现代农业物联网的解决方案及应用

玄伟 李博

【摘 要】 现代农业是物联网应用重要领域，对于物联网技术需求较为迫切，集成技术优势较为明显。本文对于现代农业物联网中建设存在的问题进行了分析，并提出了相对应的解决措施，对物联网服务农业的关键环节进行了阐述，以便给现代农业物联网研究人员以借鉴和参考。

【关键词】 现代农业；物联网；解决方案；应用研究

1 前言

随着我国农业现代化政策逐步开展，在农业生产建设中逐步推广物联网应用，这对农业现代化具有十分重要的意义。现代农业物联网工程在生态种植、养殖产业、农产品质量回溯机制以及生态监测系统都发挥了重要的作用，提高农产品的附加价值。从物联网技术来看，在现代农业中的应用主要利用视频识别以及传感器技术，将农业种植以及养殖中所需要的环境以及生产要素利用各种虚拟网络进行连接，并且进行信息的交换，从而能够达到对农作物对象监管以及管理的目的。从管理角度来说，物联网的价值在于实现了人与物、物与物之间的沟通[1]

，满足精细化管理的需求，提升农作物的种植效率，增强农业系统应对突发事件的能力。现代农业是物联网应用的重要领域之一，并且具备明显的集成化特性，值得深入思考。

2 现代农业物联网应用过程中存在的问题

2.1 传感器问题

传感器是现代农业物联网系统中的前端设备，也是整个农业物联网工程的基础所在。主要有三种传感器，第一，物性型传感器，第二，生物型传感器，第三，微机电传感器。在实际应用中，研究低耗能的传感器是现代农业物联网技术中需要亟待解决的问题，应该将传感器结合光谱核磁共振等等检测方法，提高检测效率。同时，传感器还有运行成本较高以及标准不统一的问题。传感器在进行信息采集之后，主要通过网络将数据传递到技术人员手中，方便工程人员对农业作物进行实时状态的监测，但是在信息采集以及传输的过程中，每个平台之间的接口数据转换缺乏统一的标准，因此影响了数据转换以及信息交换的效率，使得农业互联网终端产品成本居高不下，严重影响物联网技术在现代农业中的应用和推广。我国现代农业物联网传感器研究起步较晚，精度存在差距，并且只能集中于温度以及湿度少数几个领域，还未能形成产业化的优势格局。

2.2 RFID技术

RFID技术在现代农业物联网具有广泛的应用，国外该类技术应用较为成熟，能够对农产品从生产到流通领域进行全方位的监督，有助于农产品质量的回溯机制建设。我国RFID技术也有一定的应用，主要应用于农产品的流通监测、智能化的养殖以及农产品的识别，对农作物安全具有极强的保障作用，促进了我国现代农业物联网技术的发展。但是RFID技术在实际应用中仍然存在较多的问题，最为人所关注的是安全性问题。目前应用RFID技术还没有安全可靠的机制，对于数据无法做到加密保存。与传感器所面临的问题一样，该技术目前上没有统一的标准，成本应也较高。特别是工作频率之间并不兼容，工作编码不一致，也是影响 RFID技术应用和发展的重要因素。虽然该技术应用成本并不高，但是由于农产品价格相对较低，其成本将会极大影响后期农产品的整体成本，也会影响该技术在农产品的应用和发展。

2.3 信息传输技术

目前现代农业物联网技术中所运用到信息传输技术主要包括无线传感技术以及移动通信技术等等。在这其中无线传感技术应用较为广泛，可以在监测区域广泛布置监测点，通过监测点将监测数据转移至信息交流中心。农产品从开始生长到后期进入人们的餐桌之上需要记录各种生长以及流通销售的信息，如果将这些信息都时刻去保存必然会产生海量的数据，这些数据将会占据极大的存储的空间。这就给现在物联网技术提出了严峻的考验，为了能够使得现代物联网技术在实际应用中能够得到有效普及，必须将数据存储算法进行有效改进，降低存储成本。同时，工程技术人员需要在中间处理的环节进行多种数据联合处理，数据来源与标准要统一，应该将各种类型以及各种时点的信息来源进行统一的整合，并且利用同一标准进行信息发出，需要设计统一网络进行，高效率的信息传输是现代农业物联网技术中所面临的难题。

2.4 信息处理技术

现代农业物联网技术所利用的信息处理主要是将传感器所搜集到的数据进行有效整合，根据大数据分析以及数据挖掘等技术手段，查明收集到的数据之间的内在联系，为客户进行下一步的决策提供数据支持。目前来说，物联网信息处理技术主要包括云计算处理技术以及智能信息化处理技术。随着数据规模的不断增长，大数据分析以及云计算分析技术能够解决现代农业物联网工程中所存储的海量数据，为海量数据的计算以及分析提供技术支持。云计算技术能够实现海量数据的存储，加强农业搜索引擎的建设，有利于对农产品进行质量追溯管理，得到大量数据能够进行智能化分析，帮助农产品从业者开展智能决策，为其提供综合化的服务功能。智能化计算方法可以利用卡尔曼滤波方法对于数据进行综合处理，挖掘数据之间内部的联系，并且对未来可能发生的事件进行概率性预测，为智能决策提供相应的理论基础。在现代农业物联网工程的建设过程中，其数据具有海量化以及碎片化的特征，因此如何对于这些数据进行收集和整理，并在后期进行挖掘成为物联网技术管理人员所面临的严峻问题。同时整个计算系统应用在云平台之上，因此，平台包含大量敏感信息，如何加强对于云计算平台信息的隐私保护将成为物联网云计算中需要重点考虑的问题。并且不同的云平台之间缺乏接入的标准，管理机制各不相同，因此计算环境如果改变，将很难进行迁移。

3 现代农业物联网的解决方案以及应用

3.1 对农业资源进行有效监控

物联网技术对农业资源的有效监控主要分为两部分内容，第一，可以通过传感器对于農业环境监测；第二种可以利用3s技术，将遥感与计算机互联网技术进行结合对农作物的生产态势以及品质进行实时的监测，并且利用光谱仪器对农作物生长进行研究。

3.2 育种信息化管理

在育种过程中应用物联网技术能够对于作物的性状进行快速采集，能够对育种参数快速处理，提高其性状提取时间，在农作物无损测量中发挥重要作用。在育种关键环节进行现代物联网设计能够有效提高育种材料的管理，并且在育种实验中能够起到全过程信息化的管理目标，这对于商业育种大面积的推广具有重要的意义。

3.3 园艺作物物联网控制

物联网技术在监测中能够得到广泛应用。它可以通过各种传感器对于大棚内的环境因素进行测量，并且在专家系统的支持下进行智能化的决策，可以远程通过各种信息传感器执行，改变大棚内环境因素的设备，比如说调节温度湿度以及光照等等，能够有效弥补传统大棚对于农作物环境因素监控不足的缺陷，能够使农作物获得最佳的生长条件，从而能够达到提高农作物产品品质的要求。

4 结束语

现代农业物联网技术能够处理海量数据信息，提高农作物生产流通以及销售环节的质量，生产出使人们放心的农产品，具有广阔的市场应用前景。

参考文献：

[1] 张琳芳.基于物联网技术的智能物流系统的研究[J]黑 龙江八一农垦大学学报，2013，25（06），70-73.

[2]赵忠彪.nRF401在温室大棚监控系统中的应用研究 [J]. 工业控制计算机，2008，21（3）：18-21.