基于物联网的智能农业应用研究

付克兰

摘 要：物联网技术的发展为智能农业的发展提供了技术支持。阐述了物联网的概念、架构、关键枝术及其在智能农业领域中的应用。将物联网技术应用于智能农业中，引领现代农业发展，促进经济发展。

关键词：物联网 关键技术 智能农业应用

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（c）-0001-02

我国工信部在《物联网“十二五”发展规划》中提到：新型产业的发展离不开物联网的加入，世界经济与科技的崭新腾飞更加离不开物联网，其中明确指出将物联网与农业进行有机结合，建立农业物联网应用工程[1]。全国农业农村信息化发展“十二五”规划明确要求：提高现代农业生产装备数字化、智能化水平，发展精准农业[2]。全国现代农业发展规划相继指出：大力推动智能监测、物联网等现代信息技术在农业农村的应用，开展农业物联网应用示范[3]。

1 物联网概述

1.1 概念

1999年，美国麻省理工学院首先提出了“物联网”的概念，就是将所有物品通过射频识别、红外感应器、激光扫描器、全球定位系统等各种信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络。

2011年，我国发布的《物联网白皮书》将物联网定义为：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。

1.2 物联网的架构

从横向分析，物联网的主体是物（包含了人、设备、器件以及电脑等各种终端），执行的动作是联（人与物、人与人、物与物建立联系），核心是网（网是沟通联系的桥梁）。

从纵向分析，物联网由3个层次共同构建而成。它们分别是感知层、网络层和应用层。通过WiFi设备服务器和WiFi中间件，使得前端的各种信息感知和管理控制终端能够随时随地的接入基于TCP/IP协议的互联网络，实现真正的物联网综合应用。

1.3 物联网的关键技术

物联网的关键技术有射频识别技术（RFID）、传感器技术、传感器网络技术和网络通信技术等。

射频识别技术（RFID），俗称电子标签（Tag），是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现非接触双向通信以达到对静止或移动物体的自动识别和完成数据交换的自动识别技术[4]。它通过接收商品上的微芯片“標签”发射出来的独特ID码，经无线传输提供充足的产品信息，无须实体接触就可以进行数据交换，并且数据交换时无须考虑方向性。经过长达七十几年的发展，RFID技术经历了不断地完善和应用创新，目前已经渗透到生活中的各行各业，如，军事、制造、农业、物流和食品领域等。

传感器是能感受被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，例如：光敏传感器、声敏传感器、压力传感器等。传感器的感知对象主要为光、压力、速度、加速度、温度、湿度、浓度、震动、磁场和位移等[5]。

无线传感器网络（WSN）是物联网底层网络的重要技术形式，被美国商业周刊列为21世纪最有影响的改变世界的十大技术之一。无线传感网WSN由大量部署在监测区域内的微型传感器节点组成，它们以无线通信方式互联形成一个多跳的自组织网络，可以实现数据收集、监控报警、目标跟踪等各种功能。

2 智能农业的应用

（1）农作物农情监测。通过温湿度传感器、pH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、pH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，同时在现场布置高精度摄像机对农田或大棚等进行视频监控，及时有效地掌握农作物生长态势、病虫害等情况，当环境因素出现异常发出报警并以短信等形式告知用户，用户可利用电脑或智能手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据，并可以远程控制智能调节指定设备，让用户可以足不出户就可以掌握和控制农情。

（2）动植物生态信息监测。通过布置多层次的传感器网络检测系统，利用物联网技术实现对牲畜家禽、水产养殖、稀有动物的生活习性、生存环境、生理状况及种群复杂度的观测研究，也可用于对森林环境监测和火灾报警。

（3）农产品安全溯源。农产品安全是维系人类生命和健康的重要因素，构建农产品安全生产与溯源体系日益迫切。食品安全是指“从农田到餐桌”全过程的安全，包括产地环境、生产养殖、屠宰加工、物流运输、终端零售，最终到消费者。采用RFID技术，每个农副产品都有电子标签唯一标识，上面记录该农副产品从种植、采摘、养殖、屠宰到运输、销售的全过程的档案资料，包括畜禽信息、饲料信息、化肥农药信息、运输过程中温度、水分控制情况、疾病防疫等。消费者可以凭借农副产品对应的追溯码，通过网站、电话或短信形式查询该农副产品的来源、运输渠道、质量检疫等多方面的信息。一旦产品出现质量问题，便可追踪溯源查出问题所在。

（4）智能畜禽产品养殖。RFID产业技术的进步，实现了精细化管理。存有动物个体信息特征的微小型传感器和RFID标签进入各类养殖场当中。RFID标签的作用：对每个动物每天的健康特征、饮水量、发情期、进食量等主要信息进行远程传输并记录；对动物进行身份识别；对动物疾病防治、精细化养殖及疫情预警管理。

（5）农产品储运。农产品储运过程中的储运环境对农产品的质量影响较大。物联网技术可对运输车辆进行位置信息查询和实时监测农产品储运过程中的环境变化，方便及时调整环境的温湿度等参数。一旦车辆出现异常即可进行报警处理，用户可以通过无线传感网络与计算机或手机的连接进行实时观察并进行远程控制，为食品的安全运送和存储保驾护航。

3 结语

物联网技术推动了智慧农业的发展，提高农产品的产量与品质、降低农业生产成本、保护农业环境，加快推进现代农业的建设，对促进农业增效、农民增收、农村稳定具有重大推动作用，引领现代农业发展，促进经济发展。

参考文献

[1] 蔡镔，马玉芳，邱秀荣，等.面向智能农业的物联网应用研究[J].现代农业科技，2013（14）：337-339.

[2] 丛林.基于技术、应用、市场三个层面的我国物联网产业发展研究[D].辽宁大学，2016.

[3] 黄迪.物联网的应用和发展研究[D].北京邮电大学，2011.

[4] 黄友森，米志强.射频识别（RFID）技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[5] 杨倩.物联网关键技术及应用[J].电信科学，2010（8A）：139-142.

[6] 周宁.基于Zigbee技术的无线传感器网络的应用与研究[D].保定：河北大学，2010.

[7] 温室大棚智能监测控制系统[EB/OL].http：//www.agri50.com/jjfa/234.html.