农业生产机械化中物联网技术的应用与发展

梁凤兰

物联网技术的出现使得我国的农业生产向着机械化、智能化的方向发展，对于新农村建设也发挥积极的推动作用。本文简要概述了农业生产机械化中常用的物联网关键技术，分别从农业生产机械设备、生产气候检测、农机设备管理及农业生产应急机制这四个方面入手概述了物联网技术在农业生产机械化中的应用，在此基础上指出了我国的农业生产机械化将向着信息化、规范化、智能化及精准化的方向发展，这也预示着我国农业领域良好的未来发展态势。

“互联网+”时代的到来推动了经济的腾飞及社会的进步，相关领域及行业也迎来了全新的发展，网络信息技术也逐渐融入各行各业中。物联网技术作为第三次信息科技产业革命的新型产物，在智能传感设备及信息约定协议的支持下，利用网络技术可以与任一实物相连接，并通过信息交互实现自动识别与定位、智能跟踪与监管等功能。物联网技术已经应用到多个行业领域，并取得了较好的成效，特别是在农业生产机械化领域，物联网技术联合通讯、传感、远程操控等先进技术，实现对农业生产机械的精准调控与管理，不仅能够大幅提高农业耕作效率，还能收集整理相关农业数据信息，为自然灾害防控、农业政策调整提供准确的参考建议。

一、农业生产机械化中物联网关键技术

1、信息感知技术

信息感知技术作为用户吸收、利用相关信息的基本技术，为农业生产机械化的物联网平台构建夯实了基础，以此实现了物联网信息的全面感知与采集。农业物联网平台在信息感知技术的支持下，具备了电学、光学、遥感及电化学等多项感知功能，因此能够全面系统地对相关农业信息进行采集整理。信息感知技术是建立在传感器技术的基础上，各种类型、材质、功能的传感器应运而生，这也在一定程度上推动了信息感知技术的发展，相应的物联网平台构建也将变得更为集成化。

2、信息传输技术

信息传输技术作为农业物联网中枢模块，发挥着将感知层收集到的数据信息传输至应用层的重要作用，为相关决策的下达提供准确可靠的参考信息。常见的传输方式分为无线、有线两个形式，其中无线传输由于不需要布线安装，相对而言设计成本较低、组网更为灵活，后续的维护检修成本也更少，因此广泛应用于各大领域。农业物联网为了确保系统运行稳定性、数据传输及时性，更倾向于采取有线传输方式，以此满足现代农业日益增多的运作需求。随着网络技术的不断发展，无线传输的信号处理强度、数据传输质量、传输抗干扰性也将随之提升，以便于更好地为农业物联网平台的信号传输工作服务。

3、信息处理技术

信息处理技术主要是借助传感器实现对数据信息的识别与处理，以便于为用户相关决策制定提供参考数据。云计算、大数据、智能处理等新型技术统称为信息处理技术，其中云计算技术能够将海量数据进行整合计算、存储管理，大数据技术发挥信息挖掘、数据评估等重要作用，智能处理技术则是在AI 技术的支持下将收集到的数据进行计算处理。融入了信息处理计算的农业物联网平台涵盖多个网络算法，能够对农作物生产形态、环境变化、病态特征等进行科学计算与分析，以此更好的结合到农业生产机械化工作中。目前在多个领域得到广泛应用的数字图像处理技术配合计算机硬件系统的升级，使得视觉感知算法得到了优化革新，这也在一定程度上提高了农机设备的信息处理能力。

二、物联网技术在农业生产机械化中的应用

物联网技术的出现为我国农业生产机械化的发展注入了全新的活力，农业机械化逐渐取代传统的人力劳作，推动生产力转化的同时也进一步提高了农业生产效率与质量，使得我国的农业生产向着更为智能、精准的方向发展。目前物联网技术在农业生产机械化中的应用主要围绕如下几个方面展开：

1、物联网技术在农业生产机械设备上的应用

在农业生产机械设备上安装智能传输模块有助于农业物联网及时准确的获知农作物生长及农业生产基本情况，例如精准检出土壤有机成分配比及化学组成、实时监测地面温度及湿度，以便于远程监测与管理农作物的日常生长环境。农业物联网通过对感知模块收集到的相关要素信息进行比对分析，评估生长环境是否适于农作物的生长，及时发现环境问题并有针对性地采取改进措施，以便于为农作物生产创造更为优异的条件。通过对农作物生长环境的动态跟踪与监测，能够为区域农业研究提供全面可靠的参照信息，以此推动区域农业产量的提升及质量的提高。发达国家关于农业生产机械化中物联网技术的应用研究起步较早并取得了一定成效，例如通过智能化、水肥一体机设施的应用，实现手机和电脑一键控制，定量、定时浇水、按比例定量施肥；采用下滴、上喷的双重肥水管理的机械化喷药模式，能使土壤增加透气功能，促进农作物健壮生长，控制病虫发生。此外，智能感应喷雾器内部安装的感应模块能够准确识别出杂草，并自动下达除草指令，这种自动识别的除草方式不仅能够避免农作物受到除草剂的污染，大幅提高除草效果，还能有效降低农业除草对于周边环境的不良影响。

2、物联网技术在农作物生产气候检测上的应用

生长气候对于农作物的繁茂生长至关重要，优良的气候条件能够为农作物的健康生长提供所需光照、适宜温湿度及充足水分，以此大幅提高农作物产量；恶劣的气候条件容易诱发病虫害，由此危害农作物的健康生长，同时还会造成农作物产量的骤减，严重时还会引发粮食危机问题。为了降低自然气候对于农作物生长的不良影响，有必要将物联网技术应用到农作物生产气候检测上，以便于从根本上解决气候变化引发的农作物减产问题。例如，在区域农田安装智能化传感系统，准确掌握果园的温度、湿度、水分、光照、二氧化碳、土壤酸碱度等管理数据，全程实现产品可追溯；在区域农田安装环境监测传感器，以便于对周边气候变化情况进行全程跟踪与检测，及时发现气候变化问题并将检测结果上报给对应生产人员，为防护策略的制定提供参考数据，以此解决自然气候变化对于农作物生长的不良影响。

3、物联网技术在农机管理方面的应用

传统的农业生产操作需要精准把控农作物的播种时间，像是水稻、玉米、小麦这类主要的粮食作物，对于播种时间的把控需要格外严格，每当到了繁忙的播种时节，很多农户会因为无法租赁到播种机等生产机械而影响农作物播种工作的正常进行。很多农户由于经济原因无法购买个人播种机，即便具有一定的经济能力也会因为进货量不足而无法买到，这势必会影响部分农田的播种时效，进而影响农作物的最终产量。为了从根本上解决播种时节一机难求的问题，可以在农机销售/租赁平台融入物联网技术，以此搭建农机4S 服务平台。区域某农户拥有农业生产机械设备，可以在农机4S 服务平台完成农机注册，附近其他农户通过农机4S 服务平台向该农户提出租赁预约，以此缓解农业生产机械设备购买压力的同时也能确保农业生产机械设备得到合理利用，最终解决农业生产机械不足的现实问题。但是若某区域农户数量较多且农业机械设备较少时，就需要物联网技术发挥特有优势，即农户可以提前在农业4S 服务平台提出农机租赁申请，系统根据农户位置给区域农业生产机械设备经销商提供进货参考，以此确保农户在播种时节有机可用，进而保障农作物的最终产量。

4、物联网技术在农业生产应急机制方面的应用

虽然我国当前的农业发展水平达到了一定的标准，但是农业生产状态还是不够稳定，各地区频繁发生的自然灾害也进一步制约了我国的农业发展。此时将物联网技术融入农业机械设备管理中，有助于借助互联网平台实时搜集分析农业机械设备上传的数据信息，以便于全面地了解农耕区域整体环境变化情况。在此基础上建立农业生产应急机制、设计区域环境预警系统，以便于提前预测可能出现的自然灾害，进而做好农业生产应急防范管理。基于物联网技术的农业生产应急机制有助于提高农民的恶劣气候及多变环境的应对能力，例如利用水位测定传感器实时监测水田区域水位、温度、湿度、光照及pH 等环境信息，以此分析预判当前的生长环境是否利于水田作物生长，并且还能在第一时间发现异常环境信息，为农业生产应急方案的制定预留更多准备时间。物联网技术在农业生产应急机制中的应用还表现在自然灾害发生后的物资调配与设备管理，以此确保设备物资得到最为合理地利用，最大限度地减少农业生产损失。

三、物联网技术在农业生产机械化的未来发展

我国作为世界上最大的农业国家，其农业耕作效率直接决定着全国的粮食产量，如何借助农业生产机械化提高耕作效率，可谓当前农业科学领域重点关注的议题。我国北斗系统在2020年就已覆盖至全球范围，这也标志着我国的农业生产机械化中的物联网技术得到了广泛的应用，不仅大幅降低了农民的日常劳作强度，还有助于政府职能部门统计整理农业数据。为了进一步提高农业生产机械化管理水平，基于物联网技术的农业生产机械化将推动我国的农业生产向着信息化、规范化、智能化和精准化的方向发展。

1、农业生产信息化

“互联网+”时代的到来进一步推动了社会的进步，各行各业的发展也离不开信息技术的支持，农业生产机械化也在科学技术的加持下变得更为信息化，以此实现农业生产环节的全过程跟踪与管理。基于物联网技术的农业生产机械化使得农业生产更为信息化，农业生产技术员借助物联网技术可以准确掌握区域农作物实际收成，也能实现农作物买卖、置换等线上交易，进一步开拓了农作物市场、带动了农村经济发展，同时也有助于区域农业的结构调整，为我国农业产业发展指引了方向。像国家级示范合作社芜湖传云绿色果品种植专业合作社利用物联网技术成功建立了肥水一体化设施，于2022 年新建110 亩全自动智能远程肥水一体化设备系统，全自动智能化电动通风卷膜系统，智能温、湿度、二氧化碳等传感系统，园区全方位管理监控、控制中心建设系统，园区内配备32 路中心控制监控管理系统，全程实时监控水果生产情况，采用国内最先进的臭氧水防治病虫害新技术，使水果生产达到纯绿色环保，无任何农药污染，增加了水果的品质，使水果产业链得到健康发展，提高经济效益。

2、农业生产规范化

目前与农业生产机械设备相关的物联网应用程序类型各异、构建标准不一，在一定程度上影响了农业生产机械设备与物联网系统数据接口的兼容性，进而不利于农业生产机械设备的规范管理。各个物联网系统对应的应用程序及开发软件差别较大，因此物联网系统之间无法进行延展兼容，后期扩展也是极为困难的。统一规范的物联网系统、明确清晰的接口标准是物联网技术得以顺利应用于农业生产机械化工作中的必然条件，也有助于各类网络技术间的交融发展。同时还有助于农作物的标准化栽培管理，生产的优质果品和显著的经济效益，带动了芜湖市及周边地区的葡萄产业得到快速发展。

3、农业生产智能化

社会大环境的改变衍生出了很多先进的网络信息技术，其中一部分先进技术成功应用于农业生产机械化工作中，以此逐渐取代以人力为主的传统农作方式。配备有主板芯片、传感器、处理器等先进科技元素的农业生产机械化设备相较而言更能精准分析预判农作物生长情况。借助智能检测系统实现对农业生产机械设备的故障自检，在物联网技术的支持下能够对故障原因进行系统分析，以此帮助农户解决实际问题。与此同时还能针对自检故障完成网上查询服务，以此在专业维修人员的指导下完成农业生产机械设备的检修与维护。基于物联网技术的智能农业控制系统能够从根本上实现农业肥水智能化，通过手机、电脑的一键控制，定量、定时浇水、按比例定量施肥，全程机械化喷药，确保了土壤透气性，进而促进树势健壮生长，控制病虫发生。

4、农业生产精准化

物联网技术对于我国农业产业的未来发展至关重要，在物联网技术的支持下不仅能够精准掌握土壤组成、自然气候、日常施肥等影响要素变化，还能及时准确的采取相应措施，以此确保农业生产质量。科技的发展有助于农业产业结构的调整，农业生产智能感应传输设备也将进一步地革新优化，与农业产业发展相关的数据检测工作也将变得更为精准化。借助物联网技术平台不仅能够实时检测农作物生长情况，精准把控农业生产方向，还能为相关科研工作的顺利开展提供可靠的数据支持，以此有针对性地制定农作物创收策略，解决粮食危机问题。物联网技术的广泛应用也能进一步推动农业生产机械工作的发展，不仅有助于提高农业生产机械设备工作效率，还能根据区域农田环境及土壤组成情况，精准把控农作物的播种、施肥等重要生产环节，以此实现农业生产的精准管理。采用智能化传感系统，能够准确掌握农田的温度、湿度、水分、光照、二氧化碳、土壤酸碱度等管理数据，全程实现产品可追溯。

物联网技术的出现不仅推动了各行各业的发展，也为我国经济的增长提供了助力支持，特别是在农业生产机械化上的应用更是不容小窥，不仅使得农业经济效益有了大幅提高，还带来了较好的社会效益。通过智能肥水一体化的使用和远程控制等新技术，有助于提高农作物产量，保障优质果蔬质量，还能够大幅缩减农业用水总量，避免过多使用农药化肥影响周边环境安全，以此实现绿色农业、健康农业的管理目的。基于物联网技术的农业生产机械化预示着我国农业进入了智能化、现代化的重要发展阶段，不仅解决了传统人力成本过高的问题，还大幅提高了农业生产效率与质量，创造更多经济收益的同时也推动了我国农业的发展进步。