武汉东湖学院
摘要: 自1999年至今，随着信息技术的发展，物联网技术日益成熟，逐步实现“万物互联”，促进了传统产业与信息技术的深度融合。在农业生产领域，物联网技术室快速渗透并推动了新型农业的发展。本文重点分析了农业物联网技术的组成及应用关键环节，并对农业物联网发展趋势进行探讨，以期促进物联网技术在农业领域的应用与发展。
关键词: 物联网; 农业; 创新；发展
在“四化同步”的国际发展战略背景下，积极推进物联网技术在农业产业中的应用，是实现农业现代化的重要举措。近年来，我国各级政府高度重视农业物联网技术的研究与应用，分别在黑龙江、新疆、内蒙等地区开展了一系列的农业示范工程，在农业种植、水产养殖、大田作业监测、农作物生产溯源等方面形成了一系列的物联网应用典型，对农业物联网技术的应用与推广起到了积极的示范与推动作用。
从物联网技术的本身来看，农业物联网技术是指通过射频识别、传感器、网络通信等技术，按一定的协议，将农业系统中可监测的生产、环境、设备等数据与服务器连接，从而实现传统经验数据的可观测、可视化，促进了农业生产过程信息的有效识别与感知。因此，物联网技术有助于改变传统的农业生产方式，提高人类对农业系统中动、植物生物特征的认知能力，从而提高应对复杂生物系统突发事件的能力。根据我国“十三五”计划，农业物是物联网技术应用的重点领域之一，也是应用物联网技术需求最为迫切的领域，鉴于此，本文重点分析了物联网技术的组成与创新发展领域，以期促进物联网技术与农业产业的融合发展。
1 物联网技术组成
物联网技术包括传感器、射频识别技术、信息传输、信息处理等环节，主要包括以下内容。
1.1 物联网信息传感器
传感器是实现农业动、植物、生产工具信息感知的基础。当前，在农业物联网中应用较为广泛的传感器分为三种类型，即生物型、微机电型等。生物型传感器是将生物作为一种物联网系统中的部件，根据生物对外部环境的反应，实现对生物的生长进行观察的功能。依据实现功能的方式，可将生物传感器分为微生物传感器、酶传感器和组织传感器等。微机电传感器大多由人工合成和加工制作而成，制作材料多为复合材料，其主要功能是对动植物生长环境的监测，如温、湿度等，较传统的传感器而言，微机电传感器具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等特点。
1.2 射频识别技术
射频识别技术是通过无线电通讯网络与监测目标建立联系，读取识别到有效信息，从而实现以往难以自动化识别的数据。射频识别技术应用广泛，如车辆识别、医疗标签识别，包括当前生活中二维码支付也是射频识别技术的一种。在农业领域，国外射频技术应用较为广泛，尤其是在农产品质量溯源方面应用较为成熟。在我国农业领域，射频识别技术在水产养殖、产品流通领域应用日益广泛，有效提高了我国对农产品质量的管控能力，促进了物联网技术在农业产业中的应用与推广。同时，受限于射频技术的应用成本，且农业领域的射频技术应用还未形成统一的标准，导致射频技术在应用上还存在一些信息安全问题，存在信息安全风险。
1.3 信息传输
当前，随着网络技术的发展，物联网可通过无线技术、有线网络技术和移动通信技术与物联网信息处理服务器连接。在实际应用中，为了降低应用成本，国内外农业物联网多采用无线传感网络实现信息传输。
1.4 信息处理
传感器采集的数据经信息传输后，由服务器接收并进行一定的处理、储存和挖掘，根据预设的逻辑关系，挖掘农业系统中不同信息之间存在的内在联系，从而及时发现和处理突发事件，为农业生产提供相关数据支持。
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为了确保物联网技术在农业生产中的安全应用，农业物联网中的传感器需要实时传输动植物数据，在此过程中可能会产生大量无序的数据，在以往的信息传输、储存中，大量的数据会占用大量的存储空间，要求服务器配置较高的存储容量，但存储的数据利用率不高，而且调取速度相对较慢、处理速度受限，难以实现农业生产信息的随时调取、处理。随着云计算技术的发展，通过云端处理农业物联网信息成为了可能。用户只需要通过互联网技术将传感器与云端服务器链接，即可满足随时随地信息调用的要求，并进一步降低了服务器维护、扩容和信息丢失的风险。同时，云计算属于新兴技术，我国各企业处于快速发展阶段，企业之间尚未形成统一的标准，不同企业的云计算之间存在信息不互通、操作难度大等问题，需要用户结合自身需求进行选用。
2 农业物联网技术具体应用研究
随着物联网技术的应用与推广，在农业领域，物联网技术的具体应用主要包括育种、精准作业、养殖、疫病防治和农产品安全控制等方面。
2.1 物联网技术在育种环节中的应用
在育种环节，物联网技术科用以种子性状的采集、检测等。通过物联网技术对育种性状的监测，能够实现育种环节的规模化、集约化管理。
2.2 物联网技术在精准作业中的应用
随着科学技术的发展，传统的粗放型、劳动密集型农业生产方式已经难以适应现代农业发展需求。借助物联网技术，对动植物病虫害防治、作业栽培、水肥施用等环节进行自动化控制，能够有效提高农业生产的自动化水平，降低人工成本，提高农业生产效益，当前，我国部分企业已经研发出可用于精准作业的物联网系统，但相对于国外应用水平还存在一定的差距，有待进一步发展。
2.3 物联网技术在畜禽养殖中的应用
物联网系统中的传感器能够实时采集动植物的生长信息、饲喂情况和营养状况，并通过信息传输和服务器处理，并反馈给自动饲喂系统，能够实现自动化喂养。同时，通过对饲喂动物的体温、行为等特征进行实时监测，能够及时发现疫病情况，经服务器处理后进行提醒，能够实现动物疫病的提前发现、预防和控制。
2.4 物联网技术在农产品安全控制中的应用
随着物联网技术的发展，物联网技术在农业产品质量控制和溯源方面具有显著优势，能够有效避免农产品质量安全事件的发生，实现农业生产、流通等环节的持续监测和跟踪，为食品安全提供有效保障。
3 农业物联网技术创新发展路径研究
随着物联网技术在农业生产领域中的应用，物联网技术应用广度和深度日益拓展，新时期，农业物联网技术主要集中在以下几个方面。
3.1 农业生物信息感知与识别
当前，物联网技术对农业生物信息的感知与识别大多处于研发阶段，在具体应用方面还处于相对探索和实验阶段，因此，要进一步加强具体技术的应用与实践，提高物联网技术在农业生物信息感知与监测方面的应用，研发、生产和推广可用于农业实际生产的一体化设备。
3.2 水产领域的信息感知与识别
通过物联网技术，结合人工智能与遥感技术，实现物联网与水产行业的融合深度，通过河流、海洋等水质信息的采集和监测，提高水产生产的自动化水平。
3.3 畜牧养殖中的信息感知与识别
通过射频识别技术与DNA技术的有效结合，提高畜牧养殖产业对养殖环境、养殖个体的监测水平，能够改善畜牧业养殖中环境、距离的影响，促进畜牧业养殖的标准化、自动化，并结合食品安全建立溯源机制，促进食品安全机制的有效构建。
3.4 物联网技术中网络传输技术的发展
随着网络传输技术的发展，尤其是5G通信技术的应用，必然将提高信息采集、传输的时效性，为大数据采集和传输提供基础条件。同时，信息传输技术的发展，将进一步降低信息安全风险，改善信息传输质量，降低电磁环境对信息传输的干扰作用，降低农业物联网组网难度，实现不同应用场景的信息传输与集成。
3.5 物联网技术与云计算技术的结合
云计算的发展，为物联网大数据分析、挖掘、整合提供了可能，在农业领域，借助成熟的云计算平台，不仅可以实现相关信息的监测，而且能够实现信息的实时分析和处理，为现代农业生产提供专业化、自动化的数据支持。
4 结论
随着物联网技术的发展与应用，将推动农业生产的现代化、自动化，提高农业生产效率，为食品安全提供保障。因此，我们要加强物联网技术的研究与开发，不断提高物联网技术在农业领域的应用广度与深度，借助信息技术，实现农业产业结构的转型发展。
参考文献：
[1]齐林. 面向可追溯的物联网数据采集与建模方法研究[D].中国农业大学,2014.
[2]熊大红. 基于本体的农业物联网信息智能管理机制研究[D].湖南农业大学,2013.
[3]张伟. 面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究[D].浙江大学,2013.
论文作者:花浩云
论文发表刊物:《科技新时代》2019年4期
论文发表时间:2019/6/18
标签：技术论文; 农业论文; 信息论文; 传感器论文; 射频论文; 领域论文; 农业生产论文; 《科技新时代》2019年4期论文;