物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用
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摘要：本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的三個基本層次，對目前我國物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展方面的狀況作了簡要分析，探討了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)安全、農(nóng)業(yè)市場和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)三個方向上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧農(nóng)業(yè)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
1物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展情況
目前，以美國為代表的西方發(fā)達(dá)國家，對物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息體系構(gòu)建以及信息的采集利用方面都已走在世界前列，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)也已在農(nóng)業(yè)環(huán)境、農(nóng)業(yè)耕作、物流加工方面得到一定應(yīng)用。近年來，我國不斷加大對聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的研發(fā)投入，2009年我國出臺的“感知中國”發(fā)展綱領(lǐng)，提出將物聯(lián)網(wǎng)作為國家五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)如今我國農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展已取得顯著成果。東部沿海發(fā)達(dá)省份在播種、灌溉、耕作、收獲、防護(hù)及物流加工方面基本實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息化管理。西部省份近年來也在加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在水電設(shè)施、農(nóng)田規(guī)范化改造方面都進(jìn)展迅速，為進(jìn)入信息化農(nóng)業(yè)做好了準(zhǔn)備。農(nóng)田種植生產(chǎn)是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要部分。在例如農(nóng)田信息管理、環(huán)境監(jiān)測、作物耕作時間等方面上，信息復(fù)雜度高，分析處理較為困難，在對時間的控制上還有較大的進(jìn)步空間。差分全球定位技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)對農(nóng)田的實時監(jiān)控，掌握作物生長信息，對農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉。同時，可以對作物生長信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，建立一套農(nóng)作物的生長診斷信息系統(tǒng)。對于大棚農(nóng)業(yè)，通過采集農(nóng)田整體環(huán)境信息，實現(xiàn)智能化的大棚溫室氣體調(diào)節(jié)、光照調(diào)節(jié)和溫濕度控制[1]。
2物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論
一般認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)體系由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個部分組成。感知層是整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與外界直接接觸的部分，是保證整個物聯(lián)網(wǎng)信息準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。它的工作便是采集物理信息，并將其數(shù)字化，再通過穩(wěn)定的短距離傳輸途徑上傳網(wǎng)絡(luò)層。語音、位置、視頻、生物信息等各種物理量都可以是感知層的采集對象。感知層還分兩個部分:數(shù)據(jù)采集部分和傳輸部分。數(shù)據(jù)采集部分好比感知層的五官，可以收集各種各樣的外部信息。傳輸部分好比感知層的雙手，可以將采集到的信息遞交上層處理。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的主要數(shù)據(jù)傳輸層。該層要盡可能滿足各種外部信息的傳輸要求，即要具有連入多種信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的能力。網(wǎng)絡(luò)層傳輸不同于感知層，它要求能夠大范圍、長距離地傳輸數(shù)據(jù)，需要移動通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等各種硬件和軟件協(xié)議的支持。網(wǎng)絡(luò)層好比讓物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了快車道，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不再受空間的制約。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的頂層和管控中心。應(yīng)用層的靈活性很強，可以對感知層采集到的信息進(jìn)行統(tǒng)計、分析和研究。應(yīng)用層具有良好的人機(jī)交互功能，可以滿足人們對物聯(lián)網(wǎng)信息的整合和控制要求，有利于構(gòu)建多層次的農(nóng)業(yè)智能信息平臺[2]。
3農(nóng)業(yè)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的根本。傳感器技術(shù)是感知層和整個物理網(wǎng)系統(tǒng)的立足之本。近年來，農(nóng)用傳感器已從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多角度出發(fā)，構(gòu)建出了完整的傳感器系統(tǒng)。氣體傳感器、水體傳感器、土壤傳感器、作物生長傳感器，以及更為先進(jìn)的土壤重金屬傳感器、空氣污染傳感器、關(guān)鍵礦物元素測量傳感器等[3]，幾乎覆蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面。在無線傳輸方面，我國研發(fā)的“唐芯一號”“渝芯一號”物聯(lián)網(wǎng)芯片，實現(xiàn)了將無線傳感、無線通信、數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)籌結(jié)合，并在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市方面有了廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)市場相結(jié)合使得農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)與市場相呼應(yīng)，從側(cè)面推動了農(nóng)業(yè)的發(fā)展?；谖锫?lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)市場智能信息平臺，通過分析現(xiàn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，結(jié)合當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品市場行情，對未來農(nóng)產(chǎn)品的市場信息做出科學(xué)預(yù)測，方便國家政府部門對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出及時地宏觀調(diào)控。中國農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)（CAMES），是一個基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的綜合市場平臺，每周可以收集并傳輸近千個農(nóng)田生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)市場的生產(chǎn)和價格信息，有助于農(nóng)戶改善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行更加合理、高效、經(jīng)濟(jì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)還關(guān)注于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題。我國近年來不斷發(fā)展二維碼技術(shù)和RFID技術(shù)。通過它們，消費者可以方便直接地查詢農(nóng)產(chǎn)品的來源信息，實現(xiàn)了有關(guān)部門和消費者對農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)加工到市場流通的一站式監(jiān)管[4]。
4結(jié)束語
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)從輔助生產(chǎn)的水平上升到了多角度、全方位的農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用層面。但我國物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍處于不平衡、不完善、高成本的階段，未來在精煉體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與推廣方面還有很長的路要走
參考文獻(xiàn)：
[1]李瑾，馮獻(xiàn)，郭美榮,等.“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的國際比較與借鑒[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2018，39(2)：194-202.
[2]歐文.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2015.
[3]徐文劼.淺談物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器特性及其分類[J].自動化儀表，2017，38(3)：44-47+54.
[4]王軍英.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013(9)：10-13
作者：董偉梁 單位：山東科技大學(xué)
