基于物联网技术背景下的智慧农业应用研究

金曙光

（西安交通工程学院，陕西 西安 710300）

我国是农业大国，农业是国家的基础，是国家赖以生存和发展的生命线。目前，我国农业体系朝着自动化、信息化、智能化的方向发展。在智慧农业理念的环境下，依靠物联网体系和互联网体系推动智慧农业健全发展，农业和信息化、智能化要深度融合渗透，农业体系构建的信息必须灵活，要有多渠道的路径。为进一步推动智慧农业发展，要注重信息技术发展，信息技术在智慧农业发展中起着关键性作用和决定性作用。所以在农业发展中必须深度发掘信息，使信息技术作为农业体系的主心骨，让其成为农业发展的内驱动，以真正实现智能化，提高我国农业的生产水平，实现粮食增产的目标，为增强我国的经济发展作铺垫，为实现农民小康生活提供有力保障[1]。

1 物联网技术与智慧农业概念的界定

1.1 物联网技术

物联网实质是指“物品与物品相连的互联网”，这种网络是以网络、电子信息技术为基础而延伸拓展形成的网络体系，是连接虚拟世界和现实世界的桥梁，同时实现了人机交互。因为物联网的基础和核心是互联网，具有连通性和物物连接的特点，为实现实物之间的信息传递和通信交换，用户端可以是任何实物。从技术支持角度看，物联网体系运行的主要技术是传感技术与射频识别技术。利用传感技术可以定向对物联网内的物体实时传输信息，同时能对物联网所覆盖的区域信息进行实时传输与有效处理[2]。从系统结构方面讲，物联网分为3 个层次，第一层为感知层，感知层主要完成信息的采集、转换和收集，感知层就像人的感知器官，物联网技术通过感知层识别物体和采集信息。第二层为网络层，主要对处理后的数据信息进行传递和处理，网络层就像人大脑中的中枢神经，在感知层获取信息后，依靠网络层进行实时传输。第三层为应用层，应用层是物联网和人、组织或其他团体之间的接口，物联网能根据不同用户、不同行业提供相应的管理平台和运行平台，通过自身的转化功能，完成数据管理和数据的有效处理。

1.2 智慧农业

计算机软件和传感器通过计算机平台对农业生产进行操作，使传统农业更加智能。除了精细的感知、操作与决策外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业信息管理、食品源追溯防伪、农业休闲旅游、农业电商等。智慧农业是现代科学技术与农业种植相结合的产物，从而实现无人化、自动化、智能化管理。智慧农业能更深入地感知农业信息，能将零散的数据资源集中到一起，实现广泛的互联互通，从而进一步控制数据，为实现完备的信息化作支撑。

智慧农业改变了传统农业生产，同时有效提高了农业生产发展水平，智慧农业与现代科学技术、生产技术等融合于一体，对提高我国农业水平具有更重要的意义[3]。

2 物联网技术在智慧农业发展中应用的意义

物联网技术为智慧农业的发展提供了有力保障，使农业有了前所未有的发展速度。其借助当前先进的技术及科学的管理机制，在政府的宏观调控下，特别是政府为农业产业园区提供了大量扶持资金，使其有了较大发展。然而，从现阶段信息化的进度来看，还有许多问题亟待解决。

一是从现阶段农业信息化建设现状来看，信息化在实现过程中有一定的不均等性，与农业生产所在地的区域有一定关系，受农业所在地自然环境的影响，信息化发展不均等，导致信息系统的应用没有标准化的基准，必然导致部分地区的需求出现差异，使信息化不能有效为农业发展提供服务。例如，陕南和陕北形成了鲜明的对比，经济较发达的地区和山区，农作物生产者接受信息资源的多少和时间不一样。一般而言，东南沿海地区具有地理优势，农业生产的信息传播较快，西北地区农业生产的信息传播较慢，因此，农业生产者接受信息的数量和速度不一样。由于地域以及农业生产者的思想文化、道德意识、风俗习惯不同等原因，使农业生产者对所接受信息的理解程度不一样。所以，要因地制宜，实现信息的传播与共享，实现信息化在智慧农业中的应用。

二是智慧农业要发展，信息化技术的操作至关重要。如果要使各类信息有效发送、传输、接受、共享，农业管理人员或农业生产人员的自身素质就要更高。但是，目前我国农业人员的自身素质不能适应技术化发展的水准。所以，政府部门要对农业人员进行技术培训，保证农业人员尽快适应智能化系统操作，提高智慧农业的生产水平。例如，现在有些农村乡镇发展了新兴工业园区，可以定期邀请专家教授对农业生产者进行专题培训，提高农业生产者的自身素质。一些发达地区的乡村，可以组织农作物生产者外出培训学习。例如，陕西省周至县楼观镇领导组织农业生产者去外地学习葡萄的种植、嫁接、培养等技术，使农业生产者掌握葡萄的种植技巧，提高了全镇葡萄的产量，增加了农业生产者的收入，为实现乡村振兴战略奠定了基础。所以，信息化技术要想在农作物生产中发挥作用，农业生产者的自身素质必须要提高。例如，陕西省旬邑县果农通过电商销售苹果，但是许多销售信息不能实现共享，造成了买卖双方信息不对称性，势必存在道德风险问题[4]，造成商品大量积压，果农的经济损失非常大。所以，政府部门要发挥好“无形的手”的作用，对区域内的农业信息化进行深度拓展、分析，保证相关规划符合智慧农业的发展。

3 物联网技术在智慧农业中的具体应用

3.1 在智慧农业统筹规划管理中的应用

农业生产管理涉及的内容非常庞杂，合理统筹规划是农作物生产管理的前提，在农作物的整个生长过程中，必须要对其进行合理规划，这是农业生产增产、增收的保障。

统筹规划管理是推动农业发展的前提，是提高农业生产质量的基础，是加强农业管理的先决性条件。借助物联网技术对农业管理进行合理规划，能达到事半功倍的效果。例如，可应用物联网技术中的无线传感技术广泛采集和整合农产品相关长势、规模、植保、产量、品质等信息，利用物联网技术中的网络通信技术、卫生遥感技术，不仅能提高农业统筹规划的工作效率，而且能降低农业管理的成本[5]。

在智慧农业中，应用物联网技术进行农业统筹规划管理，必须采用信息设备检测植物生长的环境及各项动态参数。包括土壤中微生物的含量、酸碱度、矿物质的成分，空气中氮氧化合物的含量、温度、水分、光照等，然后结合各项参数指标对农业生长状况进行实时记录。应用物联网技术将实时监测到的信息提供给农业生产者，农业生产者根据参数指标制定科学合理的种植方案。

3.2 在智慧农业监管中的应用

农业监管主要包括农业生态环境监管和农产品质量安全监管。农业生态环境监管是整个监管的主要命脉，对农业生产管理具有不可或缺的作用，是农作物产品安全的必要前提，是发展绿色产品的主要路径。在智慧农业出现前，农业生态环境监管依靠人工进行，要耗费大量人力、物力、财力，而且不能科学反映环境监管中所出现的问题，即使发现问题也不能提供合理的解决方案。

随着物联网技术的出现及其在智慧农业中的应用，农业生产管理者不仅能及时有效地收集到农业生态环境质量的信息和数据，还能分析和处理所收集的信息，并能给出解决问题的方案，从而使农业生产管理者制定出科学合理的改进方案，为生产出绿色产品提供保障。对农作物产品质量安全进行监管，主要指物联网技术可以查找出产品种植生产的整个链条，对农产品的各个环节进行标记，在农产品销售时可以通过扫码查询到农产品生长过程各个环节中的信息，保证农产品的质量，节省人力、物力、财力。

3.3 在智慧农业生产中的应用

物联网技术在农业生产中起着至关重要的作用，要提高农业的生产质量，离不开现代化技术。现代化技术是必备的条件，在农作物生产的各个环节都能发挥着重要的作用，特别是物联网技术中的相关智能化技术设备和无线传感技术，不仅能监测到农作物生产环节中的各项参数指标，还能动态检测到农作物生长过程中环境的变化，为农业生产者提供有效的信息和真实的数据。

另外，利用物联网的智慧化检测技术，还能为农作物生长起到预防和保护作用。比如，遇到干旱少雨、冰雪霜冻、沙尘暴等恶劣天气，通过监测系统可以提前预防，未雨绸缪，对农作物进行有效保护，以便减少农作物的损伤等。

物联网中的智能监测系统还能实现自动化生产运营和生产管理。例如，农业园区的农作物施肥、灌溉、松土、收割等。通过物联网技术培育农作物，为农业生产者提供更方便的种植、管理、灌溉模式，降低生产和管理成本，提高农业生产者的经济效益。

3.4 在智慧农业灌溉中的应用

在农业生产过程中，灌溉是一项非常重要的工作。古代农耕时期，靠天吃饭，钻井修渠，耗费大量的人力、物力。科学合理的农业灌溉不仅能有效提高农业产品生产质量和产量，还能节约水资源。然而，我国各地区的地理位置不同，农业灌溉方式不同，我国东南沿海地区水资源较充足，西北地区干旱少雨，所以因地制宜、因势利导是农业灌溉的基本思路。因地域不同，物联网技术在农业灌溉中发挥的作用也不同。要实现智慧农业灌溉，传感器的配备非常重要，利用传感技术可以检测农业灌溉中水资源的状况，而且可以实时调配，从而达到农业增产、增收的效果[6-7]。

3.5 在智慧农业病虫害防治中的应用

农业生产过程中，病虫害防治特别重要。在农耕时代，我国便十分重视蝗虫的治理。早在唐代，蝗虫泛滥，丞相姚崇就向皇帝建议，将全国各地的治蝗经验归纳总结、整理成册，并颁布成典。近年来，大多农户会喷洒农药治理病虫害，不但不科学，还会污染环境，违背了绿色发展理念。物联网技术可以全面收集农业病虫害的各项信息，通过技术分析，制定出合理的解决方案，减少农药使用量，抑制病虫害发生。物联网技术可以精准喷施或建立农药喷施装置，符合绿色发展理念，进而提高农产品的产量和质量[8]。

3.6 在智慧农产品销售中的应用

发展农业不仅可以为人们提供充足的食物，还可以增加农户的经济收入。在智慧农业发展前，农产品销售主要在农产品交易市场进行，这种销售方式不仅效率低，还有销售信息不对称性的问题，导致许多农产品无法及时卖出，给农业生产者带来了一定的经济损失[9-10]。随着物联网技术的发展，农业生产者可以通过电商平台进行销售，畅通了销售渠道，还可以利用物联网平台将农产品的生长、生产过程发布在平台上，让购买者更多地了解农产品的相关信息，购买放心的农产品，为农产品赢得了良好的市场口碑，从而提高了农产品的销售量，农业生产者从中可以获得更大的经济效益[11-13]。

4 结束语

民以食为天，我国从古至今都是农业大国，但是在传统的农业生产和管理过程中，多为传统的人工生产和管理模式，这种模式不利于解放农业生产力和提高管理效率。随着信息技术的发展，人们从农耕时代走向了信息时代，物联网等高科技步入了人们的生活中，智慧农业随之兴起，其中物联网技术在智慧农业中应用最为广泛，如智慧农业中的统筹规划、监管、生产、灌溉、病虫害防治、销售等，使我国传统农业朝着智慧农业的生产方面发展，为农业发展转型升级提供了便利的条件，使我国的粮食生产能力上升到新高度，为人们奔向更高更好的生活奠定基础。