信息員,這種服務體系的設置充分考慮了各級單位的實際情況,層級清晰,職責明確。具體來說,網絡信息平臺由各農業企業的網站以及特色的農業網站組成,各網站根據自身的定位與需求設置了不同的板塊,例如玉林市博白縣的竹芒編企業的門戶網站上就設置了聲訊服務、網絡銷售等眾多模塊,同時為了滿足對外銷售的需求,網站還有專門的英文版。
3.6精準農業發展
精準農業是農業精細化發展的目標之一,在信息化的發展過程中,相關人員可對農業生產過程予以定時、定量、定位以及空間變異管理。通過網絡技術、通信技術、定位技術、遙感技術等先進的信息化技術,農業生產者可以對農產品生產環境與條件予以綜合性的分析,如氣候、溫度、濕度、土壤等,并根據分析的結果制定合理的生產方案,對溫度、濕度等指標的制定都可以是定量的,總的來說,通過利用物聯網技術,農業可以實現精準化發展,農業生產者能夠科學的設定生產目標、對生產中的問題進行定位診斷、對生產方案進行優化,并可利用先進的技術手段對農業發展予以科學、規范的管理，使農業生產不僅能夠取得較高的經濟效益,還能夠獲得環境效益,實現經濟與環境的共贏。3S技術是精準農業在發展的過程中應用最多的技術手段,3S技術包括遙感技術、地理信息系統以及全球定位系統。具體來說,在農業生產過程中,物聯網技術可以標識出相關物體,然后感知物體的基本情況,通過對決策終端、顯示設備、計算機以及智能接口的連接實現信息資源的雙向反饋,最終保證對農業生產過程的管控。
人與物以及物與物之間的交互溝通的實現依賴于終端設備以及通信技術。生態環境是農業生產的重要組成部分,這一生態體系具有復雜性與開放性,種苗等農產品原料、農田與畜牧場等培養場地、氣候條件、灌溉條件、人為因素等都是農業生態環境的重要組成部分,為了對這些可控或不可控的因素進行最大限度的監管與調整,物聯網技術利用3S技術對生產環境與生產過程予以實時的監測,并對相關的信息進行收集與傳輸。通過實時的監測,物聯網技術能夠實現科學生產、災害預防等目的。無錫市一農業生態園就應用了3S技術,某陰雨天養殖戶史先生在距離生態園六十多公里的位置對園內蟹池中的供氧機進行遠程操控,避免螃蟹發生缺氧的現象,使天氣對農業生產的影響降低。該農業生態園內設有物聯網監控中心,通過計算機屏幕生產人員就能夠對魚池、蟹池的實際情況予以監測,并可以通過手機或者鼠標操作對供氧機的開閉進行調控,這種智能化水產養殖系統的應用與物聯網技術的發展密不可分。
作者：吳旭 單位：江蘇第二師范學院數信學院
0引言
一直以來，依靠農藥化肥的大量投入是我國的農作物高產量的主要途徑。在傳統種植中，化肥和水資源沒有被有效充分利用而隨地棄置，導致了大量養分損失并造成環境污染。目前，傳統生產模式仍然是我國農業生產的主要方式，傳統耕種只能憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也對環境保護與水土保持構成嚴重威脅，影響了農業的可持續性發展。物聯網技術的興起，給智慧農業的發展帶來了新的動力，“物聯網智慧農業”應運而生。它通過實時、動態的農作物種植環境信息采集，實現快速、多維、多尺度的實時監測，并在種植專家知識系統基礎上實現作物種植的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動控制。近年來，為了提高人們的生活水平豐富食物品種，溫室大棚種植起到了很大的作用。在農作物種植環境中，對作物的種植有很大影響的環境因素主要有溫度、濕度、光照度、CO2濃度、PH值等，依靠傳統的人工控制方式要做到科學合理種植是十分困難的［1－5］。目前，在國內實現上述環境因素自動監控的系統還不多，國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價格偏貴，不適合國情。根據當前我國的現實情況，經過科學分析和設計，利用物聯網技術和寬帶網絡的技術優勢，設計完成了一套集智能監測、智能決策和實時控制于一體的智慧農業大棚信息化系統［3－5］。
1系統總體設計
智慧大棚系統可以實現大棚中大氣、土壤環境的實時監測以及大棚內人員出入和農作物生長狀態的全天候監控，并實現依據監測信息自動灌溉和告警提示，經Mesh寬帶網絡互聯，實現大范圍農業大棚群的監測與管理。從系統邏輯層面上，整個系統可以分成三個層：感知層，也就是前端感知信息的實時獲取，通過多達七種以上的傳感器，對大棚大氣與土壤環境實時監測；傳輸層，實時將各種感知得到的信息和監視視頻信息通過Mesh高速網絡可靠上傳到數據處理中心；應用層，對上傳的各種數據進行處理并存貯，一是根據大氣與土壤感知信息來控制水泵起動灌溉，二是對包括視頻信息在內的多種信息進行綜合處理，生成各種報告，依據設定閥值發出實時告警提示［6－10］。系統分層結構如圖1。整個系統主要由大棚環境感知子系統、視頻實時監控子系統、無線寬帶傳輸網絡子系統、數據中心四大子系統構成。大棚環境感知子系統采用新型傳感器，可以監測大氣的溫濕度、CO2含量、CO含量以及光照強度；同時可以監測土壤的溫濕度、PH等環境參數［10－13］。視頻實時監控子系統采用無線高清視頻監控技術實現區域全天候監控。智慧大棚系統采用了全新的物聯網技術，數據的傳輸采用無線自主網。每個智慧大棚作為一個系統實施子單元，所有從大棚來的信息通過自主建網的無線Mesh寬帶網絡上傳到數據處理中心，集中由數據中心處理顯示與反饋控制。另外，也可以利用Mesh網絡節點上WiFi模塊擴展，實現大棚內移動終端實時訪問數據中心信息并具有一定的控制能力。全系統整體架構如圖2所示。
2系統實現方法與手段
2．1大棚內無線傳感網絡設計
大棚環境感知子系統主要實時監測大棚內的兩類環境指標：棚內大氣環境和棚內土壤環境。通過在大棚內實現一個無線傳感網絡來完成。無線傳感網是基于ZigBee協議的一種自組織無線網絡技術，具有近距離、低功耗、低傳輸速率、低成本的特點。整個網絡由感知節點外加協調器節點組成，所有感知節點的感知數據經多跳傳輸，最終匯聚到協調器節點向上傳輸，它能支持較多感知節點并且無線傳輸，比較適合大棚環境下的實時監測［10］。感知節點（協調器）一般由傳感器模塊、控制模塊、通信模塊和電源模塊組成。節點的控制與通信模塊采用TI公司的MSP430F1611超低功耗MCU和CC2530通信MCU來實現。MSP430F1611是一個16位處理器，特點是低功耗、工作模式轉換快，具備強大的外設接口能力，16位定時器、多個ADC轉換器，一個或者兩個通用同步／異步串行通訊接口（USART）、I2C、DMA。CC2530是一款兼容IEEE802．15．4標準的SOC芯片，支持專有的IEEE802．15．4以及ZigBee、ZigBeePRO和ZigBeeRF4CE標準。中心工作頻率為2．4GHz，它提供了101dB的鏈路質量，具有四種供電模式，接收器靈敏度高，抗干擾性能強。MSP430F1611與CC2530無線模塊之間通過SPI接口進行通信，MSP430F1611單片機的P3．0、P3．1、P3．2、P3．3腳和CC2530的SSN、MISO、MOSI、SCK腳相連，實現主從式SPI通信，達到雙向交換數據通信的目的。對于協調器節點來說，沒有傳感器模塊，增加一個與上位機通信的模塊，可采用串行或RJ45接口通信等多種方式實現。節點硬件結構如圖3所示。棚內大氣環境的監測項為：空氣溫濕度、CO2、CO、光照度。只有合適的光照、適量CO2、合理的溫濕度配合才能科學的、有效的、高產的種植出大棚農作物。同時在大棚農業的種植中，大量的CO氣體達到一定濃度時會對棚室蔬菜產生影響，易使作物受到傷害，過量的CO還危及到大棚內的人身安全，因此對CO的實時監測是十分必要的。棚內土壤環境的監測項為：土壤溫濕度、土壤PH。大棚內土壤的溫濕度是判斷土壤肥力的一個重要指標，土壤的溫濕度影響著土壤的氮化速度，土壤氮化程度就直接影響了土壤的肥力［11］。土壤酸堿度對土壤肥力、植物生長以及養分的有效性影響很大，在農業生產中應該注意土壤的酸堿度，積極采取措施，加以調節。感知節點的信息采集依賴于各種類型的傳感器，智慧大棚內的傳感器種類多達七種以上，包括空氣溫濕度、CO2、CO、光照度、土壤溫濕度、土壤PH等。另外，為了實現自動灌溉功能，大棚內需要增加若干個智能水泵控制節點來實現對水泵的控制，基本功能與感知節點類同，只是增加了兩路工業級繼電器開關控制模塊代替傳感器模塊，用于響應室內大氣和土壤監測數據的變化，控制水泵工作，為土壤加濕降溫。無線傳感網絡軟件主要由二部分組成：終端節點控制程序和協調器控制程序。終端節點搜索并加入網絡，接收協調器發來的數據幀，執行讀取傳感器值或控制設備。終端節點通過控制繼電器，控制水泵開關［9］。終端節點工作流程如圖4所示。協調節點循環等待接收Mesh節點的初始化命令，并將網絡狀態反饋給Mesh節點。初始化完成后，若有終端節點申請加入網絡，建立連接。協調節點接收Mesh節點的控制設備命令并轉發給相應的終端節點，同時接收終端節點采集的數據轉發給Mesh節點［9］。
2．2無線寬帶網絡傳輸子系統設計
無線Mesh網絡融合了WIFI技術和自組網技術，具備分布式多跳功能，最大傳輸速率達到54Mbps，最大跳數為5，能迅速實現無線覆蓋，實現高性能高速無線自組織網絡，傳輸距離、移動速度、抗干擾、穿透能力以及無線網絡安全等方面的性能好，滿足復雜或對網絡安全要求高的環境下開展無線數據傳輸、無線視頻圖象監控、IP視頻會議、IP音視頻電話、無線定位、無線數控等業務，廣泛應用于較大范圍覆蓋、高安全性的無線網絡接入。系統主要由無線Mesh設備、蓄電池、太陽能供電系統三大部分組成。高速Mesh節點是構成高速無線自組織骨干網絡的主要節點，用于將多個分離的局域網網絡（LAN）連接在一起或將業務數據回傳到有線網絡，配置AP模塊同時用于WiFi無線終端的接入。智慧大棚各類傳感器獲得的信息匯聚到協調器節點，協調器與Mesh網絡節點通信，Mesh網絡每個節點接收和傳輸無線感知網絡和視頻監控系統采集的數據和圖像信息，將數據實時傳輸到數據中心，并到顯示終端。相反，數據中心有關控制與配置信息同樣也要通過Mesh網絡發送到無線傳感網的各終端節點，達到對各節點的控制和管理。結合軟件功能，Mesh節點自組網的通信覆蓋直徑可按需調控。Mesh網絡安裝快捷，并且不需要大規模基站建設，不要求精細的規劃和位置選擇即可獲得可靠的通訊。簡單地移動某個網絡節點或者增加一個節點就可以立即完善一個信號較弱或無信號的區域，具有較好的網絡覆蓋靈活性，非常適合偏遠地區大范圍農業大棚的集群管理。
2．3視頻監控子系統設計
智慧大棚視頻監控利用無線智能攝像頭、智能視頻數據分析處理技術和智能終端信息系統實現大棚無縫隙、不間斷的視頻監控和事件監測、報警，攝像頭具有高清晰度的圖像采集和轉換，22倍光學變焦，360度水平連續旋轉，90度垂直旋轉，256個預制巡航點和8條巡航線路，IP66級室外防護能力，TVS3000V室外防雷、防浪涌，30度～65度室外工作溫度支持用戶分級管理，完全滿足大棚室內外環境的安全使用。視頻監控依托于Mesh無線高速骨干網，通過無線方式接入，大大減少了部署的困難，增加了靈活性，視頻實時智能分析極大提高視頻監控的時效性和可靠性，減輕人工監視的負擔，減小存儲資源消耗，提高歷史數據查詢效率。傳統的視頻監控通常采用一人監視多路視頻的方式，監控人員負擔很大，并且容易忽略一些正在發生的事件，而錯過了最佳處理時機。未經處理的視頻原始數據中有大量無用片段，對原始數據進行存儲也導致了嚴重的存儲空間浪費和加大了事后歷史視頻查閱的困難。
2．4數據處理子系統設計
數據處理子系統是智慧大棚應用的信息處理中心，由硬件和軟件二部分組成。硬件部分包括數據庫服務器（包含認證與遠程服務等）、視頻應用服務器（含硬盤錄像設備等）和一些信息交換設備；軟件部分就是應用系統程序。整個數據中心應用程序由系統配置管理模塊、感知數據存貯與處理模塊、監控視頻存貯與處理模塊、報表處理模塊和信息遠程服務模塊組成［10－13］。應用軟件模塊結構如圖5所示。系統應用軟件以VisualStudio2005為開發環境，采用C＃語言編寫而成，數據庫采用了MSSQLServer作為應用平臺，整個架構以B／S和C／S相結合為原則。系統配置與管理模塊實現全系統的用戶信息和權限等管理，設置與大棚感知信息處理、視頻監控和Mesh網絡相關的各類參數，完成系統正常工作準備［14］；感知數據存貯和處理模塊實現感知數據的接收、實時存貯和隨機檢索調用處理，按設定條件發送控制信息啟動水泵工作、告警提示，實時顯示各種感知信息處理圖表，聯機對存貯數據進行智能分析并提供決策信息。監控視頻存貯與處理模塊實現監控視頻的實時錄存和調用回放，控制攝像頭云臺，做到有選擇性實時切換監控，并具備一定的視頻智能分析處理；報表處理模塊主要完成各類報表的生成、匯總與打印。信息遠程服務模塊實現移動終端的訪問，使得系統用戶通過多種手段實現隨時隨地獲取監測、監控數據和信息。使得授權用戶通過手機、平板、筆記本等普通智能設備在大棚內、辦公室、家中就能訪問到實時監測監控信息，方便了管理人員日常工作。
3智慧大棚實際部署應用
以某地智慧農業園區為例說明具體應用。把一畝大小（約20m×30m）面積的大棚為實際部署環境，以一個大棚按約10m×10m的大小分割成6個區域。每個區域隨機部署一套大棚環境感知節點：CO2節點、CO節點、空氣溫濕度節點、光照度節點、土壤溫濕度節點、土壤PH節點，另加一個自動灌溉控制節點。這樣整套終端節點一共是42個。一個大棚配置兩套套視頻監控系統、一個sink節點、兩個Mesh節點。一個大棚配置一個數據服務器：一個數據中心套件、兩臺移動設備終端。在大棚內部一共有36個環境感知節點、6個控制節點和一個sink節點。36個環境感知節點在科學的配置下，實時采集大棚中的環境參數，然后通過無線自組網技術，43個節點自組織組成一個無線傳感網絡，最終把全部的感知數據匯聚到sink節點，sink節點和Mesh節點相連，把所有的感知數據通過Mesh高速骨干網傳輸到數據中心。另外，數據中心也能通過網絡控制水泵起動供水；視頻監控單元也與Mesh節點相連，把所有的監測數據通過Mesh網絡傳輸到數據中心。數據中心通過相應數據處理、挖掘后，最終展示出來。大棚環境感知節點統一安裝在大棚的金屬骨架或木質骨架上，按大棚的搭建方式不同，如圖6所示。在有垂直固定架的大棚中，只需把感知節點固定在固定架上。在沒有垂直固定架的大棚中，需配置相應高度的金屬固定架，并分散在每個區域中作為感知節點的安裝支架，感知節點的安裝高度統一高于所有植物，以防大棚灌溉時淋濕感知節點。土壤類感知節點，安裝部署方式同上，但每個土壤類感知節點所配傳感器都需放入土中，以監測土壤溫濕度、PH等參數。灌溉控制節點視情分區布設，達到相對均勻供水。節點的供電方式可以采用靈活多樣方式，如2～4干電池供電、高能蓄電池供電、市電供電和太陽能供電等方式。視頻監控套件統一部署在大棚入口處和大棚的最內部（大棚入口的正對面），采用可旋轉式無線高清攝像機，既可以實時關注大棚中植物的生長情況，又可以全天候監管大棚的運作以及人員的出入。一臺Mesh節點部署在大棚外，另一臺Mesh部署在數據中心監控室，兩臺Mesh的距離盡可能保持在1km以內且無明顯的遮擋物，這樣能保證高速、穩定的通信要求。數據中心安裝一套數據中心服務器，并配有全套的數據展示軟件平臺。設備單元部署優先采用市電供電的方式，在無市電的情況下，采用大容量蓄電池和太陽能供電相結合的供電方式。整套系統在一個大棚實際安裝試用，試驗結果表明該系統具有對大棚內大氣和土壤環境參數實時檢測的能力，實現了信息反饋控制水泵灌溉和信息告警提示，完成了對植物生長和大棚安全的監控。系統具有較強的擴展性，使用效果良好，完全能滿足農業大棚群的日常管理，整體提高大棚種植的生態環境和經濟效益。圖7和圖8為實際使用時的顯示效果。
4結束語
本文針對農業大棚智能化進行了研究和應用，解決了傳統大棚種植依靠經驗生產存在的問題。利用物聯網中的無線傳感網、無線寬帶網和視頻監控等多項技術，實現了對農業大棚內大氣和土壤中多種植物生長相關因素的實時檢測，使得種植管理人員能及時掌握大棚種植環境的變化并作出相應調整，做到農業種植科學化［14－16］。本系統具有較好的擴展性，根據大棚種植環境檢測需要，可對感知節點和控制節點進行擴充，增加檢測和控制種類。由于使用了自組織Mesh寬帶網絡作為傳輸信道，可實現大范圍農業大棚群的管理智能化。
作者：張新 陳蘭生 趙俊 單位：紹興職業技術學院 紹興迅極網絡技術開發有限公司
在傳統農業中，灌溉、施肥、噴藥，農民全憑經驗和感覺。而如今，在智慧農業中，農作物澆水、施肥、打藥時間，農作物的空氣溫度、空氣濕度、酸堿度、光照、二氧化碳濃度、土壤水分，做到按需供給，一系列作物在不同生長周期的問題，都有信息化、智能化監控系統實時定量“精確”把關。智能農業、精準農業發展，智能感知芯片、移動嵌入式系統、無線通信技術等物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬，作用顯著，具體表現為：在監控農作物灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、氮濃縮量、土壤污染和土壤pH值等方面實現科學監測、科學種植，幫助農民抗災、減災[1]。在智慧農業中，可運用物聯網的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光照傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為變量參與到自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。采用物聯網，特別是無線傳感器網絡來獲得作物生長的最佳條件，可以為智慧農業提供科學依據，達到增產增收、改善品質、調節生長周期及提高經濟效益的目的。
1智慧農業
1.1智慧農業特點
基于物聯網技術的智慧農業是當今世界農業發展的新潮流，傳統農業的模式已遠不能適應農業可持續發展的需要，農產品質量問題、農業資源不足、普遍浪費、環境污染、產品種類需求多樣化等諸多問題使農業發展陷入惡性循環，而智慧農業為現代農業發展提供了一條光明之路。智慧農業與傳統農業相比最大的特點是以高新技術和科學管理換取對資源的最大節約，它是由信息技術支持的根據空間時間，定位、定時、定量地實施一整套現代化農業操作與管理的系統，其基本涵義是根據作物生長的土壤性狀、空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度等調節對作物的投入，即一方面查清田地內部的土壤性狀與生產力，另一方面確定農作物的生產目標，調動土壤生產力，以最少或最節省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環境，高效地利用各類農業資源取得經濟效益和環境效益雙豐收。
1.2智慧農業系統架構
物聯網智慧農業平臺系統由前端數據采集系統、無線傳輸系統、遠程監控系統、數據處理系統和專家系統組成[3]。前端數據采集系統主要負責農業環境中光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數據的采集和控制。無線傳輸系統主要將前端傳感器采集到的數據，通過無線傳感器網絡傳送到后臺服務器上。遠程監控系統通過在現場布置攝像頭等監控設備，實時采集視頻信號，通過電腦或3G手機即可隨時隨地觀察現場情況、查看現場溫濕度等參數和進行遠程控制調節。數據處理系統負責對采集的數據進行存儲和處理，為用戶提供分析和決策依據。專家系統根據智慧農業領域一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，幫助進行決策，以解決農業生產活動中遇到的各類復雜問題。
2物聯網在智慧農業中的應用
物聯網技術是新生事物，是多學科技術的集成。隨著世界各國對物聯網行業的前景看好和企業的大力投入，物聯網產業正飛速的發展，并滲透進每一個行業領域。可以預見的是，越來越多的行業領域以及科技、應用會和物聯網產生交叉融合，傳統農業向智慧農業方向的轉變也已經成為了大勢所趨。
2.1物聯網定義
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，英文名稱叫“TheInternetofThings”，顧名思義，物聯網就是“物物相連的互聯網”。包含兩層意思：第一，物聯網的優秀和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。目前公認的物聯網定義是通過智能傳感器、射頻識別（RFID）、激光掃描儀、全球定位系統（GPS）、遙感等信息傳感設備及系統和其他基于物-物通信模式(M2M)的短距無線自組織網絡，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種巨大智能網絡[5]。物聯網被公認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的信息產業第三次浪潮。物聯網的基本特征可概括為全面感知、可靠傳送和智能處理[6]。它是以感知為前提，實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡，其原理和實質是在物體上植入各種微型芯片，用這些傳感器獲取物理世界的各種信息，再通過無線傳感器網絡、互聯網、移動通信網等交互傳遞，從而實現對世界的感知。
2.2物聯網架構
物聯網架構可分為以下三層：感知層、傳輸層和應用層。
2.2.1感知層
采用各種傳感器，如土壤溫濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器、風向傳感器、風速傳感器、雨量傳感器等來獲取作物的各類信息。其中的一項關鍵技術是射頻自動識別，射頻識別（RadioFre-quencyIdentification，RFID）技術是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID技術與互聯網、通訊等技術相結合，可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享[7]。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。
2.2.2傳輸層
傳輸層由各種網絡，包括互聯網、無線傳感器網絡、移動通信網和云計算平臺等組成，是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。其中無線傳感器網絡是農業領域應用較廣泛的一種網絡。無線傳感器網絡(WirelessSensorNetwork，WSN)，是由監測區域內隨機分布的大量種類繁多的微型傳感器組成，它們通過無線通信方式迅速自行組網，對網絡覆蓋區域中被感知對象的動態信息進行采集、計算和處理[8]。由于可以對特定的區域進行大面積監控，單個節點成本低，使得傳感器網絡非常適合于農業領域的信息采集工作[9]。
2.2.3應用層
應用層是物聯網和用戶的接口，與行業需求相結合，實現物聯網的智能應用。例如在農作物大棚或園區，利用無線傳感器網絡獲取作物實時生長環境中的溫濕度、光照強度等信息，收集每個節點的數據并進行存儲和管理，實現整個監測區域的信息動態顯示，并根據各類信息進行自動灌溉、施肥、噴藥、調溫控光等操作，對異常信息進行自動報警。
2.3物聯網在智慧農業中的應用案例
對土壤水分及其變化的監測是生態、農業和水土保持等研究中的一項基礎工作[10]。蔡鑌等[11]針對棉花莖桿直徑變化的測量參數，結合Zigbee無線傳感器網絡技術設計了棉花精準灌溉監控系統。該系統由無線監控網絡和遠程數據中心2個部分組成，給出了系統總體架構，設計開發了無線傳感器網絡節點，并給出了軟件流程。該系統使人們隨時獲得棉花作物精確的需水信息，并實現精準灌溉。由于采用了無線數據傳輸方式，該系統解決了有線通信方式存在的難以擴展、難以升級等問題，具有低功耗、低成本、擴展靈活等優點。趙玉成等[12]針對我國農業生產活動的特點，提出在農田土壤肥力監測領域應用無線傳感器網絡的方案和思路，實現把無線傳感器網絡技術與土壤肥力監測相結合，達到提高土壤肥力的目標。將無線傳感器網絡應用于土壤肥力監測，可實時、動態地測定土壤中養分和肥料的含量，從而有效地指導施肥，使肥料得到更高效的利用。在農業生產活動中，農田土壤肥力信息的監測、采集與處理是不可或缺的重要環節，將無線傳感器網絡技術應用在土壤肥力監測，分布在農田土壤中的大量傳感器節點通過無線通訊網絡與匯聚節點進行信息交換，能很大程度地提高土壤肥力監測的實時性、可靠性，且實施成本較低廉，性價比高，維護簡單，節點的擴展也非常容易，提高了農田作業中土壤肥力信息采集、監測的自動化程度。滕紅麗等[13]提出了一種基于ZigBee無線傳感網絡的作物環境監測系統的設計，該系統在ZigBee協議和CC2530芯片基礎上，通過對系統軟硬件設計，實現了作物環境的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等參數的實時監測，為作物產量提高提供了有效保證。在農業溫室環境下，溫室環境測控系統可對溫室內外環境進行自動檢測、顯示；可按不同作物的要求進行多因子綜合調節與控制；還能對溫室內各環境因子的數據長期存儲，滿足科研和生產的需要，為智能農業專家系統的開發積累豐富的資料數據。將無線傳感器網絡技術應用在溫室環境測控系統，極大地提高了系統的實時性、可靠性，且系統開發成本較低廉，性價比高，維護簡單，節點的擴展也非常容易，提高了溫室環境下農作物種植環境信息采集、監測和控制的自動化程度[14]。朱偉興等[15]基于物聯網技術開發了保育舍環境可視化調控系統，采用Zigbee無線技術將舍內各保育床及周圍設備組成無線網絡系統，系統依據分布于各保育床內的傳感器獲得的環境參數，精確調節各保育床內的小氣候環境。通過WIFI無線技術將服務器與IN-TERNET無縫連接，使用戶端延伸并擴展到豬舍及室內設備，實現環境與設備之間，環境與人之間進行信息交換。該系統性能穩定，信息無線采集、環境自動調控及遠程可視化調控均達到實際需求，適合保育豬舍環境智能化精準管理，可應用于自動化、智能化的牲畜養殖中。王文山等[16]以物聯網技術為基礎，研究了果園環境信息監測系統總體結構，將系統分為數據采集模塊、數據傳輸模塊和數據管理模塊三部分，研究了數據傳輸模塊，實現了無線組網和數據的遠距離傳輸，在山東棲霞果園的實際應用效果良好。頓文濤等[17]針對國內的食品安全問題，對構建食品安全物聯網體系進行了研究，設計了一種食品安全物聯網管理體系，主要由四個方面組成，分別為食品生產、食品流通、食品監管及食品追溯。利用物聯網技術收集食品產業鏈數據、構建食品安全物聯網體系，對食品從源頭到餐桌的各個環節進行追蹤監管，能有效加強食品安全。在農業資源利用方面，隨著物聯網技術的不斷發展，北美一些發達國家通過衛星監測來收集國家土地利用信息，然后再對所采集的信息進行一系列的分析處理，最終實現了大范圍內的農業統籌規劃管理。近年來，我國運用GIS、傳感器和GPS定位相結合的技術，通過WSN與無線通信實現了對農業資源的規劃管理。為了更加準確地獲取農田狀態信息，在作物施肥、病蟲害監測和防治、土壤養分監測等農田信息采集、管理，以及農業環境變化和農業污染監測等方面都使用了GPS定位技術[18]。
3結束語
智慧農業取代傳統農業是農業現代化發展的必然，更是符合我國國情的選擇。智慧農業可以促進農業生產方式的轉變，實現各類農業資源的高效利用和改善環境的目標，同時可最大限度地提高農業生產力，是實現優質、高產、低耗和環保的可持續發展農業的有效途徑。
作者:頓文濤 單位:河南農業大學
一、物聯網技術在農業信息化上的應用
我國農業正處于傳統農業向現代農業的轉型期，網絡信息化技術將發揮獨特而重要的作用，在現代信息技術大力發展的背景下，現代農業是與信息化同步的農業，要實現農業現代化，必須積極利用現代信息技術的發展成果，物聯網是發展現代農業的重要支撐，在農業信息化上的應用越加廣泛。當前發展重點是朝著微小型、可靠型、節能型、環境適應性、低成本、智能化方向發展。物聯網在現代農業中應用范圍主要體現在3個方面：一是生產過程管理方面。通過智能傳感器實現環境信息的實時采集，通過智能分析系統或數據挖掘技術，給予智能決策。例如，監測天氣和聯網氣象部門數據，做到天氣提前預報與預防工作；聯網水利部門數據，為服務于防汛抗旱工作，及時監測雨量、水質、水量相關信息，協助農田灌溉。在灌溉系統中，通過感應土壤、空氣中的水分和濕度，并在設定條件下與接收器通信，控制灌溉系統的閥門，有效實現智能化灌溉。二是農產品質量安全管理方面。我國農產品質量安全事故頻發，其中很重要的一個原因就是從生產到流通至銷售環節缺乏監管，加大農產品監管力度，將農產品的安全隱患降至最低，而物聯網技術的充分運用，必定能發揮重要作用。運用追朔系統綜合應用農產品電子標簽及條碼自動識別技術，信息自動采集與傳輸技術，云計算，建立供應鏈跟蹤與追朔體系，將其用于個體標識，結合無線傳感網絡，手持設備，以及終端數據庫，以便跟蹤相應產品的生產、加工、批發、物流、零售等各個環節，實現數據的有效追蹤和業務共享。三是生態環境管理方面。運用無線傳感器智能網絡，建立精準控制系統，進行農作物田間生態環境控制，根據參數的變化，檢測收集土壤溫度濕度、大氣氣壓、作物生長狀況等數據，從而適時調控灌溉系統、保溫保濕系統，確保最好的生長環境，以提高產量，保證質量。
二、現階段存在的主要問題
（一）統一的標準體系相對滯后
當前，各個企業、行業都根據自己的特長定制標準，各自為陣，且物聯網發展過程中，傳感、傳輸、應用各個層面的技術層出不窮，應用接口不規范。專用網之間，無法實現聯網，不能形成規模經濟，不能形成整合的商業模式，更不能降低研發成本。同時，正處于初創階段的物聯網技術標準，無論是在國際上還是國內，尚未形成一整套技術體系，缺乏協作和跨國合作。
（二）物聯網技術有欠成熟
RFID技術和傳感技術作為物聯網的技術優秀，尚未全面進入產業化。而如今國內的RFID技術仍舊以低頻為主，高頻RFID剛進入產業化初期，傳感器、RFID、儀器儀表、控制軟件、嵌入式軟件等80%以上依賴進口、海量數據處理、云計算基礎架構、中間就件等缺乏優秀技術，全系統集成能力和整體解決方案有待進一步完善。
（三）國內物聯網產業鏈完善度
上與國際相比，具有較大的差距雖然目前國內三大移動運營商以及中興華為這類系統設備商均已是世界一流水平，但物聯網的產業化必須需要芯片商、傳感器設備商、系統解決方案廠商、移動運營商等上下游廠商的通力協作，所以我國要發展物聯網，在體制上需要加強廣電、電信、交通、水利、農業等各行業主管部門的合作，共同推動信息化、智能化系統建設，打破行業、地區、部門之間的壁壘，促進資源共享，加強體質優化改革。
（四）物聯網應用在設施農業上
需要考慮前期投入和利益分配的問題前期大量的資金投入，依靠農民自籌資金的困難相對較大，政府應當出臺合理的政策，利用各級政府財政資金的杠桿作用，帶動資金的投入，吸引企業投資或政府擔保貸款，以解決前期投入問題。尤其是在實驗室項目實施過程中存在一些困難，資源不足、地形及自然環境復雜，傳感器及線管設備成本費用較高。一般情況下，農產品價格較低，設備及器件費用高，這就使得電子標簽等設備不能應用到單個產品上，嚴重阻礙了農業產業生產中的大面積推廣。
（五）信息安全面臨的長期挑戰
除了要面對移動通信網絡的傳統安全問題之外，還存在其他的特殊安全問題。由于物聯網是由大量的機器設備構成，缺少人對設備的有效控制，并且數量龐大，設備集群等特點，會面臨物聯網設備、感知節點本地安全問題，傳輸信息安全問題，以及優秀網絡傳輸問題。
三、展望
物聯網技術在農業信息化發展中的應用，可謂是任重而道遠，是挑戰，也是機遇。農業物聯網作為國家物聯網發展戰略的重要部分，要結合中國農業特點和國情，盡早謀劃未來，凝練發展重點，實現優秀技術的突破創新。展望未來，國家和政府已經提出了發展物聯網“感知中國”的宏偉戰略目標，同時也為構建農業物聯網“感知農業”指明方向。隨著物聯網技術的日漸成熟以及在現代農業上的有效應用，相信其在農業化道路上將越走越寬廣。
作者：黃紅 閆曉榮 單位：河南省農業信息中心
1.農業物聯網應用現狀
物聯網技術為農業的現代化建設提供了強大的技術支撐，并為農業信息化應用提供了無限的發展空間，目前主要應用如下。
（1）畜牧業和設施規模養殖業生產（畜禽、水產）。通過物聯網智能感知、無線傳感、智能分析開展繁殖育種和疫病自動監測、環境狀況監控、智能飼料投喂、遠程分析診斷等工作，實現智能飼養管理，提高產品產量和品質。目前這些應用尚很局限，大都集中在智能畜禽和水產品監測方面，在智能決策分析和農產品安全溯源等方面顯得應用不足［2］。
（2）農業環境監控和智能分析決策。通過物聯網技術對天氣、水資源、土壤狀況實時監測和災害防治。利用智能傳感器實現環境信息的實時采集，通過智能物聯網技術實時報送采集數據，通過智能分析系統或數據挖掘技術，給予智能決策，現階段主應用范圍有限［3］。①監測天氣和水資源等，同氣象部門數據聯網，提前天氣預報和預防。例如監測水資源，可對雨量、水量、水位、水質等信息實時采集和報送，服務于防汛抗旱等方面，同時有助于農田灌區和泵站自動化控制，提升水利行業的自動化管理水平。②監控農業生產環境參數，如溫度、氣壓、光照強度、有毒氣體濃度、空氣濕度、土壤濕度、土壤酸堿度、土壤養分等，為農作物大田生產和溫室精準調控提供科學依據，幫助生產者分析植株生長狀況和環境適宜度，檢查病蟲害，以便迅速優化農作物生長環境［4］。
（3）食品安全等監控管理。農產品質量安全追溯的信息化建設需要物聯網技術支撐，這些工作正處于起步階段。追溯系統綜合應用農產品電子標簽及條碼自動標識技術、信息自動采集與傳輸技術、云計算或云服務應用集成技術，可對農產品進行質量安全查詢和質量追溯監管，使消費者通過終端和互聯網實時查詢到農產品從農田到餐桌整個過程的信息，包括農產品的種源（包括戶主、生產基地等）、環境質量、生產操作過程、用料用藥、物流運輸、生產加工過程、銷售渠道等情況［5］。
2.現階段主要問題和發展建議
（1）自主技術不足，統一標準的制定滯后，產業鏈規模尚未形成。國內物聯網涉及的先進感知、傳輸、控制技術的自主性和創新性不足，包括底層芯片和無線傳感等優秀技術等。且行業各自為陣，應用接口不規范，尚無統一的標準可依據。①亟需加快制定統一的國內行業技術標準和業務應用規范，并能將自主產權技術納入國際標準。目前，我國物聯網編碼標識尚未統一，存在跨地域、跨行業、跨平臺互通困難，應加快物聯網編碼標識標準體系框架建設及相應的國家標準的制定，提出適合我國物聯網業務開展和應用的統一編碼方案、注冊管理辦法及標準化的承載、標識和解析方法。②加強物聯網自主優秀技術產業的建設。拿傳感器來說，要求低成本、環境適應性強、可靠性高、功耗底、安全性好、具有移動便攜性和固定分布性等特點，能方便實現分散采集和集聚傳遞等功能，這些基礎產業工作需要多個行業共同發展和支撐［6］。③持續推進物聯網基礎技術和前沿技術的研究工作，開展諸如基于信息和知識支持及數據挖掘為基礎的農業產業鏈各環節的智能決策技術和方法的研究以及新感知、新接入技術的預研等。
（2）農業物聯網示范基地不多，示范效果不突出。應用的不足仍是物聯網產業化所面臨的瓶頸，在政府政策和財政支持下，應加快制造與服務產業的互動，搭建示范平臺，以農業農村信息化試驗區、農業農村信息化先導區、農業農村信息化推進區、農業農村信息化攻堅區為基礎，做好物聯網農業化應用的示范效果。讓企業在構建信息化物聯網絡的同時，找到農業物聯網產業發展的新模式，既能起到物聯網產業應用示范效果，又能使企業和農戶獲得收益，進一步拓展業務范圍和應用。
（3）信息安全體系建設不完善。現階段網絡和信息安全保障不夠，須加強信息安全保障，實現可管、可控、可信的物聯網安全體系架構。①健全網絡與信息安全法律法規，完善農業信息安全體系和認證認可體系標準，實施信息安全等級保護、風險評估等制度。②提升農業物聯網各環節的綜合信息安全保障能力，實現物聯網信息的全流程安全設計，包括認證和加密等。推進農業信息安全保密基礎設施建設，加強信息網絡監測和管控能力建設，確保農業基礎信息網絡和重點農業信息系統安全。
（4）農產品質量安全追溯信息化建設和應急機制亟待完善。在農業及相關行業（包括食品安全等）的大應急預警架構下，應加快建立相關的風險評估和安全評測，構建有效的管理、預警和應急機制，推進農產品質量安全追溯信息化建設。目前國內農產品相關信息在生產、加工、存儲、流通、消費、追溯、問責等環節之間不能有效貫通，主因是政府部門職能分工不同，系統獨立，標準不一，造成數據不能互通。應整合各部門力量，以點帶面，統一標準，打通接口，做到基于物聯網電子標簽和電子編碼為基礎的信息數據能安全共享和統一管理，實現農產品和食品信息在供應鏈不同主體之間的無縫銜接。可選擇農產品和食品流通領域中信息化基礎好、產業鏈完整的“三品一標”（即無公害農產品、綠色食品、有機食品、農產品地理標志）獲證企業或農民專業合作社，集成應用電子標簽、條碼、傳感技術、無線通信網絡和IP互聯網絡等，實現農產品和食品質量跟蹤、溯源和可視化管理，對農產品從田頭到餐桌、從生產到銷售全過程實行智能監控。
3.結論和展望
如今農業信息化領域正面臨著由傳統的無線傳感器網絡WSN向物聯網IOT飛躍發展的新階段，雖然物聯網的發展道路還很長，但應不斷加大自主優秀技術和標準的研究和投入，整合跨區域、跨行業、跨平臺的資源，盡早出臺和完善相關技術和業務應用標準。在產學研一體化道路上，始終以應用為龍頭，鼓勵創新業務和應用模式，從制造業到服務業形成閉環，使參與者從技術和業務的應用中受益，促進物聯網技術在農業領域得到更深入、更廣泛地應用和發展。
作者：蔣宏斌 闕祥明 翟丹妮 單位：中興通訊南京研發中心 南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司 南京郵電大學經濟與管理學院
摘要：
在國家“四化同步”發展戰略的背景下，積極推進農業物聯網的應用發展，對促進農業信息化和農業現代化的融合具有重大意義。物聯網技術也被很多地運用到農業的眾多領域。而農業鄰域也是多物聯網技術需求最迫切、難度最大的領域之一本文將從農業物聯網的概念、物聯網在農業中的應用現狀、智能農業系統主要功能這幾個方面對物聯網技術在農業領域的作用進行剖析，從而對農業物聯網的發展提出建議以及展望。只有加強農業物聯網技術集成平臺建設，加強農業物聯網產品設備檢測才能進一步優化和改善政策環境，為我國農業物聯網可持續大展提供參考。
關鍵詞：
農業；物聯網；智能農業
1物聯網的概念
“物聯網”翻譯成英文是“TheInternetofThings”由此可見，“物聯網”的重點就是物品與物品之間的交流，物聯網是繼互聯網以及計算機發展之后的第三次大規模的科技發展的時刻。在運用現代物聯網技術的基礎上，在紅外線探測技術的幫助下對農作物的發展情況進行實時監測以及實時采集被測農作物的信息，這些信息將在短時間內被集合完畢發送給檢測者。這種正在建設中的新型的物聯網技術，能夠實現物理世界、計算機世界以及人類社會這三個世界的聯通以及發展，對物聯網技術的普及具有戰略意義。而同時也給人們的生活提供了便利。物聯網的重中之重是對信息的采集，在經濟飛速發展的今天，信息對于經濟的發展具有決定性的作用。互聯網技術高速發展，人與人之間交流往往更多地依賴互聯網。而物聯網的出現也印證了這一點，經濟的飛速發展帶動了人們各種方面的需要飛速增長。而相較于互聯網來說，物聯網的優勢就是能夠將觸手伸到互聯網所不能企及的方方面面。在互聯網上，人們往往只能感受到一個非常平面的形象，但是運用了物聯網之后，人與人之間將可以全方面的感知對方，這種感知不再是單一平面的，而是立體以及三維的。由此可見，物聯網的產生將會為整個社會經濟結構帶來一次較大的改革。而物聯網也將為互聯網的進一步發展提供可供選擇的方向。總而言之，物聯網就是通過現有的先進技術并將其運用到物品的傳遞以及監控過程中，將物品的任何細節都與互聯網連接起來，進行信息的第一手傳達。以便于實現物品的交換和傳遞。智能化的物品傳達也能實現迅速的定位以及跟蹤。物聯網的快速發展也將為我國的科學發展提供一個新的平臺，讓世界的目光都注意到我國科技的進步。而我國作為一個農業大國，在農業高速發展的今天，對物聯網的需求則更為明顯。物聯網的發展也將給我國農業結構帶來調整，為傳統農業的升級起到了巨大的推動作用。
2物聯網在農業中的應用現狀
在關注我國物聯網發展的同時我們也要將目光注視到歐美各國的物聯網發展，歐洲的物聯網被分為很多個層次，且在物聯網的發展過程中，農業以及養殖業的物聯網發展最為重要。為了使得農業發展過程中，農作物的發展情況被第一時間獲知，作物的生長形式、水土狀態以及是否有蟲害，這些在物聯網發展中都是需要解決的細微的問題。在信息傳輸層中，傳感器獲取各類數據的功能被放大，信息應用系統將會制定科學的管理模式以及定時定量的肥料施加都體現了對生產過程的嚴格控制。這些年來，為了適應社會經濟結構的變化，歐美一些國家率先開展了農業領域的更新以及變革，實現了物聯網在農業領域的大范圍使用，形成了一批良好的產業化應用模式，推動了相關新型產業的大規模發展。農業物聯網的發展也促進了其他物品在物聯網的發展，為物聯網的全方位發展奠定了基礎。而我國作為一個農業大國，在農業物聯網的發展方面具有較大的需求，為了保證農作物在傳遞過程中的實時消息反饋，物聯網將會滲透到物品的傳輸、檢驗等多個環節，實現成本的節省以及農作物收獲之后的高效流通，在農作物物聯網這個方面還有很多功能正在探索過程中。
2.1農業資源利用在農業資源探測以及監控方面，我國可以利用衛星對土地的實時信息進行探測并將探測效果傳遞給各級監測系統，實現信息的整合以及分析，經過層層監控和分析之后，將會最大限度的農業范圍的統籌與規劃。對農作物的事實情況的把握也將會十分清晰而明了。與此同時，為了方便農作物的采集，實現農業資源信息的及時反饋，GPS定位系統也將會運用到農作物的定位之中來。只有這樣才能實現農業資源的不浪費。目前，在農業資源整合、農業資源的探測、土壤成分的檢測以及害蟲的防疫當中都使用了GPS技術，GPS技術也就是定位技術利用衛星，對大面積的農作物能起到很好的檢測作用。為了使得有機農作物的生長更加健康也有利于農作物整體的把握，而且從國外引進的新型技術也可以對農田里的各種情況都能制定出一套完美的應對政策，對突發情況進行監控并且及時反饋到監控者那里。特別是如今的農業發展已經進行到一個精細農業的狀態，對由于環境變化引起的農作物的變化都需要有效的應對。在檢測區域中構建基礎網絡和安裝傳感器，用于采集水溫、PH值、電解質等等多種參數，及時的水況反應能夠將水環境參數上傳至檢測中心并進行分析。
2.2農業生態環境監控農業生態環境監控是保證農作物安全以及生態安全的重要基礎，為了對農業生態的環境進行全方位的監控，還需要做到以下幾點。一方面，要加強立法，完善的相關政策法規才能解決在生產過程中的諸多問題。也對許多重要問題的解決提供模范的解決方式。另一方面，在建立農業物聯網的同時，對農業生態環境監測網絡的構建也必不可少。因此國家必須要運用高科技手段融合互聯網實現對農業生態的自主監控，為了農業的可持續發展做出自己的努力。我國的生態環境在形勢趨于變好的今天仍然存在很大的問題，因此對環境監控方面仍然不可松懈，對大氣環境，對河流污染以及草木覆蓋程度的監控形勢都比較嚴峻。經分析研究后發現，地面監測站與遙感技術的結合是組成我國環境監控的主要手段。在前期衛星不曾覆蓋的地點進行人口測量，在無線傳感技術發展的同時開展了無數的網絡監測站點。星星之火可以燎原，在星星點點的檢測站的建設下，我國的環境檢測形成了一個巨大的網絡，這些系統依靠傳感器以及無線通信技術，是我國農業發展的強大后備軍。
2.3農業生產精細管理建立農業物聯網的前提是實現對精細農業的管理。只有將農業的生產環節與高新技術發展結合到一起，才能最大限度地為農業的發展帶來幫助。在集成了信息技術以及GPS技術以后，農作物的生產環節變得無限透明，對農業生產信息的獲取，對生產環節的管理以及突發事情的應對決策都顯得十分智能。
3農業物聯網的技術創新
農業物聯網的技術創新主要表現在以下幾個方面：1）數據收集：在農作物的生長過程中，對農作物生長環境中的溫度、濕度、PH值、二氧化碳含量都實現了實時監控。在上述所測數值出現超出常態的變化時，監控者可以第一時間發現，并且在物聯網絡上找到解決方案，并且對作物生長環境中的設備進行調控。2）視頻監控：在物聯網迅猛發展的今天，用戶只要擁有一個手機或者電腦等等其他的移動設備，就可以實時關注自己所訂購的農作物的生長情況，也可以根據監控室內的作物實際情況實施遠程想法的傳達。3）數據存儲：在物聯網監控過程中所產生的農作物的數據往往能反應農作物生長中的種種問題從而為以后農作物的生長提供素材，在農業物聯網中實現一個檔案的存放。4）數據研究：系統將會在收集到數據之后，第一時間實現報表的制作，讓用戶第一時間感受到農作物的生長情況以及空間分布情況。5）遠程控制：由于物聯網的便利性以及可操作性，用戶可以在任何時間、任何地點進行農作物的監控以及對溫度、濕度的操控。6）錯誤報警：系統將會給用戶權限設定一些警戒線，超出警戒線，物聯網將會第一時間通知用戶，讓用戶能接觸到農作生長的每一個環節以達到自己的理想生長情況。
4推動農業物聯網進程的建議和展望
我國幅員遼闊，并且由于農作物生長范圍較大，因此建議物聯網建立專業的工程專項，在農業發展優勢區域實施新型農業經營主體的應用需求，在已有試點區域的基礎上，擴大物聯網試點的范圍。與此同時，物聯網作為一個新興產業，政府在一些措施以及政策的制定和實行上還不是非常的完善，而物聯網又具備高投入、高風險的特點，為了支持物聯網的發展，政府應該在稅收等方面對物聯網發展進行減免、甚至補貼。并且根據種植作物的不同實現不同的補貼限額。物聯網技術在我國的很多領域發展還不夠成熟，但是在大環境下，我們在政策的支持下或許能夠奮起直追，與歐美國家站在同一起跑線上。目前，在農業育秧階段已經實現了物聯網的滲透，可以預見的是，在不久的將來，互諒網將會發展到農作物生長的方方面面。由于手機、pad、電腦等等用品的普及，用戶的實時監控也不再是夢想。利用物聯網技術，結合政府設立的無數監測站可全方位地掌控我國生態環境中的雨、水、干旱、大雪等等問題。為農作物的生長提供及時的預警報告，為農作物的及時保護提供了方案支持。而到了農作物成熟階段，用戶可以直接在家里實現對收割機等大型農業設備的監控以及同GPS技術對它們的位置進行實時掌握，不僅如此，強大的物聯網還能實現用戶對實時路況的掌握以便于達到農用設備資源的不浪費，為他們實現運行效率的最大化提供最大的幫助。與此同時，用戶還可以對收割機內部的溫度進行控制。因此，物聯網在農業發展中的前途不可限量，幾乎方方面面都可以運用到物聯網，而未來的農業在物聯網技術的支持下，也會更加的智能，這對我國農業的發展擁有者巨大的作用，對人工成本的降低將會是一筆巨大的財富。
作者：劉偉麗 單位：鄭州城市職業學院
通過物聯網技術在精細農業生產中的應用研究，為我國物聯網技術在農業產業鏈的各個關鍵環節的推廣應用，提供可靠的方法和途徑。
1精細農業生產是現代農業發展必走之路
精細農業生產是由信息技術支持的根據空間變異來定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統，用戶只要將手機或手持終端按下鍵盤，就能查看到設施農業實時的綜合生態信息。精細農業生產實現了農業智能化、精確化生產。
2物聯網技術是精細農業生產強大的技術支撐
物聯網4大技術的組成和應用領域包括傳感網、M2M、RFID和兩化融合技術[1]，物聯網兩化融合是指技術、產品、業務和產業衍生4個方面的融合[2]。在精細農業中的兩化融合主要是信息技術、先進設備與農業生產、加工、銷售等環節的融合，即農業信息化和農業產業化的融合，其為傳統農業的發展提供了新的機遇，有助于加快農業現代化進程[3]。
3物聯網精細農業自控系統在精細農業生產中的應用
物聯網精細農業自控系統以先進的無線傳感器、物聯網、云平臺、大數據及互聯網等信息技術為基礎[4]，主要通過WIFI設備服務器與遠端天線矩陣通訊，再通過第三代光載無線交換機，將數據實時地送到遠程智能系統，再發送給各級用戶，從而實現農業智能化和精確化的精細作業生產。
3.1物聯網智能監測系統
3.1.1無線墑情監測系統無線墑情監測系統主要負責采集農業種植生產環境信息（見表1），并將結果傳輸到中心服務器，再將相應的數據反饋給用戶，即墑情監測數據、旱災預警數據、走勢分析數據、報表分析數據、短信、信息及圖形預警信息。
3.1.2苗情監測系統田間作物無線苗情監測系統，利用網絡，定時采集作物、植物生長發育狀態進行田間物候的遠程連續定位攝像，并將圖片自動上傳到遠程物聯網監控服務平臺，實現植保監測人員的遠程物候觀測。
3.1.3蟲情監測系統蟲情監測系統通過搭建在田間的智能蟲情監測設備，能進行無公害誘捕殺蟲，綠色環保；同時利用無線網路，定時進行遠程診斷，采取相應防治措施，控制蟲害。
3.1.4災情監測系統用戶通過視頻系統可以清晰直觀地查看種植區作物的生長及病蟲害情況，并對突發性異常事件的過程進行及時監視和記憶，提供及時高效的指揮和調度，進行有效地防災控災。
3.2物聯網智能傳輸系統智能傳輸系統是屬于傳輸層層面的連接，其將物聯網智能監測系統的感知層數據，發射到就近天線矩陣轉換為光信號。
3.3物聯網智能灌溉系統智能灌溉系統將這些環境參數進行實時監測采集，通過控制中心控制施肥罐、施水罐，實現節水灌溉，同時減少化肥使用，降低生產、人工成本。
3.4物聯網智能預警預報系統在智能預警預報系統中設置農作物環境參數危害發生程度的安全值域，當監測到的數據超出安全范圍時，報警系統啟動，管理平臺上的參數將會顯現紅色字樣，并將危害狀況通知用戶。
3.5物聯網智能專家系統該系統將農業專家信息及聯系方式全部集中到一起，用戶可聯線或以短信、QQ和微信的方式咨詢專家各種病蟲害防治難題，亦可將自己的防控經驗分享到系統中。
3.6物聯網智能信息管理應用平臺該管理應用平臺利用WEB服務器及PC終端應用層專業控制軟件，用戶可在本地數據庫調用現場實時視頻錄像。
4小結
廣大農業用戶將物聯網技術在精細農業各個環節的廣泛應用，實現了農業的優質、高產、低耗和環保的可持續發展。
作者：鄧希海 單位：達州職業技術學院
我國作為一個以農業發展的大國，提高農業的產量非常重要，但目前我國農業的產量還很低，同時在農業生產過程中消耗的各種資源量卻非常大，因此，傳統的農業技術已經不能夠支撐當前我國農業的發展，嚴重阻礙我國農業的發展速度。針對目前這一情況，隨著信息化和科學技術的不斷提升，將當今新興的物聯網技術應用到我國農業發展中，能夠使得農業智能化，進一步提高農產品的數量和質量，同時還可以節省大量的人力和物力。
1農業物聯網的概述
1．1農業物聯網的定義農業物聯網是由傳感器、監控設備和移動終端等設備組成，通過遠程控制將農田里的環境信息和農作物信息傳遞給農民，農民可以足不出戶掌握農田里的各種信息。其中，傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器和PH值傳感器等等，可以檢測出農田環境的溫度、濕度、光照強度、CO2濃度、PH值等信息參數，再通過儀表儀器顯示出來，保證農作物有一個良好的生長環境。農業物聯網將傳統以人為中心的農業管理模式轉變為依靠智能化設備和軟件為中心的生產管理模式。
1．2農業物聯網的體系結構農業物聯網的體系結構與物聯網的體系結構相對應，它也分為三個層次，分別是信息感知層、信息傳輸層和信息應用層。1）信息感知層，主要功能是利用各種傳感器收集環境和土壤信息，并通過短距離傳輸技術傳輸收集到的數據，它作為三層架構的最底層，是農業物聯網應用的基礎，農業物聯網中的短距離傳輸技術有RFID技術、Wi-Fi、藍牙和有線傳輸技術將數據傳送到網關。2）信息傳輸層，主要功能是處理和傳輸信息感知層中傳感器收集到的數據信息，并融合和擴展現有網絡，適合遠距離傳輸數據，能夠實現更加高效、更加安全的互聯功能。3）信息應用層，主要功能是對感知層收集的數據信息進行融合、處理和分析，并通過各種終端設備與農戶之間進行交互，實現農業生產的智能化和自動化。
2物聯網在智能農業中的關鍵技術
2．1Wi-Fi技術Wi-Fi眾所周知，現在人人離不開它，它是一種短距離無線通信技術，室內的輻射范圍在100米左右，室外可以達到200米左右，顧名思義就是在較小的范圍或區域內提供的無線傳輸通信技術，是WirelessFidelity的縮寫，是以太網無線技術的擴展，使用開放的2.4GHZ微波頻段，理論上的最高速率是11Mb/s，遠遠超過了普通家庭使用的有線寬帶，是當今使用最廣泛的一種短距離無線網絡傳輸技術。
2．2RFID技術RFID（RadioFrequencyIdentification）技術是一種無線射頻識別通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并對數據進行讀寫，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。射頻段是指讀寫器通過天線發送、接收并識讀的標簽信號頻率的范圍，讀寫器的頻率和射頻標簽的頻率必須相同才能夠工作。RFID系統通常包括電子標簽、閱讀器和天線。其工作流程是：閱讀器通過天線發送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入此信號磁場時產生感應電流同時被激活，這時芯片中存儲的數據會被發送，天線再將接收到的載波信號傳送給閱讀器，閱讀器對信號進行解析并將數據傳到后臺進行處理，完成對數據的控制。RFID的頻段有四個，分別時低頻、高頻、超高頻和微波，目前后三種主要應用在現實生活中。農業物聯網中通常使用國家免申請的433MHz頻段進行近距離直線傳輸，其常用在物聯網關與無線采集控制節點中。
3物聯網在智能農業中的應用
3．1農業物聯網總體設計本章節圍繞農業物聯網的三層體系架構介紹物聯網在智能農業中的應用，重點對環境數據的采集、視頻監控、終端設備顯示信息等模塊進行介紹。主要實現的功能是：通過設置各種傳感器實時采集農田中的溫度、濕度和CO2濃度等參數信息，并通過RFID技術和無線傳感器網絡將采集到的信息傳輸至物聯網關，物聯網對數據進行存儲和分析，然后通過終端設備顯示給用戶（農戶）。1）信息感知層，在該層設置各種環境傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器）、射頻發射端和接收端、無線采集模塊、攝像頭、DAAU（物聯網關）,達到采集數據、分析、轉發的功能。2）傳輸層，是整個物聯網系統的中間層，起到傳輸數據的作用，在傳輸過程中經過不同架構的網絡完成通信，使用RFID無線通信網等技術，完成對監控視頻和檢測數據的可靠傳輸。3）應用層，在該層放置數據庫服務器及Web服務器，數據庫服務器對采集到的數據進行存儲，分析。Web服務器為移動終端設備提供查詢歷史數據、實時查看、視頻監控等功能。
3．2關鍵模塊設計1）傳感器的數據采集不同的傳感器通過RFID網絡進行數據的采集，本文主要使用溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器，傳感器的放置位置對其獲取到的數據有一定的影響，因此，為了使得到的數據有效，一般傳感器放置在距離地面三分之一處，位置過高或過低，都會引起采集到數據的不精確，采用RFID無線射頻技術避免了有線網絡在農田中設置的不方便。2）物聯網管（DAAU）的設計物聯網關（DataAnalysisAcquisitionUnit）簡稱DAAU，在本設計中，它通過無線網絡，與各種傳感器、攝像頭連接，并與DAAU服務器進行數據交互，DAAU服務器對DAAU發來的數據（通過TCP_Socket）進行解析和接收，將偵聽到的有效信息存儲到數據庫中。3）Web服務器的設計Web服務器是運行在服務器上的一套Web應用程序。用戶通過登錄Web站點進行訪問，對終端數據進行實時顯示、查詢和分析等操作。對于Web服務器的部署，首先需要添加IIS6.0配置文件，將用VisualStudio2008開發工具開發的程序安裝在Web服務器端，將用戶的業務處理集中到Web服務器端，從而減少用戶終端處理數據的壓力。
4結束語
本文通過將物聯網技術應用到農業中，解決了傳統農業管理模式的諸多局限性，同時引入移動終端設備，使農戶隨時隨地都可以查看和控制農田的生長情況，充分體現出智能農業在引入物聯網技術后的自動化化和遠程化。
作者：申玉宏 單位：呼倫貝爾學院物理與電子信息學院
一、物聯網環境下鎮江市農業示范園經營中存在的問題
鎮江現代農業發展和規模經營發展較快，大量較大規模的現代農業園區建設加快，但從調查情況看，這些農業示范園對如何更好利用物聯網技術去經營企業沒有思考太多，還存在很多問題。（1）農業示范園區對物聯網認識不足。目前，鎮江市的農民文化水平普遍偏低，受自身文化知識水平的局限，比較習慣于傳統經驗式的農業生產經營方式，對現代農業物聯網技術的感性、理性認識較差，不能適應農業物聯網技術等現代高科技數字農業技術的應用。這也從根本上限制了農業物聯網技術在現代農業上的大面積推廣使用，也與我們發展智慧農業的要求有很大的差距。（2）農業示范園區農業基礎設施較差。物聯網技術在農業上的應用需要有較好的現代農業基礎設施，尤其是基于物聯網技術的智能控制系統需要配備技術含量較高的控制設備，而鎮江市農業示范園區現有的農業基礎設施裝備較差。由于農業生產季節性強，在應用農業物聯網技術時不僅需要對其基礎設施進行改造，還需要投入資金，設施改造不僅對農業生產計劃有影響，且在一定程度上影響著鎮江市農業示范園區應用農業物聯網技術的積極性。（3）物聯網技術本身不夠完善。現階段農業物聯網技術本身也存在一些應用的問題，一是農業物聯網中智能感知系統的成本相對較高；二是農田無線傳感器網絡體系的功耗較高；三是物聯網感知節點上數據高效傳輸存在局限性，需要提高節點數據高效傳輸與管理能力，以解決其協作感知、高效采集、處理等問題。（4）農產品供應鏈的各結點間信息不通暢。由于我國農產品供應鏈起步比較晚，我國農產品供應鏈總體信息化水平比較低，供應鏈結點間質量安全管理信息缺乏共享。如農業企業面對市場組織生產時，由于市場信息傳遞緩慢或者是信息割裂不能共享，導致盲目生產，造成銷售市場價格波動大，不利于農產品的供求均衡。這些現狀所造成的信息化問題成為農產品供應鏈質量安全管理發展產巨大阻礙。（5）農業經營效益低下。由于歷史和傳統原因，農產品相對于工業產品來說經營效益要低得多，鎮江市也不例外。雖然近年來鎮江市農業依靠農業科技的發展和政府的重視，特色農業和高效農業發展迅速，使農業效益有了較大的提高，但與現代高科技的工業相比，效益還是有很大的差距，這不僅影響了工商資本投入農業的積極性，也影響了農民應用農業物聯網技術等相對投入較高的現代數字農業技術的積極性。
二、物聯網技術在優化鎮江農業示范園經營中應用的研究
通過上述分析，我們認為有必要促使這些農業示范園用新的眼光審視傳統的經營方式，利用現代物聯網技術，使其更動態地管理農產品的生產和銷售，滿足消費者的需求。
1、利用物聯網敏捷控制農業示范園供應鏈為了給農產品整個供應鏈的各環節提供有關農產品產地、運輸、倉儲、加工、裝卸、配送和銷售等方面的實時、全面及詳實的電子化信息，可利用RFID技術和EPC標準進行信息采集、傳輸和處理（如圖1所示）。物聯網將改進企業網絡營銷的供應鏈，即對產品的制造、倉儲、配送等流通環節實現數據的可視化展現，讓園區和消費者隨時隨地了解商品的情況，加強產品監管，消除客戶疑慮。
2、利用物聯網創新農業示范園營銷工作、探索智能農業經營新業態結合虛擬數字技術、遠程視頻實景傳播技術等，構建基于電子商務技術、淘寶商業模式的農產品網絡超市。以面向不同消費群體的市場化需求為導向，生產無公害農產品、綠色食品、有機農產品，實現訂單式生產、網絡化采購、物流式配送，形成以技術流、產品流、信息流為主要調控手段，以高效益、高產出為重要特征的現代化農業經營業態。
3、利用物聯網提升農業示范園自身信譽度和品牌知名度目前，很多消費者對所購買的農產品采取“零容忍”的態度，而信譽對于企業的生死存亡至關重要。企業利用物聯網的無縫接入技術，可以隨時隨地的獲得各種豐富的網絡資源，并且由于信息傳遞速度和傳播量的成倍增長，口碑推廣的深度和廣度也不斷提高，從而幫助企業推銷自己的產品和企業文化，提高自身信譽度和品牌知名度。
4、利用物聯網挖掘高價值客戶、開發新產品RFID閱讀器或者手持機能夠嚴格監控輸入數據的合法性，保證了操作過程中數據的完整性和一致性，使得進入總數據庫的數據清潔有效，企業對這些干凈的數據進行數據分類處理，可以清楚了解客戶的喜好和購買習慣，從而挖掘高價值客戶，建立優勢客戶資源庫。同時，企業能夠利用物聯網進行范圍更廣的在線調查，提高在線調查的交互性，根據所調查的客戶需求信息不斷對產品更新換代，開發出滿足客戶的完美體驗的新產品。
5、利用物聯網發展特色智能農業觀光旅游農業示范園可應用物聯網技術，把農業生產過程與農業觀光、旅游、休閑、科普等有機結合起來，吸引市民到園區與村民共同開展參與式農業生產，訂制農產品，體驗生產勞動，監控農產品生產全過程，實現城市與鄉村融合、農民與市民互動、生產與消費聯結，推動形成新型農業產業經營業態，從根本上實現傳統農業向現代農業生產、經營方式的轉變。規劃實施基于物聯網技術的現代農業參與式觀光旅游產業示范區，以生態休閑、科普教育、認養訂購、農耕文化等為特色服務產品，構建生產者、消費者、觀光客三位一體的新型產業鏈。
三、政策建議
結合鎮江市農業示范園物聯網技術應用較少的現狀看，農業示范園要想實現以上經營方式的轉變，需要鎮江市從政策層面，在不同的領域、地域、區域等發展農業物聯網技術，加快推進鎮江市農業示范園的轉型升級和現代化建設步伐。具體要做好以下五個方面。
1、加強宣傳，積極引導為了推動農業物聯網技術在鎮江市現代農業中推廣應用，促進鎮江市農業可持續發展，必須提高廣大干部群眾和農業從業人員對農業物聯網的認識。一是充分利用輿論宣傳工具，大力宣傳農業物聯網技術特點、優勢，促使他們轉變觀念，提高對農業物聯網技術應用必要性的認識。二是大力普及農業物聯網技術知識，利用農民素質培訓平臺等多種途經開辦物聯網技術的知識講座、技術培訓，讓廣大農業從業人員掌握好物聯網技術的基礎知識和使用管理的基本技能，達到使他們懂技術、善應用、會管理的目的，為農業物聯網技術在鎮江市現代農業的推廣應用打好基礎。
2、加強扶持，促進發展根據鎮江市現代農業基礎設施差、效益不高等現狀，為提高廣大農民應用農業物聯網技術的積極性，政府應當針對不同的情況出臺相應的扶持政策，以推動全市物聯網技術在現代農業中應用，真正達到農業企業的轉型升級。一是加大財政資金投入，對農業園區為使用農業物聯網技術而進行的基礎設施建設或改造而增加的投入給予一定比例的政策補助。二提供招商引資優惠待遇，以吸引更多的社會工商資本向農業投資，建設高水平的現代農業示范園區。三是人才培養，要造就新一代有知識的新型農民，政府要出臺扶持政策，吸引廣大有技術的知識青年投身農業，提高農民知識水平，從根本上改變農民文化水平低下的局面，促進現代農業科技實際推廣應用。
3、加強示范，拓展領域政府在現代農業科技示范園區規劃建設時，要通過與高校、科研院所等深層次的協作，建設一批農業物聯網應用的科技示范園區，積極引進使用一些先進適用、功能配套的農業物聯網等數字農業技術裝備，充分展示農業物聯網的技術功能，讓廣大的農民開闊眼界，發揮好園區的新技術輻射作用，促進數字農業技術的科技成果轉化，帶動其技術推廣應用，并積極探索農業物聯網等數字農業技術應用模式，真正促進鎮江市農業的數字化、精準化和智能化發展。
4、科學規劃，合理布局根據鎮江市農業的自然資源條件和社會經濟發展水平，立足實際，結合現有現代農業園區設施和農業布局，科學規劃出全市數字農業技術應用推廣體系，合理布局，針對不同區域、不同產業和重點發展產業等，建設好一批農業物聯網等數字農業示范園區，并進行分類指導、重點突破。適當建立一些基于物聯網技術的集高效生產、休閑觀光為一體的智能農業示范示范園區，推動農業物聯網技術的實際應用。
5、加強研發，強化保障為了加快農業物聯網技術的推廣應用，有必要采取技術手段研發低成本農業物聯網技術和裝備。根據鎮江市農業特點，積極組建鎮江數字農業技術科技創新團隊，與江蘇大學、江蘇農林科技學院等科研院所合作，利用它們的技術優勢，進行重點突破，開發一些適合鎮江農業生產實際的低成本的農業物聯網技術和裝備，從而達到減少運行成本，降低農業物聯網示范和推廣應用的門檻，推動農業物聯網技術的快速發展和應用。
四、結語
鎮江市應緊緊抓住機遇，大力推動農業物聯網在鎮江市的應用，只有采取相應的惠農政策和技術措施，抓住農業物聯網發展的有利時機，對農業信息化發展和現代化農業推進進行科學合理布局，培養高素質的新一代知識農民，發揮農業物聯網的技術和裝備優勢，才能推動鎮江市由傳統農業向現代化農業的轉變，實現鎮江現代農業生產的數字化、精準化和智能化。
作者：鄭翠 田明 單位：江蘇農林職業技術學院
1現代科學技術實施的前提條件
生長環境的好壞決定著農產品的質量，植物的健康成長更是與其環境息息相關。除此之外，自然因素對植物的生長有著決定性的作用，最主要的則表現在：光線的強度及陽光照射時間的長短、土壤環境、二氧化碳濃度、水分的控制等等，這些都共同決定了植物的生長狀況。現代科學技術還可以在一定程度上改變植物的生長環境，通過改變其土壤中的養分及空氣中二氧化碳的濃度，來對植物的正常生長環境進行合理的控制，通過這種方法可以在某種程度上提高果實的結果率，再利用現代化生物技術等來提高農產品質量，從而為企業迎來更好的發展。
2物聯網技術的實施方案
2.1傳感器單元物聯網技術農業專家系統想要獲得更好的應用效果，在傳感器方面，需要做到對癥有效。
2.1.1氣體溫度傳感器在國外的先進國家這種傳感器技術已相對純熟。我國主要采用瑞士公司推出的單片數字溫濕度傳感器，來對空氣溫度進行傳感探究。這種高端傳感產品具有可靠性和穩定性等特點，可以在一定程度上大幅降低了獲取數據的難度，并有效增強了其抗干擾能力，做到低能耗、高靈敏、高性價比等特點。在實際的農業栽培培養技術中，可以利用這種氣體溫濕度傳感器來更加準確的獲取環境信息，并為以后的農作物生長提供相應的材料資源。
2.1.2土壤水分溫度傳感器該傳感器主要利用時域反射原理進行設計，并通過將其埋藏在土壤的方法，更好地檢測土壤中水分的分布情況。土壤水分溫度傳感器可以與采集器結合使用，利用這2種現代科技可以對土壤中各種理化性狀、氣溫變化及人為水分管理進行合理化監測。除此之外，這種傳感器可適用于各種土壤環境，并對其土壤水分情況進行精確的判斷，并將數據及時上傳到數據庫中，以便人們對其合理控制。
2.1.3光照傳感器這種傳感器的主要特點在于，其體型較小、使用時間長、密封性好、精準性高、可控效果好，可以更好地抵御因自然環境造成的干擾，從而對現代溫室環境進行合理監測。
2.2數據采集單元
2.2.1無線傳感器采集器通過傳輸數據的方式將采集器所采集到的信息及時傳送到管理系統當中，使人們可以在第一時間對農作物生長情況做出準確的監測及處理。采集器主要包括數據采集和傳輸2方面，其特點則表現在安裝簡便、使用成本低等。對采集器的電路本身而言，其主要包括信息處理電路、復位電路、A/D/D/A轉換器、晶振電路、顯示電路等等。
2.2.2多通道無線數據采集器這種多通道數據采集器可以采集多種信號，而信號則主要表現在物理模擬信號和數字信號2種。通過這種采集方式可以有效解決傳統的人力、物力和資源等問題，除此之外，還具有防水、防曬、安全采集、防雷擊等優點。物聯網農業專家系統可以實現在數據上的多種顯示技術，在數據采集、打印、存儲等方面更是具有突出的特點。
3結論
我國農業生產想要有效擺脫自然環境干擾，最主要的就是用科技的力量對其進行創新改革。本文主要針對物聯網技術農業專家系統來對農作物生長進行有效監控，并通過采集到的數據來對農作物的生長環境進行整改，從而對我國的農業發展起到促進的作用。
作者：張宇單位：東北農業大學
1農業物聯網技術的應用現狀與意義
1.1推進農業信息技術應用的規模不斷擴大建德市農村范圍大，農民數量多，廣大農民仍以農業收入維持民生，只有農業和農村經濟有了大的發展，市域經濟才能繁榮。實踐證明，加快農業現代化進程是發展農業和農村經濟的根本途徑，而以農業物聯網技術為代表的農業信息化又是建設現代農業的重要抓手和有生力量。建德農業目前仍處于從傳統農業向現代農業的過渡期，農業物聯網等設施智能技術的推廣應用雖相對程度較低，但應用前景廣闊，潛力巨大。近年來，該市致力于發展現代農業信息技術，加快實施智慧農業建設工程。如加大對智能大棚、光溫水控制系統、遠程監控、作物數字化設計等應用的扶持，推廣應用農業物聯網等設施智能技術，因地制宜地建設一批智慧農業生產基地和項目。經調查，建德市有85家農業企業、農民專業合作社建有萬村聯網網站，232個行政村實現聯網全覆蓋。廣大農民對信息的需求不僅局限在種植、養殖等技術方面，農村政策、農村文化、農村就業等信息同樣受到極大關注，農民對農業信息化的最后一公里建設和進村入戶有著極大的熱情，農業信息化的農村市場依然很大。雖然像智能大棚、光溫水控制系統、遠程監控、作物數字化設計等農業物聯網技術的推廣和應用成本相對較高，但帶來的效益與傳統農業生產技術相比要高得多。所以有越來越多的農業企業、農民專業合作社、農業種養大戶等迫切需要采用農業物聯網等先進信息技術，加快實現發展現代農業的夢想。
1.2推進現代農業產業發展的效益不斷彰顯目前為止，建德市已在欽堂、航頭、楊村橋、三都、蓮花、下涯、乾潭等鄉鎮建立農業物聯網示范基地7個，總投資350余萬元，帶來直接經濟效益1200余萬元，間接效益3000余萬元，且成功創建具有典型信息化輻射力和影響力的杭州市級以上農業龍頭企業5家，如浙江秋梅食品有限公司、杭州艾利斯玫瑰科技有限公司、杭州江南春堂生物科技有限公司等。浙江瑞德農業科技有限公司在其智慧農業示范園集約化育苗中心安裝視頻設備，為當地瓜菜種業發展培育種苗;建德市三都西紅花專業合作社以園區西紅花研發中心的種質資源庫、室內育種基地、標準化栽培示范基地為依托，運用物聯網技術的信息采集和數據分析系統，建設完備的生產信息采集監控設施;杭州九仙生物科技有限公司在鐵皮石斛示范基地建設智能網絡化監控管理設施，包括保溫降溫設施、灌溉設施、基礎配套附屬設施等;建德市紅群農業科技有限公司新建3000m3立體草莓物聯網信息與自動化系統;楊村橋草莓智慧園建成電腦智能灌溉、施肥、控溫、控濕及遠程自控管理系統;杭州國茂生態農業科技開發有限公司在養豬場安裝應用視頻監控系統，使配種監控、分娩監控、員工監控、防盜監控、電子商務等更為高效;建德市建坤農業開發有限公司在其糧食生產功能區熟練應用“智慧農業”技術。上述案例的共性在于，大多數有自營基地的農業龍頭企業通過農業物聯網技術的應用實現“足不出戶、遠程控制的高效高產、集中管理的理想”，極大地提高了企業的產業化水平，提升了企業的經濟效益。
2當前技術應用中存在的主要問題
近年來，建德市在農業物聯網等設施智能技術應用上雖取得一定成績，但在推廣應用、產業升級、產品開發、體系機制等方面仍存在亟待解決的問題。
2.1投入成本高，應用不廣泛建德地處山區，生產條件可控性差，農業整體比較效益低，各產業以小農戶分散經營為主，且農業物聯網基礎設施建設一次性投入大、回報周期長，很多物聯網設備因價格偏高很難大面積推廣。據了解，一套物聯網設備，因其優秀傳感器的不同，價格從1萬元到幾十萬元不等。如果不是從事規模經營或者高效種養殖業，普通種植大田的農民是無力承擔的。建德市財政薄弱，盡管近年來政策上對設施農業基地、農產品加工技改、農產品流通等扶持力度不斷加大，但畢竟額度有限，只能是傾向性的鼓勵支持。因而該市的農業物聯網技術應用仍不夠廣泛，其應用主體多為一些經濟實力較為雄厚的農業龍頭企業、農業專業合作社，大部分農戶仍采用傳統農業技術，澆水、施肥、打藥等仍憑經驗、靠感覺。
2.2重視程度低，發展不平衡目前，建德農業的基本面還是以村戶為主要單位的分散經營式小農經濟，不適合物聯網應用的大規模推廣，個體農戶要部署諸如土壤養分檢測和配方施肥的應用只能自購設備，這樣單體使用的方式成本高、風險大，且效益不明顯。而真正農業生產應用應該是面向大面積的室外田地，而非大棚。室外大田缺乏統一的大面積的規劃和管理，這是阻礙農業物聯網應用大范圍推廣的根本問題。總體而言，政府、產業化主體、廣大農民等對農業物聯網技術的應用和推廣均表現出重視態度和程度上的不足，政府重點著力于農業產業的布局調整和農產品加工企業的做強做大;產業化主體重點著力于如何統籌運用好政府政策資源，擴規模、強實力、打品牌;廣大農民依然擺脫不了傳統經營管理的模式，與農業企業、農民專業合作社的利益聯結機制尚不緊密，實際增收致富的難度沒有根本性轉變。
2.3成熟產品少，體系不健全隨著農村經濟的發展，現有的農業信息服務體系為農民提供的服務還不夠全面，為農業企業、農民專業合作社提供的科技驅動和品牌創建也不夠完整。且當前的農業物聯網設備主要產自高校院所的實驗室，概念性產品多，實際產業化率不高，而實驗室理論研究與農業實際應用差異較大。所以農業物聯網實際應用的一些設備性能遠低于應用預期，應用環境也不及預期的優越。如土壤養分傳感器、葉表面分析儀等技術都不夠成熟，一些國內產品在應用過程中甚至會經常出現故障，這都造成農業物聯網技術應用上的普及難和推廣難。此外，產業體系也不夠健全，如農業企業、農民專業合作社在物聯網技術應用上各自為政，應用標準不一、公益服務較少、服務功能較弱等問題均阻礙著整個信息產業的發展。
3有效推進技術應用的對策與建議
黨的十八大提出“工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”的戰略部署，而“四化同步”的難點正是農業現代化這塊短板。建德市近年來的農業產業化進程證明，推進農業信息化是推進農業現代化的關鍵，推進農業物聯網建設是推進農業信息化的重要手段。農業物聯網技術的應用與推廣，有利于促進農業生產方式由經驗型、定性化向知識型、定量化以及農業生產管理方式由粗放式向精細化的轉變，使農業資源的利用率和勞動生產率大幅提高。
3.1進一步加強政策支持要加快制定和完善新一輪信息支農政策意見，重點關注和大力扶持農業物聯網示范基地、智慧農業示范園區、產業化經營主體電商平臺等項目建設，加快引進和培育涉農科技、信息、文創等類型產業，全方位推動建德市農業產業的轉型升級。在強化政府統籌的同時，要從鄉鎮區塊、產業龍頭、生產經營等多個層面，全面推進物聯網技術在農業領域的滲透，充分調動電信運營商、IT企業、農業龍頭企業、農民專業合作社、高校科研院所等各方力量，搭建起一張真正有助于建德現代農業發展的高端農業物聯網。
3.2進一步加大資金投入進一步完善財政資金引導機制，通過財政補助、貸款貼息、以獎代補、先建后補等方式，鼓勵引導各產業化經營主體主動加大投入，以改善自身的生產條件，避免農業物聯網成為作秀工程和政績工程，給企業、農戶等造成不良影響。要進一步落實好農業企業、農民專業合作社、種養大戶等產業化經營主體開展農業物聯網技術應用項目的資金自籌，積極協助、爭取各級各類財政對農業物聯網技術應用的開發性投入，也可廣泛吸引信貸及其他社會資金投入農業物聯網技術應用領域，共同創業興業。
3.3進一步加快示范推廣加強農業基礎設施建設是發展現代農業的前提條件，通過農業物聯網技術的應用，推進和完善農業基礎設施建設，進而改善整個農業生產管理環境，是實現現代農業發展目標的捷徑。為此，要有規劃地按照“突出重點、示范帶動、集中資金、規模開發”的原則，充分利用好建德市多年來積累的農業產業化項目建設優勢，發揮好該市近百家有著豐富產業化、信息化、品牌化經營經驗的市級農業龍頭企業、規范化農民專業合作社隊伍的作用，結合工程措施和農業措施、物資裝備和信息裝備，推廣示范區經驗，進一步提高農業物聯網技術的綜合應用水平，提高現代農業的綜合生產能力。
作者：徐群英李有香余紅偉單位：建德市農業局產業信息科
1在農業生產環境監測管理及農業生產過程的精細化管理方面
利用傳感器感知技術、信息融合傳輸技術和互聯網技術，構建農業生態環境監測網絡，實現對農業生產環境的自動監測及智能化控制和科學化管理，提高資源利用率和勞動生產率。近年來天津市大力發展設施農業，針對新形勢重點在設施物聯網應用方面進行了研究，先后承擔了“天津市重大科技合作項目———設施農業信息技術集成與應用”及“天津市科技支撐重點項目———天津地區溫室生態系統健康及關鍵技術研究”。“設施農業信息技術集成與應用”項目是該站與中國農業大學合作,以本地區的設施溫室及保護地為推廣對象,通過引進基于人工智能技術的“設施農業病蟲害輔助鑒定多媒體專家系統”，基于傳感器、單片機、專家系統和手機通訊模塊的“溫室生態健康智能監控系統”和基于多媒體和Web技術的“設施農業生產信息遠程網絡咨詢系統”。結合天津市農業生產實際，擴充了數據庫并進行了網絡化開發。建立了作物病蟲害、氣象信息、土壤信息、品種信息等資源的農業技術綜合服務數據庫系統。引進的基于傳感器、單片機、專家系統和手機通訊模塊的“溫室生態健康智能監控系統”結合當地生產條件和需求進行了多項改造，在全市武清區多個蔬菜生產基地進行應用。
同時建立了基于多媒體和Web技術的“天津地區設施農業生產信息遠程網絡咨詢系統”。“天津地區溫室生態系統健康及關鍵技術研究”項目是以全市四類主要設施為研究對象，利用自主研發的基于GPRS的環境數據自動采集技術和微小昆蟲自動計數、植物葉面分析系統等病蟲害智能監測信息物聯網技術采集的數據，結合市場信息、作物種類及品種選擇、茬口安排、農藝措施等進行分析，建立天津地區四類設施的“生態經濟優化”和“生態系統綜合癥”兩個層面的溫室生態系統健康評價指標體系；研究溫室典型病蟲害和一些新發生病蟲害的發生規律和流行動態，構建模型，據此確定健康的溫室生態系統各個生產環節的綜合管理配套措施。
在承擔物聯網科技項目的同時，還開發了設施農業綜合服務平臺。該平臺可綜合展示全部聯網基地內信息化建設效果。通過監控中心可將土壤信息感知設備、空氣環境監測感知設備、外部氣象感知設備、視頻信息感知設備等各種傳感設備的基礎數據進行統一存儲、處理和挖掘，由中央控制軟件進行智能決策，形成有效指令，通過聲、光、電報警指導管理人員或者直接控制執行機構的方式調節設施內的小氣候環境，為作物生長提供適宜的生長環境。同時，可通過4G/GPRS/WIFI等傳輸技術實現上述信息的遠程共享，為遠程管理和科學研究提供服務平臺。平臺在天津市西青區大寺鎮青凝候綠色農業示范園、張家窩鎮花卉生產基地以及東麗區濱海華明農業公司建立了應用示范基地。
2在農產品質量溯源和農產品物流方面
通過對農產品生產、流通、銷售過程的全程信息感知、傳輸、融合和處理，利用條形碼技術和射頻識別技術實現產品信息的采集跟蹤，實現農產品“從農田到餐桌”的全程追溯，為農產品安全保駕護航。近年來天津市農業技術推廣站同天津市農業信息中心在東麗一起執行了市經信委項目“基于RFID技術無公害蔬菜質量安全監測系統”以及市農委“數字智能精準技術在天津設施農業中的示范應用”項目。系統以溯源中心數據庫為基礎，以網站、觸摸屏、手機短信和電話為手段，實現不同條件下的產品溯源。消費者可通過不同平臺，掃描或輸入產品追溯碼，了解產品供應鏈各階段信息。可有效加強農產品質量安全控制，建立以“市場準入”和以“產地準出”相配套的監管體系，實現質量安全管理關口前移、源頭控制，從而對農產品從產地到加工經營企業直至消費者整個流程實施有效監管和追溯，做到安全事件防患于未然，保證無公害農產品的質量安全，讓市民擁有消費者知情權，真正吃上“放心菜”，同時也提高了設施農業生產管理水平，增加農民收益。
3建設天津市基層農技推廣體系信息服務平臺
依托天津市農業科技成果轉化與推廣項目“基層農業技術推廣體系信息服務平臺開發與推廣”和國家鄉鎮推廣體系建設項目開發了天津市基層農技推廣體系信息服務平臺。該平臺以提高農業技術推廣服務水平為目的，以地理信息系統、遙感、專家系統和網聯網技術為優秀，整合天津市耕地、土壤、氣候、栽培、植保、水等農業資源，利用現有的研究基礎，開發集成了智能專家系統、智能施肥系統、農產品市場價格系統、專家視頻會診系統、政務公開系統與推廣體系信息管理系統，應用于WEB網絡、觸摸屏終端和手機終端，構建了“市—縣—鄉—村—戶”五級農技信息服務網絡。觸摸屏終端隨電視、筆記本電腦、數碼相機、投影儀等信息化設備在全市116個農業鄉鎮實現了全覆蓋；研制的基于Android系統的“農技通”手機，通過與中國聯通簽署戰略合作協議框架，組建了“1862288天津農技集團V網”，200名基層農技人員和骨干科技示范戶成為首批集團用戶。項目實現了基層農技推廣體系信息服務全覆蓋。
“十二五”時期，物聯網技術被譽為全球一個新的經濟增長點，國家和政府都非常重視物聯網產業的發展。在各省啟動的“十二五”規劃中，有23個省份將物聯網作為重要發展目標。日前，農業部啟動農業物聯網區域試驗工程，并出臺了《農業物聯網區域試驗工程工作方案》，選擇天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作，要求要切實促進工業化、信息化、城鎮化和農業現代化的同步發展，充分利用現代信息技術改造傳統農業。下一步將繼續以農村信息化綜合管理和服務需要出發，對全市設施農業和糧食生產情況進行剖析，以設施蔬菜和主要糧食作物為推廣對象，根據需求，集成3S、物聯網及云計算等信息技術，繼續研究開發包括資源管理、技術服務、農產品流通、設施物聯網等的應用系統，以“天津市基層農技推廣信息服務平臺”、“三電一刊”、“12316”“三農”熱線等多種信息服務模式和手段為抓手服務于產前、產中、產后各個環節，擴大農業信息服務覆蓋面，全面提升全市農業農村信息化水平。
作者：鄧永卓單位：天津市農業技術推廣站
摘 要：隨著物聯網技術的發展，農業成為物聯網技術應用的至關重要的領域。農業生產過程中，農作物生產的影響因素也十分的繁雜。因此，物聯網在農業上的應用難度是很大，并且物聯網的相關技術具有很明顯的集成性的特征。本文對物聯網技術的發展做出了簡要的闡述，并且對物聯網技術在農業的生產過程中的應用進行了分析。總結了物聯網傳感技術、信息傳輸、信息處理等在農業生產過程中的應用，并針對當前應用現狀提出相關應用過程中的問題。
關鍵詞：農業物聯網； 傳感器；射頻識別；信息處理
隨著經濟的發展及計算機技術的應用擴展，農業生產從傳統的人工種植，發展到現在的基于物聯網技術的現代化設施智能農業。現代化的物聯網農業是市場化、集約化、智能化、國際化的必然農業產業形態。物聯網技術給與農業生產賦予了生命的氣息和人類的智慧。
物聯網是一種由多種信息技術融合而成的新型技術體系，繼計算機、互聯網之后的第3次浪潮。物聯網融合了射頻識別技術、無線傳感技術、全球定位等技術，將物與物進行互聯、相關信息的交換、監控、管理，并通過定位系統智能識別和追溯。因此，物聯網在農業中的應用，加強了人類與農業的信息溝通，在動態的生產過程中，對農業生產有更加精細的認知、管理并控制農業生產中的各要素，加強人類對農業生產的調控及突發事件的處理。我國是農業大國，農業的生產與農產品的質量具有十分重要的地位，因此對于農業生產的研究也十分重視，因此，物聯網技術作為新興的技術，在多個領域的應用都取得了良好的成果。因此對農業物聯網在農業中的應用進一步推進了農業的發展，并且已經成為我國農業信息領域發展的重要手段。物聯網技術在農業中的應用，減少了勞動力，提升了農產品產量，使得農業從傳統的人工種植，轉變為高效、先進的現代化種植方式，提升了農產品的產量。農業生產是個復雜、難度極大的領域，生產過程中的各種因素都可能影響農產品的產量及質量。農業物聯網已經成為物聯網技術研究的一個非常重要的部分，從種植業、到養殖業等都受到了世界的關注，對其研究也日益深入。本文結合當今農業物聯網發展及關鍵技術在關鍵環節的應用做出了闡述。
1 農業物聯網發展現狀及存在的問題
1.1 國內外發展現狀
隨著物聯網技術在農業中的廣泛應用，在互聯網、數字技術以及傳感技術的發展帶動下，新工藝的傳感器不斷涌現。逐漸向嵌入式、智能化、集成化且微型化發展。目前，在傳感器技術和制造工藝方面，美、日、德處于國際領先地位[1]。農業傳感器技術的迅速發展，專業化程度越來越高。農業傳感器的生產包含了土壤傳感器、氣象傳感器、水體傳感器、植物傳感器等，隨著人們對土壤重金屬含量的關注，隨之產生了土壤重金屬檢測傳感器。各種精準的傳感器的生產，越來越符合農業生產的復雜環境，各種檢測的傳感器，為農業生產數據采集提供了強大的支持。農業物聯網中Zigbee無線網絡實現了無線自組織數據傳輸，與RS485總線結合，是無線和有線數據傳輸有效融合，保證數據的遠程傳輸的便捷性，穩定性。在智能控制方面，物聯網的優秀控制芯片研發取得了優異的進展。優秀芯片融合了無線傳感、控制、通信及數據處理等能力。在農業生產中的實時檢測方面，20世紀70年代，國外開始對農作物生長監測進行研究并取得一定的成果，特別是歐美發達國家，如美國、荷蘭等實現了機械化。歐美等國家利用衛星對大田種植進行精準作業、監測及水肥等智能監測，同時也建立了完善的生產過程。美國的農業物聯網技術應用最為領先。大農場的構建采用了精準的農業模式，可以實現自動的雜草識別、精準施肥，大型的精準噴灌等。美國有15%以上的農戶在農業設備上安裝GPS系統，實現精準的定位。信息技術的發展推動著發達國家對農業物聯網應用的健全和完善，在監測和智能管理的基礎上，融合了人工智能技術，提升了傳感器采集來的數據的利用，通過人工智能技術實現預測等功能，將農業物聯網技術、在監測和控制的基礎上結合了專家系統，有助于種植者的種植經驗的提升和作物的精準管理。農業物聯網技術的應用，在很大程度上推動了農業的發展。
1.2 農業物聯網應用中存在的問題
我國農業物聯網的應用和技術處于初級階段，在農業生產過程中，由于大田等開放式農業生產環境的復雜性，因此在農業物聯網技術在農業的應用過程中，仍然存在一些問題。在農業生產過程中的信息感知技術仍有待提高。在農業物聯網的應用過程中，信息感知技術是智慧農業中非常重要的組成部分。在傳感器的種類上有待增加。在農業生產過程中，農作物在種植、生長等過程中受到各種因素影響，現今比較成熟的傳感器主要有光照、溫濕度、pH值等傳感器，而對于作物的生理生態信息、植株形態等的傳感技術還不夠完善[2]。在傳感技術方面，傳感器設備種類不夠全面，不能夠滿足農業生產需求，精準度還有待提高。農業物聯網安全方面也待提升，在完善傳感設備、感知技術的同時，注重網絡安全的管理。在信息處理方面，大量數據的采集和管理及分析也成為日后專家系統完善的依據，加強大數據的分析和算法應用，依據采集數據的內部聯系的分析，推出做在生長過程中各種因素的關聯性，為提前預測做準備。
2 物聯網技術在農業領域應用
2.1 傳感器技術
在農業生產過程中，影響農業生產的參數很多。包括土壤溫濕度、空氣溫濕度、土壤酸堿度及作物生長的相關參數，而這些參數的采集均由傳感器采集。傳感器作為農業數據采集的最直接的部件，是農業物聯網的基礎。隨著傳感技術的研究和發展，傳感器的發展逐漸向微型化、集成化發展。目前，生物傳感器、微電傳感器、物性型傳感器應用最為廣泛[3]。其中，物性型傳感器主要是自身的材料敏感度的物理變化實現信號轉變。而生物傳感器是利用生物自身，將其作為敏感元件，根據其對外界的反應來傳遞信息；微機電傳感器是新一代的研發技術，低成本、高可靠性、低功耗，同時傳感器體積小，便于安放。各種傳感器的應用有效的監測作物生長的相關參數。
2.2 信息傳輸技術
在農業生產過程中，生產過程的相關因素的監測是物聯網農業至關重要的部分。國外的農業物聯網的感知監測技術相對比較成熟，國內還在發展階段。物聯網應用過程中，數據的傳輸是至關重要的一部分。而無線傳感網絡是物聯網中感知的消息傳輸的重要手段。在物聯網的網絡組建過程中是由有線網絡和無線網絡組成的。而無線網絡是無線網絡檢測區較為靈活，便于管理的網絡。在復雜的種植生產環境過程中，有線的網絡不便于管理和布線。無線的傳感網絡可以在監測區域布置大量的傳感節點，進行多跳式自組織成監測網絡。無線傳感網絡構成的系統可以由無線網關、傳感節點和監測中心3部分構成。作物生產需要監測的參數通過傳感器節點進行采集和傳輸。例如土壤溫濕度、空氣溫濕度及酸堿度等。
2.3 信息處理技術
在農業生產監控的過程中將會采集大量的生產數據，且數據具有實時、動態、海量等特點。信息處理技術就是負責將采集的數據進行收集和分析處理。利用數據挖掘等方式發覺數據內在的練習，進而發現數據間新的影響關系等。為后續的專家系統及用戶的后續操作提供基礎支持。信息的處理技術一般采用人工智能技術，對獲得的數據進行數據的處理和分析。目前粗糙集、卡爾曼濾波[4]、動態貝葉斯等智能算法能夠挖掘數據間的練習，并進行預測分析。對于海量的農業生產數據的存儲、計算和相關處理工作，云計算技術能夠有效的解決。同時大量涌現的云服務平臺能夠實現農業海量信息的存儲及搜索、分析等服務。
2.4 射頻識別技術
射頻識別技術（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術。是物聯網感知個體的主要技術。結合網絡及相關通信技術能夠實現全球的農產品定位和信息跟蹤。射頻識別技術在農產品質量安全及監測過程中起著至關重要的作用。能都對農作物進行農產品產地、加工、物流等進行全面的跟蹤定位。射頻識別系統的組成有3部分：電子標簽、讀寫器及數據處理系統[5]。隨著農業物聯網技術的發展，射頻識別技術仍有許多地方需要改進和提升。例如識別的精準度、成本及面臨的信息安全等。
3 展望
物聯網融合了多項的信息技術，本身就具有一定的復雜性。物聯網在農業中的應用，不僅包含了自身的復雜技術，同時結合了農業生產過程中復雜的影響因素。未來農業中傳感技術、定位技術、信息通信技術及云計算等將會貫穿整個農業生產過程，逐漸實現農業生產的現代化和智能化。但是，在農業物聯網飛速發展的過程中，應關注農業物聯網的網絡安全，在完善農業物聯網相關技術的基礎上，更加要重視農業物聯網的安全，加強安全的網絡管理。農業物聯網是農業生產新的變革，不僅有助于提升農業產量，同時也能夠有效的提高農產品的質量，減少勞動力的付出，提高農民的收入。真正的實現農業的現代化和智能化。
