物聯網農業體系的應用
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摘要：本文介紹了物聯網的三個基本層次，對目前我國物聯網在農業生產與發展方面的狀況作了簡要分析，探討了物聯網在農業安全、農業市場和農業生產三個方向上的應用。
關鍵詞：物聯網；智慧農業；農業生產
1物聯網農業發展情況
目前，以美國為代表的西方發達國家，對物聯網農業信息技術研發、物聯網農業信息體系構建以及信息的采集利用方面都已走在世界前列，物聯網農業技術也已在農業環境、農業耕作、物流加工方面得到一定應用。近年來，我國不斷加大對聯網信息技術的研發投入，2009年我國出臺的“感知中國”發展綱領，提出將物聯網作為國家五大新興戰略產業之一。現如今我國農業信息化發展已取得顯著成果。東部沿海發達省份在播種、灌溉、耕作、收獲、防護及物流加工方面基本實現了農業信息化管理。西部省份近年來也在加強農業基礎設施建設，在水電設施、農田規范化改造方面都進展迅速，為進入信息化農業做好了準備。農田種植生產是物聯網農業發展的主要部分。在例如農田信息管理、環境監測、作物耕作時間等方面上，信息復雜度高，分析處理較為困難，在對時間的控制上還有較大的進步空間。差分全球定位技術、傳感器網絡技術的應用可以實現對農田的實時監控，掌握作物生長信息，對農作物進行精準灌溉。同時，可以對作物生長信息進行大數據分析，建立一套農作物的生長診斷信息系統。對于大棚農業，通過采集農田整體環境信息，實現智能化的大棚溫室氣體調節、光照調節和溫濕度控制[1]。
2物聯網體系結構理論
一般認為物聯網體系由感知層、網絡層和應用層三個部分組成。感知層是整個物聯網系統與外界直接接觸的部分，是保證整個物聯網信息準確性的基礎。它的工作便是采集物理信息，并將其數字化，再通過穩定的短距離傳輸途徑上傳網絡層。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象。感知層還分兩個部分:數據采集部分和傳輸部分。數據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。網絡層是物聯網的主要數據傳輸層。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絡的能力。網絡層傳輸不同于感知層，它要求能夠大范圍、長距離地傳輸數據，需要移動通信網絡、互聯網等各種硬件和軟件協議的支持。網絡層好比讓物聯網進入了快車道，使得物聯網技術不再受空間的制約。應用層是物聯網的頂層和管控中心。應用層的靈活性很強，可以對感知層采集到的信息進行統計、分析和研究。應用層具有良好的人機交互功能，可以滿足人們對物聯網信息的整合和控制要求，有利于構建多層次的農業智能信息平臺[2]。
3農業結合物聯網技術的發展
物聯網與農業生產的結合是物聯網農業的根本。傳感器技術是感知層和整個物理網系統的立足之本。近年來，農用傳感器已從農業生產的諸多角度出發，構建出了完整的傳感器系統。氣體傳感器、水體傳感器、土壤傳感器、作物生長傳感器，以及更為先進的土壤重金屬傳感器、空氣污染傳感器、關鍵礦物元素測量傳感器等[3]，幾乎覆蓋了農業生產的方方面面。在無線傳輸方面，我國研發的“唐芯一號”“渝芯一號”物聯網芯片，實現了將無線傳感、無線通信、數據處理的統籌結合，并在智慧農業、智慧城市方面有了廣泛應用。物聯網與農業市場相結合使得農產品經濟與市場相呼應，從側面推動了農業的發展。基于物聯網的農業市場智能信息平臺，通過分析現行農業生產情況，結合當前農產品市場行情，對未來農產品的市場信息做出科學預測，方便國家政府部門對農業生產做出及時地宏觀調控。中國農產品監測預警系統（CAMES），是一個基于物聯網、大數據的綜合市場平臺，每周可以收集并傳輸近千個農田生產、農業市場的生產和價格信息，有助于農戶改善生產結構，進行更加合理、高效、經濟的農業生產。物聯網農業還關注于農產品的質量安全問題。我國近年來不斷發展二維碼技術和RFID技術。通過它們，消費者可以方便直接地查詢農產品的來源信息，實現了有關部門和消費者對農產品從生產加工到市場流通的一站式監管[4]。
4結束語
綜上所述，物聯網農業已經從輔助生產的水平上升到了多角度、全方位的農業體系的應用層面。但我國物聯網農業的發展仍處于不平衡、不完善、高成本的階段，未來在精煉體系結構、基礎設施建設與推廣方面還有很長的路要走
參考文獻：
[1]李瑾，馮獻，郭美榮,等.“互聯網+”現代農業發展模式的國際比較與借鑒[J].農業現代化研究，2018，39(2)：194-202.
[2]歐文.物聯網技術及其在農業生產中的應用研究[D].昆明：昆明理工大學，2015.
[3]徐文劼.淺談物聯網智能傳感器特性及其分類[J].自動化儀表，2017，38(3)：44-47+54.
[4]王軍英.物聯網技術及其在農業中的應用[J].農業網絡信息，2013(9)：10-13
作者：董偉梁 單位：山東科技大學
