浅谈物联网技术在现代化农业的应用

孙二瑞

摘要 随着科技水平的不断提高，以物联网为代表的计算机网络给人们的生产、生活带来了巨大的变化。互联网使得电脑相互连接，而当前兴起的物联网正在将物体与物体联系起来。 目前，物联网已渗透到现代化农业的生产、运输和销售的各个环节，不断提高其效率，对农业现代化做出了巨大的贡献。本文通过分析物联网在现代化农业中的应用，提出了一些改进的方法与建议。

关键词 物联网RFID传感器农业

物联网，顾名思义就是指物体与物体相连， 它是将所有物品通过各种信息传感设备，如RFID（俗称电子标签），传感器，3G技术和激光扫描器等各类设备与互联网结合起来， 实现信息的采集，融合，处理，并通过终端显示，管理和智能化控制等。

1、物联网在现代化农业的应用

1.1农产品质量安全监督检测

当前，我国的食品安全事故频发， 其中很重要的一个原因就是缺乏对食品的监管，物联网给食品监管提供了一个有效的工具。如给生猪带上RFID的芯片，监控生猪的整个生命过程，从出生、生长到屠宰、销售。尤其是在生猪的生长过程中，可以检测其生长环境和体温等数据，而在生猪屠宰后，消费者可以根据追溯码查询到生猪来源和检疫等信息。

1.2智能化农作物培育控制

通过在大田或者大棚内安装无线传感器和其他智能控制系统，可以对农产品的生长环境进行监测，及时掌控周围环境参数，根据参数的变化调节灌溉、保温等系统，确保农作物良好的生长环境，以提高产量和质量。

通过采集、分析和控制土壤的湿度、土壤成分、PH值以及空气的温度、湿度、CO2、光照强度等获得农作物生长的最佳条件， 将信息通过RFID无线控制器传送到3G移动通信网，然后再输送到监管中心处理器，监管中心处理器对不符合的设定数据发出人机界面报警提示，人机界面发送控制指令给监管中心处理器打开阀门或增暖开关，从而适度调节。

1.3科学研究和森林防火应用

物联网除了对农作物的培育和农作物生长信息的监测提供信息外，还对畜牧的养殖进行监测，如对畜牧家禽和水产的生活习性的监测。除此之外，物联网还可以对森林火灾提供警报，并将相关的数据传送至控制中心，从而定位具体位置，对火灾进行有效控制。

1.4实际应用举例：

1.4.1 黑龙江建立基于物联感知的大田种植土壤、大气参数实时在线测量系统

在大田里插上“检测棒”，形成矩阵，每个检测棒上从底部向上分别安装土壤温度湿度传感器（插入地面部分），电池和太阳能逆变器（露出地表）， 空气温度、湿度和光照传感器（比农作物稍高部分）以及太阳能和RFID无线控制器（最顶上部分）。 每个节点将搜集的信息通过3G移动通信网发送到控制中心，这样控制中心就可以监控上百公顷的稻田地。解决方案如下图：

1.4.2 太湖水产养殖监控中心

长江中下游尤其是鱼米之乡的江浙水产养殖业非常发达，近年来由于水体污染的影响，水质的恶化、蓝藻泛滥、水体缺氧等给养殖业带来无法估量的损失。针对传统水质监测方法的不足，如布线困难、难以实现在线实时监测、多点采集不方便等问题，建议架建基于RFID的水产养殖环境监控系统，创造性地利用物联网技术建立水产养殖的自动化管理体系。该系统以无线传感器模块为数据采集终端，嵌入式Web服务器为数据处理和汇聚中心，提供人机界面，实现多点查询，并利用专家系统对采集的数据进行分析，给出有效的水产养殖的决策方法。

1.3.3苏州基于物联感知的现代养殖

随着养殖物的生长，池塘中的相对密度增大，同时水体残饵、排泄物、水草老叶等腐烂，消耗了大量氧气，产生硫化氢等有毒气体，导致氨氮累积增多，PH值下降，极易造成浮头泛池。本项目中的水质监测数据主要为：溶解氧含量，水温及PH值。数据采集模块如下图所示。

水质数据采集模块由RFID标签、天线、太阳能光板、浮板、模拟量输入模块(A/D模块)、传感器以及执行件组成。选择传感器的基本标准是易用、精度高、灵敏度高和价格便宜。基于这个因素，温度传感器使用DALLAS 公司的 DS18B20，其具有耐磨耐碰、体积小、使用方便等特点，适用于各种数字测温和控制领域。pH 传感器使用 PC1R1A 通用型 pH 探头，Pt1000 温度补偿。溶氧传感器使用 OxyMax W COS 61 溶解氧测量探头，其实用性好，维护量小，大量用于养殖水质氧含测量及调节，执行件为气泵,功率为0.75 kW。

物联网在农业现代化中的应用瓶颈

随着科技的发展，物联网在农业上的应用越来越广泛，但在实际的应用中还存在一些问题。一是，一批关键农业感知技术和新的农作物培育问题期待科技突破。二是，物联网在农业发展中朝着微小型、可靠性和成本低的方向发展，但目前物联网所使用的传感器和RFID芯片都是国外产的，价格比较昂贵，开发成本高；再加上国内农业生产基本都是传统作业模式，导致其在农业发展缺少资金方面的支持。三是，农业专用传感器，网络互联技术和智能处理的技术不统一，无参考标准，导致各家各样，开发周期长。

参考文献：

[1] 吴仲城，徐珍玉.农业物联网关键技術及其在农产品质量追溯系统中应用[J]. 中国科技投资. 2010(10)；

[2] 尹立莉,胡伟成. 发展物联网产业问题浅析[J]. 经济研究导刊. 2010(23)；

[3] 文黎明,龙亚兰.物联网在农业上的应用[J]. 现代农业科技. 2010(15)；

[4] 陈明,王锁柱.物联网的产生与发展[J]. 计算机教育. 2010(12)；

[5] 张宁.基于EPC的农业智能信息化应用研究[J]. 安徽农业科学. 2010(11) ；

[6] 李一,陈火峰.关于物联网的研究思考[J]. 价值工程. 2010(08)；

[7] 甘志祥.物联网发展中问题的初析[J]. 中国科技信息. 2010(05)；

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。