農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究

符少華

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)代信息技術(shù)新的發(fā)展方向，使用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人類可以更加精細(xì)地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)力水平和資源利用率。設(shè)施農(nóng)業(yè)是由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化集約型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的有效方式，而我國設(shè)施農(nóng)業(yè)水平相比國外先進(jìn)國家仍存在很大差距。本文針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用趨勢和發(fā)展對策做了較為深入的討論，分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化管理、農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等4個方面的應(yīng)用優(yōu)勢，以及在設(shè)施農(nóng)業(yè)中發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的對策和建議。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) ；設(shè)施農(nóng)業(yè) ；趨勢 ；對策

中圖分類號 S126

Research on the Application of the Agricultural Internet of Things in the Facilities Agriculture

FU Shaohua

（Agricultural Machinery Appraisal and Extension Station of Hainan， Haikou， Hainan 571100）

Abstract The internet of things was a new direction of the development of modern information technology. By agricultural internet of things， people could make more meticulous agricultural production， improve the productivity level and the utilization of resources. Facility agriculture was an effective way to change traditional agriculture into modern intensive agriculture， there was still a big gap in the level of facilities agriculture in China and abroad. In this paper， the application trend and development countermeasures of the IOT technology in the facilities agriculture were discussed， the advantages of fine management of agricultural production， the monitoring and utilization of agricultural resources， the source of the safety of agricultural products and the monitoring of the agricultural ecological environment were analyzed， the countermeasures and suggestions for developing agricultural internet of things in the facilities agriculture were put forward.

Key words Internet of things ； facilities agriculture ； trend ； countermeasures

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展趨勢

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是通過智能傳感器、射頻識別（RFID）、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感等信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)和其他基于物-物通信模式（M2M）的短距無線自組織網(wǎng)絡(luò)，按照約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)[1]。相當(dāng)于物物相連（Machine to Machine）的互聯(lián)網(wǎng)，所以說物聯(lián)網(wǎng)的核心所在仍然是互聯(lián)網(wǎng)，用互聯(lián)網(wǎng)把“物”連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，是發(fā)展的一大趨勢，具有較高的研究價值。

物聯(lián)網(wǎng)主要有3個部分：一部分是傳感器網(wǎng)絡(luò)，是指包括RFID、條形碼、傳感器等設(shè)備在內(nèi)的傳感網(wǎng)，可以完成信息的感應(yīng)、識別以及采集；二部分是數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)來自傳感網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)信息傳遞，且不受距離限制。三部分是信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，可以完成數(shù)據(jù)處理，并為人類提供優(yōu)化處理方案[2]。三者相互配合，使物聯(lián)網(wǎng)具有全方位采集信息、實時有效傳遞數(shù)據(jù)、分析優(yōu)化信息等特性。

1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的重要分支之一，許多國家和地區(qū)都逐步加大對物聯(lián)網(wǎng)的研究投入，我國也十分重視物聯(lián)網(wǎng)的研究工作。我國在多個領(lǐng)域開展物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的研究已經(jīng)取得了一些成果，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以把信息自動采集模塊集成到灌溉系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)或者農(nóng)業(yè)機(jī)械等各種設(shè)施設(shè)備中，通過信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，將采集到的信息傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，通過對海量數(shù)據(jù)的智能化分析，計算出優(yōu)化處理方案，并發(fā)出指令遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)智能化管理。通過上述方式，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化管理，有效提高資源利用率，推動生產(chǎn)力水平的提高，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展[3]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的案例有：利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行農(nóng)作物生長信息采集、傳輸和控制管理，用其采集動物和植物的環(huán)境信息，并根據(jù)采集的信息進(jìn)行智能化分析，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，進(jìn)行實時遠(yuǎn)程控制，為農(nóng)作物和畜禽水產(chǎn)提供適宜的生長環(huán)境，進(jìn)而提高谷物和畜禽水產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量的質(zhì)量。傳感器設(shè)備也可以應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品物流產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)精細(xì)作業(yè)機(jī)具產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)自動識別技術(shù)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)無人駕駛機(jī)具產(chǎn)業(yè)等。

2 設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

設(shè)施農(nóng)業(yè)是通過實施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程、機(jī)械技術(shù)和管理技術(shù)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)包括農(nóng)副產(chǎn)品的貯藏保鮮提供相對可控制的最適宜的溫度、濕度、農(nóng)藥、肥料和水資源等環(huán)境條件[3]，充分發(fā)揮水資源、土壤資源和生物潛能，減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)生中勞動力的使用，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然環(huán)境的依賴性，利用有限的土地，生產(chǎn)出高產(chǎn)量、品質(zhì)優(yōu)的農(nóng)副產(chǎn)品的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。設(shè)施農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的一次創(chuàng)新，是改變落后傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的有效措施，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)業(yè)智能化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。

雖然我國在設(shè)施農(nóng)業(yè)方面已經(jīng)取得了一些成果，但是與發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的不足。例如平均單位產(chǎn)量比發(fā)達(dá)國家低30 %，單位產(chǎn)量成本比發(fā)達(dá)國家高百分之50 %[4]。超標(biāo)準(zhǔn)使用化肥，造成我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)低于國外發(fā)達(dá)國家水平[5]。現(xiàn)代信息技術(shù)的日趨成熟，給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，我國傳統(tǒng)低效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式將逐步改變，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備水平將穩(wěn)步提升，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量將逐步提高。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用趨勢

21世紀(jì)以來，我國逐步開展農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究，也取得了一些成果。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與控制、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化管理、農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管與溯源等領(lǐng)域?qū)⒕哂休^多的應(yīng)用[6]。

3.1 農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用

利用傳感技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境資源信息的自動采集；利用GPS定位技術(shù)，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的定位；利用數(shù)據(jù)的無線傳輸技術(shù)，完成農(nóng)業(yè)環(huán)境資源信息的傳輸；GIS（Geographic Information Systems，地理信息系統(tǒng)）技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的規(guī)劃管理等。

3.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與控制

將傳感器技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等高科技手段創(chuàng)新融合，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)，實時采集農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境信息，例如溫度、濕度、光照、水肥、空氣等環(huán)境條件，并通過優(yōu)化算法，對采集到的信息進(jìn)行運(yùn)算分析，綜合得出合理的控制方案，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程智能化控制。

3.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化管理

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化管理方面應(yīng)用廣泛，例如節(jié)水灌溉自動化控制、水肥一體化控制、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境條件信息監(jiān)測、畜禽水產(chǎn)精細(xì)化養(yǎng)殖監(jiān)測與控制等。此外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可運(yùn)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集與傳輸，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)運(yùn)算出合理的控制方案，進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)控。

3.4 農(nóng)產(chǎn)品安全溯源

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在識別動物編碼、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地信息及農(nóng)產(chǎn)品物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢，運(yùn)用該技術(shù)能利用RFID技術(shù)追本溯源，快速確定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題所在。我國多個機(jī)構(gòu)開展農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)研究，開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品流通體系監(jiān)管系統(tǒng)，力爭提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

4 對策與建議

4.1 規(guī)劃先行

根據(jù)發(fā)展要求，制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃，確定階段性發(fā)展目標(biāo)，做好年度發(fā)展計劃。同時，根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境特點與優(yōu)勢，結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約利用，因地制宜確定設(shè)施農(nóng)業(yè)中農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域與規(guī)模。

4.2 政策導(dǎo)向與市場取向相結(jié)合

利用政策導(dǎo)向作用同時不能忽略市場資源配置的基礎(chǔ)性作用。把握好市場需求變化趨勢，充分發(fā)揮各類市場主體在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的作用，重視經(jīng)濟(jì)效益，同時不能忽視社會效益、生態(tài)效益。正確處理好眼前利益與長遠(yuǎn)利益的關(guān)系，一切工作以“三農(nóng)”為出發(fā)點，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村增綠。

4.3 因地制宜與平衡發(fā)展相結(jié)合

因地制宜發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)類型，充分調(diào)研當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)民意愿，發(fā)展適合本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成區(qū)域特色。突出典型，利用示范現(xiàn)場會的形式發(fā)揮典型代表的示范帶動作用，促進(jìn)地區(qū)平衡發(fā)展。

4.4 重點突破與整體推進(jìn)相結(jié)合

加大設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)重點項目的投資力度，集中優(yōu)勢資源加快設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，努力提高農(nóng)業(yè)智能化水平。發(fā)揮市場資源配置作用，整體推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)，甚至整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源利用率的穩(wěn)步提高。

5 結(jié)語

實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，是黨的十九大做出的重大決策部署，也是決勝全面建設(shè)小康社會、全面建設(shè)社會主義國家的重大歷史任務(wù)。農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村增綠是新農(nóng)村建設(shè)的出發(fā)點和立足點。充分發(fā)揮設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)農(nóng)田基本信息的智能化感知，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的信息化水平，發(fā)展“高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綠色”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，對促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興，具有十分重大的意義。

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