農業物聯網技術及創新發展策略探討
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摘要：農業是物聯網技術應用的重點領域，對農業物聯網國內外技術應用現狀及農業領域關鍵應用環節深入分析，提出農業物聯網未來技術發展重點，農業物聯網發展重點是信息感知與識別技術，自組織網絡部署與信息傳輸技術，安全監督與服務質量保障技術等。建議加強農業物聯網技術規范研究，加強技術集成平臺建設，加強農業物聯網應用布局優化政策環境，為農業物聯網發展提供決策參考。
農業物聯網是應用射頻識別等技術設備，將農業系統中動植物生命體，生產工具等物理部件與互聯網連接，實現對農業對象智能化識別定位監控的網絡。農業是物聯網技術應用重點領域，農業物聯網受到世界各國的關注。在國家四步同化發展戰略背景下，推進農業物聯網應用發展對促進農業信息化建設具有重大意義。農業部及地方政府在京津滬等地開展系列農業物聯網應用示范工程，在設施種植，大田作物，農機監控等領域初步形成農業物聯網技術軟硬件產品，促進現代農業發展。
一、國外農業物聯網技術的發展
隨著物聯網技術在農業領域應用推廣，關于技術研發等方面研究形成系統的農業物聯網應用體系[1]。美國成為農業物聯網技術應用引領者，全程全網化精準農業模式基本形成，雜草自動識別技術等開始規模化應用。美國農業裝備使用GPS系統，RTK等高新技術，使大型智能農業機械可以精密播種。高新技術的應用推動了農機物聯網發展，美國已有15%的農戶使用裝農機GPS的機械設備，美國農場利用檢測設備實時監測農場中害蟲密度，超過警戒密度時通過農田中的裝置噴灑信息素，利用傳感器探測地形，將數據發到服務器上，設計特定地塊灌溉實施方案，節省了大量水資源。利用互聯網實時了解農場土壤結構，灌溉施肥，病蟲害情況。農場投產預算，可以預測收成與庫存管理，提高農場科學化管理水平。日本目前集中于精確農業基礎與機械研究，實現田間病蟲害防控，日本開發了農田作物測繪系統，依據GPS提供位置信息拍攝作物生長圖像，電腦可知作物詳細情況。
二、農業物聯網技術應用中存在的問題
物聯網是互聯網技術的拓展，根據協議授權使得人機物信息互聯通，幫助人類精細動態方式管控農業中各種要素，提升人類對農業動植物生命本質的認知能力。由于農業物聯網技術發展處于初級階段，在應用中存在許多不足，目前農業物聯網技術應用存在的問題主要包括傳感器，RFID，信息傳輸等方面。傳感器是農業物聯網前端部件，當前農業方面應用廣泛的傳感器有生物、微電與物性傳感器。物性傳感器是通過傳感器敏感性物理變化實現信號轉換，生物傳感器是通過生物敏感元件根據對外界反應傳遞信息；微機電傳感器是新一代研發技術體現，具有功耗低，可靠性高等優異特點[2]。研制新型低功耗植物信息傳感器是物聯網技術發展急需解決的問題，國內外利用高光譜等檢測方法開展相關研究。浙大、國家農業信息化工程技術中心等科研機構進行大量探索工作，傳感器作物環境信息傳輸到數據平臺供實時監測，但信息傳輸等方面缺乏統一技術標準，終端產品成本高，影響物聯網技術在智能農業中的應用推廣。
三、農業物聯網技術未來發展對策
物聯網技術在農業領域應用關鍵環節包括育種信息化，農業資源監控，大田精準作業，農業質量安全追溯等。針對農業物聯網技術應用中的問題，未來農業物聯網技術發展重點是農作物生命，水產養殖環境等物聯網信息感知與識別技術，農業物聯網全維度空間部署與拓撲架構等自組織網絡部署與信息傳輸技術，農業物聯網多源信息融合與面向特定領域云計算技術等。中國農業物聯網發展要保障農產品有效供給與農民增收為目標，以農業物聯網戰略產品研發為突破口，強化應用為導向的自主創新，需要通過加強農業物聯網技術規范研究，加強農業物聯網技術集成平臺建設，優化完善政策環境等措施促進農業物聯網技術應用發展。由于農業物聯網發展具有區域性等特點，圍繞低成本等目標，研究物聯統一技術規范，包括自組織網絡技術規范，統一服務網絡接入規范，傳感器節點地址標識方法，物聯網跨層數據訪問等。圍繞應用產業急需，重點突破感知數據標準，農業信息處理等共性關鍵技術，開展農業物聯網在農業資源監測，農產品與食品質量安全管理等領域的系統集成及環境適應性強設備研發。研究農業物聯網相關集成標準，推進物聯網與移動通信等技術融合發展。以構建農產品產檢空高效智能服務環境為指導，基于終端簇模式研究農業資源環境監測等領域物聯網感知節點部署模型。農業信息遠程實時報送網關，農業智能決策系統等，構建規模可擴展，網間可互聯的農業物聯網技術集成平臺。規范物聯網技術產品市場準入技術門檻，依托科研機構建立物聯網產品技術檢測中心，對物聯網技術產品進行準確性，環境適應性等指標權威檢測，加強農業物聯網技術設備監管，確保技術設備安全運行。養殖業農業物聯網需求大，設施農業需求大，產品附加值高，收益好的規模化畜禽養殖，設施農業等產業，建議建立物聯網區試工程專項，圍繞龍頭企業，種養大戶等新型農業經營主體應用需求，在優勢產區推進物聯網技術全程示范應用，在試點區域基礎上擴大設施規模。
四、結語
中國目前處于新型工業化，城鎮化同步發展時期，信息技術在農業經濟轉型升級發展等方面發揮重要作用。農業物聯網是中國戰略新興產業重要組成，進入應用發展階段。通過農業系統部署有感知能力的各種信息感知設備，以精細方式管理農業各要素系統，提升對植物生命本質的認知能力。
參考文獻
[1]張凡榮.農業物聯網技術應用及創新發展策略[J].科技資訊,2020(10):78.
[2]李瑾,郭美榮,高亮亮.農業物聯網技術應用及創新發展策略[J].農業工程學報,2015,31(S2):200-209.
作者：陸曉東 單位：徽商職業學院
