农业物联网体系结构与应用领域研究进展

郦君玉 马骁轩

【摘   要】 伴随5G网络的开通、全球信息化的进步，物联网已经开始大量的应用到社会生活中。因此，本人从物联网的概念和特点出发，研究了物联网的框架体系，探讨了目前国内农业的发展情况，以及农业物联网的应用领域。

【关键词】 体系结构;农业物联网;应用

中图分类号：S3               文献识别码：A               文章编号：2096-1073（2020）01-0038-39

1  农业物联网的定义

当下，科学技术发展直接影响了我国当下的农业生产，物联网技术的发展为现代农业提供了巨大的发展动力[1]。就农业物联网，不少专家也未能形成比较统一的含义与概念，而借助RFID、感应设备以及视觉获取终端等工具以收集与感知农业生产等，是现在农业物联网的主要运作模式。农业物联网的最大用途便是在多个渠道实现农业信息可靠传输，而且对大量取得的信息予以融合，紧接著经由智能化操作完成对农业生产中的优化控制。农业物联网为依靠现代信息科技以及农业技术的有效结合，使得农业设备能够得到现代项目技术、信息技术、生物环境技术等多种现代化技术的生产手段，该技术可以说是农业生产的未来发展趋势所在。

2  物联网体系结构及应用技术

2.1  物联网体系结构

物联网具体运用的一大核心就在于物联网框架的研究，物联网系统主要包括了网络层、感知层以及应用层等组成部分。并且建立了有实效的结构模型，是物联网实现互动作用的重要体现，它的根感知层的作用主要包括了收集感知数据，以及保持控制设备的正常运作。如今，感知层技术应用的突出特征即感应设备技术以及短距离信息传输科技[2]。因为是数据采集的终端设备，应用层是借助末梢节点赖来获取大量初始数据的，经由融合分析和计算，给出实际的控制信息，完成针对应用功能的操作。

2.2  物联网应用技术

物联网的使用技术具体涉及到的有：云计算、感应技术、射频辨别技术、通信技术等，另外，融合技术、纳米技术等也是其辅助技术。射频设别技术是借助自动识别、无线电信的技术，它主要是通过射频信号以辨别分项目标，从而收集一些有关的数据信息。传感技术是经由采集传感器、传感节点等途径以完成提取数据的操作。根据相应的原理规律使它调整为一定的电子指令，从而保证物联网信号能够科学发放[3]。云计算则是借助配置、动态部署、服务，由软件、处理器、硬件等多个硬件和软件构成的计算系统，针对这些收取的信息进行分析和计算，进而提升对物质的感知能力，保证达到智能化控制的效果。通信技术则是经由一台终端的数据信息向另一台终端予以传输的设备，保证数据的采集，远程监控等技术功能的实现。

3  农业物联网应用现状及问题

3.1  建设方面

因为农业物联网的大系统主要是以物理建设为核心而建立的，很多方面的资金投入都用来进行设备的购置，所以其应用的逻辑明显不足，同时也展现了农业知识的结合应用逻辑也没有相关的表现，建立的是一种比较空洞的农业应用体系。以工程这一视角来分析，也即通过九成的投入仅解决了一成的问题，损失重大，投入与回报不成正比。所以此模式在现实使用中无法得到进一步的普及。在设计项目时，只是对功能和用途作了大体上的分析，但是未能结合实际需求分析其实用性。因此便可能会导致项目创建之后，由于难以应对核心问题而导致项目的失败。希望获得难以实现的需求，在设计与实现难以保持一致的条件下在农业物联网应用的多个领域都可能会表现出来。其主要原因在于项目设计人员未能遵守信息化应用的基础原则。另外，管理上的因素和技术理解方面的原因也可能直接决定项目的成败。其中和农业知识融合比较深的应用领域项目出现这一问题的频率明显更高。最后是使用过程中的风险的忽略。农业物联网应用是在信息化应用系统中比较重要的一个领域。对其稳定性和可靠性提出了严格的规定。主机和可靠的网络平台是保证农业物联网运作的重要因素，出现的任何缺陷都可能会较大的领导对物联网的结构。通常而言IT公司必然要承担使用的风险[4]。

3.2  基础条件

因为当前针对农业物联网的应用还未能进行深度的分析，因此有必要对其开展实际的调查与研究。经由对农业公司的工程技术人员和管理人员的调查，笔者发现关于农业物联网的定义了解的人数较少，而学会实际应用的人员更少。就农业物联网而言如果不从技术上进行改进，便能以改进农业生产。此外，那就是目前对于物联网中我国还缺乏主要技术，令农业物联网的信息化应用难以实现。就实际的应用这一视角切入，农业物联网应用发展的同时也开始受到一些其他方面因素的限制。由于与实际的生产过程中对硬件有特别的规定，以及要对农业知识进行融合和关于通信和传感方面基础设施等，都是农业物联网中比较重要的技术。当中，融合计算农业知识对这一技术的应用产生了最大的影响，其中还涉及到信息操作的表达形式、模型构建和运算等。

如今，我国也十分关注物联网应用，并在这一方面取得了较大的成就，然而仍旧未能充分准备好实施农业物联网应用融合计算农业知识的各项工作。如在农业领域的很多研究工作未能提出落地的解决方案。另外，物联网属于现代化技术的产物，假如其難以和农业知识相互结合，则对应对农业生产中的问题显得力不从心。关于这一因素的理解，可以深化我们对农业物联网应用的核心。

4  农业物联网应用领域的研究

4.1  制定物联网标准体系

构建农业物联网的规范框架，以促进农产品的规模化生产，减少其应用成本的关键手段。令农业互联网技术可以得到广泛的应用。更加需要从海外发达国家引入先进的物联网管理方面的经验，依据我国的国情来看，可以让相关的学者进行研究。从物联网在我国农业应用的实际情况为切入点，编制有关的体系标准，使我国物联网更好的促进农业生产的顺利实施。

4.2  农作物质量安全

如今，我国食品安全的事故基本上都是因为未能加强监管农作物。就农作物生长及生产加工销售等都未能建立起相关的监管制度。为有效的减少食品的安全隐患，物联网可以借助自身的优势对其生长、加工过程进行严格的监管。农作物在上市前，应装入电子芯片或者有关标码，从而更好地管控加工全过程

4.3  智能化监控

出于对农业园区生态环境的全方位监测考虑，在园区内安装了生态信息无线感应设备等智能调节装置，以便对园区内部的环境指标予以监控。根据生态环境参数的改变以调节温度系统、灌溉系统，在保温系统予以调控的整个阶段，就土壤湿度进也要开展采集和分析，进而提取到农作物生长的最适宜的环境。并且无线感应节点的使用需和生物数据采集手段密切结合起来，系统感知土壤湿度，同时在与接收设备相连，调控灌溉系统的阀门，进而实现灌溉的自动化。这样便可以降低资源的浪费，以及在互联网条件下农作物得到成长。

4.4  信息检测

信息监测不仅能够实时掌握农作物的土壤酸碱度、害虫数量及施肥情况等有关参数，而且还可以掌握从种子筛选、幼苗培育、害虫防治到进入仓库等整个过程。农业物联网应用的监控领域还可以得到扩展，甚至信息的监测可以扩大至农作物加工、物流运输等方面。

5  结语

如今，我国在农业物联网方面的应用还存在一些问题，技术还不是很成熟。这离不开专家学者的深入研究，以及当地政府单位的大力支持，将农业物联网的应用快速推进，进而全面规划。通过这样，便能够有效的升级我国的农业物联网技术，以及解决农业领域方面的问题，以调到农业企业和农户主动的参与到农业物联网的应用上来，为我国农业早日实现现代化作出贡献。

参考文献：

[1] 齐晓松，赵铭，宋志硕，等. 基于物联网技术的农场环境检测与控制系统[J]. 河南科技学院学报（自然科学版），2019，47（04）：53-61.

[2] 岳宇君，岳雪峰，仲云云.农业物联网体系架构及关键技术研究进展[J].中国农业科技导报，2019，21（04）：79-87.

[3] 周鹏，田维平.农业物聯网分层结构设计[J].计算机时代，2018（09）：17-20.

[4] 吴文静.农业物联网体系结构与应用领域研究进展[J].南方农业，2018，12（18）：174-175.

（编辑：李晓琳）