淺談物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)聯(lián)性

歐海波

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南衡陽(yáng) 421002）

1 概述

農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)是指突破了原始農(nóng)業(yè)方法，采用多種機(jī)械設(shè)備完成各種農(nóng)業(yè)活動(dòng)的技術(shù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)電技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，設(shè)備一體化和技術(shù)一體化程度不斷加深。具體表現(xiàn)為各種設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和線路進(jìn)行連接，可以根據(jù)不同的自然環(huán)境和天氣條件進(jìn)行灌溉等行為。但是，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品一體化技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)產(chǎn)生了一定的問(wèn)題和弊端。例如，在傳統(tǒng)的自動(dòng)灌溉設(shè)備中，需要相關(guān)機(jī)器設(shè)備自動(dòng)科學(xué)的選擇進(jìn)行灌溉的時(shí)間，并且按照土地狀況以及農(nóng)作物實(shí)際情況調(diào)整灌溉量，但是在對(duì)上述要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)設(shè)備和灌溉設(shè)備之間通信性能不佳，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)延誤灌溉時(shí)機(jī)或灌溉量控制不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因?yàn)楦鞣N設(shè)備之間無(wú)法有效銜接和配合，協(xié)同工作能力不強(qiáng)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種“物物相連”技術(shù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)作為連接的媒介，將所有需要連接在一起的設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的協(xié)同工作。在近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是移動(dòng)通信5G 時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在發(fā)揮著更大的作用，引發(fā)更為深刻的變革。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)電技術(shù)有限結(jié)合可以進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備的工作效率，兩者結(jié)合可以更好的助力農(nóng)村地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)聯(lián)性

2.1 關(guān)聯(lián)的信息采集

目前我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)各種技術(shù)以及設(shè)備的要求越來(lái)越高。有的地區(qū)單一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，無(wú)法進(jìn)一步提升部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。因此，需要將各種農(nóng)業(yè)機(jī)械及設(shè)備進(jìn)行有效整合和連接，使所有機(jī)器設(shè)備成為一個(gè)有機(jī)整體，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，這就對(duì)相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r提出了更高的要求。具體而言，各種農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備都要依托一定的信息基礎(chǔ)才能夠正常運(yùn)行，因此信息采集成為整個(gè)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)械系統(tǒng)中的重要組成部分和基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。例如在新型灌溉技術(shù)及其設(shè)備中，如果想要實(shí)現(xiàn)科學(xué)、及時(shí)灌溉，就必須能夠采集降雨量信息、周邊環(huán)境溫度信息、土壤狀態(tài)信息以及陽(yáng)光照射時(shí)長(zhǎng)及強(qiáng)度信息。上述多種信息無(wú)法通過(guò)新型灌溉設(shè)備這一種設(shè)備完成，并且以上設(shè)備往往需要多點(diǎn)布局，在多個(gè)位置上對(duì)上述信息進(jìn)行采樣和分析。因此，如果成功實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間的有效連接，并且可以使每一個(gè)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享成為必須要解決的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)的介入可以有效改善目前存在的設(shè)備之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效連接的問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有通信迅速高效的特點(diǎn)，具體運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備中的表現(xiàn)具體詳述如下。例如在農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉設(shè)備中，降雨量采集設(shè)備等多種信息采集設(shè)備將采集到的豐富的環(huán)境信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳輸至中樞管理系統(tǒng)。其后，通過(guò)中樞管理系統(tǒng)將各個(gè)信息采集器采集到的信息進(jìn)行分析和判斷，計(jì)算出當(dāng)前應(yīng)當(dāng)予以灌溉的水平，繼而控制灌溉設(shè)備科學(xué)合理的進(jìn)行灌溉活動(dòng)。因此，在信息采集的過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備有著較高的關(guān)聯(lián)性。

2.2 關(guān)聯(lián)的信息分析

在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化的過(guò)程中，對(duì)于農(nóng)業(yè)相關(guān)信息的分析處理工作是決定農(nóng)業(yè)自動(dòng)化活動(dòng)開展是否科學(xué)和有效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果對(duì)于農(nóng)業(yè)相關(guān)信息處理和分析正確，就會(huì)使農(nóng)業(yè)活動(dòng)保持科學(xué)化，可以提升所種植的農(nóng)作物的產(chǎn)量，如果不能正確分析農(nóng)業(yè)信息，在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化背景下將會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的不利后果。具體而言，農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備需要根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)性和環(huán)境要求進(jìn)行農(nóng)業(yè)自動(dòng)化操作。因此，就需要特定的設(shè)備為自動(dòng)化終端提供基礎(chǔ)信息支持，在提供基礎(chǔ)信息后，還需要通過(guò)分析設(shè)備進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備終端的操作與控制。在此過(guò)程中，對(duì)于信息的分析和整理工作就必須依托物聯(lián)網(wǎng)完成，在目前的技術(shù)條件下，只有依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能在大范圍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的中使得信息的分析和整理工作保持高效和正確。

2.3 關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)控制

在目前的農(nóng)業(yè)機(jī)電自動(dòng)化體系中，其所涵蓋的設(shè)備種類和設(shè)備數(shù)量都在逐年增加，增強(qiáng)的機(jī)電設(shè)備可以為整個(gè)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化體系提供更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息幫助，也可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高。就目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)電的體系化運(yùn)用而言，存在的一個(gè)重要問(wèn)題即各個(gè)設(shè)備間的控制能力不夠高效。目前對(duì)于各個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)電終端的控制還停留在較為初級(jí)的自動(dòng)化階段或人工控制階段，但是這兩種控制方式都不利于農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的進(jìn)一步的發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)電相關(guān)設(shè)備的有效關(guān)聯(lián)中，對(duì)于整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)體系將有較大的控制能力。除此之外，由于農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備都將介入物聯(lián)網(wǎng)體系中，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化程度將有所提升。

3 物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化結(jié)合運(yùn)用的方法

3.1 物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備協(xié)同工作的體系搭建

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備都需要接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。在該系統(tǒng)框架中，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要做出前瞻性考慮。原因在于，接入農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備種類和數(shù)量將越來(lái)越多，無(wú)法避免在未來(lái)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中仍然有新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)接入該平臺(tái)。因此，在系統(tǒng)搭建的過(guò)程中，要保持連接端口在一定程度上進(jìn)行開放，以保證未來(lái)的新型設(shè)備可以順利接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

在系統(tǒng)框架的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步細(xì)分為若干個(gè)模塊。首先，需要在系統(tǒng)框架搭建的過(guò)程中加入信息采集模塊。對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，最重要也是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是信息采集環(huán)節(jié)。每一種農(nóng)作物都有其適宜的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)條件，只有在一定溫度、濕度、光照等條件下，特定的農(nóng)作物才能生長(zhǎng)，超過(guò)一定的條件農(nóng)作物就會(huì)逐漸死亡。因此，在大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，信息采集活動(dòng)極為重要。在信息采集模塊中，需要加入各種環(huán)境傳感器，例如溫度傳感器、濕度傳感器等設(shè)備，為信息采集工作的提供的高效的設(shè)備保障和技術(shù)支持。在信息采集模塊中，還要對(duì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全的特殊天氣狀況采集，避免農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者產(chǎn)生較大的損失。其次，在該系統(tǒng)框架中還需要加入的信息分析模塊。系統(tǒng)框架中的信息分析模塊的主要作用是對(duì)信息采集模塊采集到的信息進(jìn)行處理和分析。在具體的工作流程方面，各個(gè)信息采集設(shè)備將特定的環(huán)境信息采集完畢后，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將各類信息匯集到信息分析和處理模塊，該模塊根據(jù)該區(qū)域內(nèi)目前種植的農(nóng)作物進(jìn)行分析和判斷，并且對(duì)終端設(shè)備發(fā)出指令進(jìn)行相應(yīng)的活動(dòng)。最后，在系統(tǒng)框架中還應(yīng)當(dāng)具備終端農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備。農(nóng)業(yè)終端機(jī)電設(shè)備的主要作用是接收物聯(lián)網(wǎng)中樞控制系統(tǒng)傳輸?shù)闹噶钚畔?，根?jù)指令信息的要求完成相應(yīng)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化動(dòng)作。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)融合

在整個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備體系中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介入后，必然需要運(yùn)用到更加先進(jìn)的技術(shù)才能完成農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的一系列相關(guān)動(dòng)作。例如，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)可以完成對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析工作，通過(guò)與特定農(nóng)作物環(huán)境要求相匹配，實(shí)現(xiàn)高效化工作。除此之外，還可以依托大數(shù)據(jù)研究技術(shù)及設(shè)備對(duì)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)下的農(nóng)作物產(chǎn)量與環(huán)境信息進(jìn)行分析和整理，通過(guò)計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化流程的優(yōu)化，促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量的進(jìn)一步增加。

3.3 實(shí)時(shí)技術(shù)優(yōu)化

農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)活動(dòng)以及農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化進(jìn)程必須要在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行完善和優(yōu)化。要根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題對(duì)于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)實(shí)踐中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。例如，通過(guò)一段時(shí)間的具體應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化灌溉設(shè)備中可以監(jiān)測(cè)實(shí)際灌溉量和預(yù)計(jì)灌溉量是否存在差異等問(wèn)題，如果出現(xiàn)實(shí)際灌溉量和預(yù)計(jì)灌溉量不匹配的情況要及時(shí)進(jìn)行修正或調(diào)整，以保證農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)活動(dòng)的高效開展。

4 小結(jié)

近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)進(jìn)行了有效應(yīng)用和推廣，并且和多項(xiàng)原有技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，提升了原有技術(shù)的應(yīng)用能力和水平。在農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入可以進(jìn)一步提升系統(tǒng)工作能力，提升我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平，助力我國(guó)農(nóng)村第一產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。