物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

彭求明

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件工程學(xué)院 湖北武漢 430074）

我國一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，自古以來農(nóng)業(yè)都是國家發(fā)展的根本，在新時代背景下農(nóng)業(yè)也是發(fā)展最主要的根本，其自身所起到的價值和意義都是較明顯的。尤其是我國信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也有著較大的意義。針對這一特點(diǎn)，我國農(nóng)業(yè)需要積極應(yīng)對時代發(fā)展做出變革，做出轉(zhuǎn)型和升級?？萍荚谏a(chǎn)過程中所起到的效果明顯，首先需要認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)，從而有效應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡要介紹

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上的一類智能化、自動化技術(shù)，所起到的價值和意義較明顯，具體指的就是物與物之間的聯(lián)動和連網(wǎng)，互相聯(lián)系、彼此促進(jìn)功能性的提高。物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)仍然是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是相關(guān)技術(shù)的一個拓展和延伸。這樣的技術(shù)所起到的價值和意義是較明顯的，與其他技術(shù)不同之處在于，此類技術(shù)更多會涉及實(shí)體，涉及諸多線下內(nèi)容，是建立在線上線下彼此之間聯(lián)動和聯(lián)系的。一般整體體系可以分為三個層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。這三個層次彼此交互，且呈現(xiàn)一個漸進(jìn)的形式，其中感知層為最底層，也是最為基礎(chǔ)一層，主要通過物體識別和掃描等，獲取物體的信息，并將信息傳遞給上層設(shè)備進(jìn)行處理。而網(wǎng)絡(luò)層主要起到的作用就是將設(shè)備和信息、數(shù)據(jù)傳遞等進(jìn)行一定聯(lián)動，將數(shù)據(jù)進(jìn)行互動交流和處理，最終獲得一個結(jié)果，起到一個中轉(zhuǎn)的效果。而最終的應(yīng)用層，則是進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)配，達(dá)到一個智能化、自動化的目的，滿足用戶的實(shí)際需求，優(yōu)化最終應(yīng)用效果。

總的來說，此類技術(shù)相對較為成熟，應(yīng)用過程中也具備著較強(qiáng)的邏輯性和條理性，所起到的價值和意義也較明顯，能夠滿足用戶不同個性化和智能化等多方面的需求。在實(shí)際應(yīng)用過程中，此類技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也具備明顯的不同之處，所起到的功能和效果也存在差異。

2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 監(jiān)控功能應(yīng)用

監(jiān)控功能應(yīng)用主要是依托了無線傳感器，進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)督，對農(nóng)田現(xiàn)有的溫度、濕度、光纖強(qiáng)度等進(jìn)行一定觀察，從而遠(yuǎn)程進(jìn)行控制農(nóng)田現(xiàn)有環(huán)境等多方面情況。在實(shí)際操作過程中，主要是由傳感器支持，聯(lián)動網(wǎng)絡(luò)層面，最終反饋到用戶端。這一過程控制效果相對較為可觀，可以發(fā)現(xiàn)外在溫度具體變化，明確環(huán)境變化對農(nóng)田所帶來的影響，從而結(jié)合農(nóng)田作物成長所需各類元素，進(jìn)行相關(guān)控制，充分令農(nóng)作物的生長全過程進(jìn)行自動化控制。

2.2 監(jiān)測功能應(yīng)用

監(jiān)測功能一般來說都是利用RFID電子標(biāo)簽來建立一個安全體系，從生產(chǎn)到銷售、食用等全環(huán)節(jié)，都利用標(biāo)簽進(jìn)行相關(guān)管理，從而有效實(shí)現(xiàn)全過程控制，實(shí)現(xiàn)一個有效的安全方面應(yīng)用。而通過相關(guān)技術(shù)應(yīng)用之后，整體安全性及安全效果也相對較為可觀一些，對于農(nóng)作物生產(chǎn)銷售全過程也可以充分有效保障，在擁有數(shù)量與銷量同時，也可以更加擁有質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)價值，提升各類產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的附加價值等多方面情況，有效優(yōu)化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.3 圖像視頻監(jiān)控功能

圖像視頻監(jiān)控主要是進(jìn)行實(shí)時動態(tài)的耕地、作物、土壤等多方面的控制，借助多元化的手段和多層次的方法進(jìn)行一定調(diào)節(jié)和調(diào)整，建立在多維信息基礎(chǔ)之上，利用各類控制手段之后，可以確保相關(guān)環(huán)境處于一個最佳狀態(tài)。而在這一過程中，環(huán)境數(shù)據(jù)等也會生成一定的歷史，進(jìn)而建立一個完整的數(shù)據(jù)模型，根據(jù)實(shí)際情況來反饋與調(diào)整相關(guān)參數(shù)，輔助進(jìn)行相關(guān)決策。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在實(shí)際應(yīng)用中，此類系統(tǒng)及技術(shù)所起到價值相對明顯，而一般來說具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則可以包括信息采集器、智能網(wǎng)關(guān)、監(jiān)督裝備和自動調(diào)控設(shè)施等，這些都是此類系統(tǒng)架構(gòu)最基本組成。一般采集器等屬于感應(yīng)層，即將環(huán)境等相關(guān)內(nèi)容收集到其中，將信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，依托于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，接入到網(wǎng)絡(luò)層并轉(zhuǎn)為電磁波，傳輸?shù)礁黝悈f(xié)調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)層中。而智能網(wǎng)關(guān)則實(shí)施對信息進(jìn)行全方位的處理和運(yùn)作，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸至監(jiān)督中心進(jìn)行解析保存等，最終傳導(dǎo)自動控制器，進(jìn)行現(xiàn)場控制。而另外實(shí)際操作時，現(xiàn)場畫面等也可以傳輸至控制中心，進(jìn)行可視化監(jiān)控。

3.2 感知層闡述

在感知層中，一般包括了傳感器、RFID設(shè)備和視頻監(jiān)控設(shè)備等，其自身所起到的價值和意義主要是一個監(jiān)控、接收，并根據(jù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)，傳送至對應(yīng)的智能網(wǎng)關(guān)，從而起到一個實(shí)時數(shù)據(jù)收集的作用。在操作時，所有原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理傳遞到上層，上層則進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后輔助進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的決策，感知層是最底層、最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵一部分內(nèi)容。

3.3 網(wǎng)絡(luò)層闡述

網(wǎng)絡(luò)層主要是依托了 WLAN、CDMA和 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行一定融合，具體實(shí)際應(yīng)用的過程中，也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)方面的設(shè)定，從而進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)際操作。通過各類數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換與交互之后，整體網(wǎng)絡(luò)能動性也可以得到顯著的提高，將感知到的生產(chǎn)信息進(jìn)行無障礙、快速、快捷、安全地傳送到相關(guān)控制中心，可以更好地優(yōu)化最終決策效果。

3.4 應(yīng)用層闡述

應(yīng)用層是框架體系中的最高層，也是面向終端用戶的層面，可以結(jié)合實(shí)際種植物和農(nóng)田特點(diǎn)的特異性需求進(jìn)行一定調(diào)整，實(shí)施全過程自動化、智能化的管控，可以用于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)產(chǎn)品交流、流通過程的信息資源共享。這一層面具體包括較多應(yīng)用系統(tǒng)，可以針對不同階段及生產(chǎn)過程，采取針對性措施，合理進(jìn)行加強(qiáng)、完善和提高，實(shí)現(xiàn)對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、過程與疾病、病蟲害的有效監(jiān)控與防治。

4 應(yīng)用分析

4.1 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中有諸多質(zhì)量方面的影響因素，而通過相關(guān)技術(shù)與智慧農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用之后，可以充分將田地信息傳遞到管理人員，建立農(nóng)田、用戶之間的彼此聯(lián)系和聯(lián)動，這樣一來也可以輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加健康穩(wěn)定。由于農(nóng)田面積較大，通過此類技術(shù)應(yīng)用之后，整體操作效果也可以得到有效保障，也可以規(guī)避常見的不安全因素，避免出現(xiàn)自然災(zāi)害、病蟲害得不到關(guān)注和重視的現(xiàn)象。及時有效的預(yù)警，有助于輔助用戶盡早采取針對性的措施，且通過智能化處理，也可以對農(nóng)業(yè)自動化程度等情況進(jìn)行一定優(yōu)化，管理精準(zhǔn)度也有所提升。

4.2 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)管理

智慧管理這一名詞對于人們來說并不陌生，相關(guān)管理可以明顯提升農(nóng)業(yè)管理水準(zhǔn)和水平，借助傳感器可以對農(nóng)田環(huán)境和生態(tài)進(jìn)行一定監(jiān)控，并提供精準(zhǔn)有效的管理依據(jù)等情況。這樣一來，一方面有助于生產(chǎn)活動的優(yōu)化，另外一方面全過程管理也可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品附加價值的提升。

4.3 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)監(jiān)督

農(nóng)業(yè)監(jiān)督是生產(chǎn)之后的流動、流通環(huán)節(jié)相對關(guān)鍵一部分內(nèi)容，運(yùn)用電子標(biāo)簽和條碼等形式，智慧農(nóng)業(yè)的末端并非是生產(chǎn)結(jié)束后，而是貫穿了生產(chǎn)全過程、全階段，一直到銷售和食用加工為止。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持之下，能夠完成產(chǎn)品質(zhì)量的全過程追溯，優(yōu)化最終質(zhì)量效果，實(shí)現(xiàn)即時監(jiān)控等多方面情況，滿足數(shù)字化管理的需求。

5 小結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價值和意義較明顯，所起到的效果也較突出。針對這一特點(diǎn)，要明確智慧農(nóng)業(yè)三個層次的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，明確在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理與監(jiān)督方面的應(yīng)用，以優(yōu)化應(yīng)用效果。