農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用領(lǐng)域研究進展

酈君玉 馬驍軒

【摘? ?要】 伴隨5G網(wǎng)絡(luò)的開通、全球信息化的進步，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始大量的應(yīng)用到社會生活中。因此，本人從物聯(lián)網(wǎng)的概念和特點出發(fā)，研究了物聯(lián)網(wǎng)的框架體系，探討了目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展情況，以及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】 體系結(jié)構(gòu);農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用

中圖分類號：S3? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）01-0038-39

1? 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義

當(dāng)下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展直接影響了我國當(dāng)下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了巨大的發(fā)展動力[1]。就農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，不少專家也未能形成比較統(tǒng)一的含義與概念，而借助RFID、感應(yīng)設(shè)備以及視覺獲取終端等工具以收集與感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要運作模式。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最大用途便是在多個渠道實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息可靠傳輸，而且對大量取得的信息予以融合，緊接著經(jīng)由智能化操作完成對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)化控制。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為依靠現(xiàn)代信息科技以及農(nóng)業(yè)技術(shù)的有效結(jié)合，使得農(nóng)業(yè)設(shè)備能夠得到現(xiàn)代項目技術(shù)、信息技術(shù)、生物環(huán)境技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的生產(chǎn)手段，該技術(shù)可以說是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的未來發(fā)展趨勢所在。

2? 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用技術(shù)

2.1? 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)具體運用的一大核心就在于物聯(lián)網(wǎng)框架的研究，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要包括了網(wǎng)絡(luò)層、感知層以及應(yīng)用層等組成部分。并且建立了有實效的結(jié)構(gòu)模型，是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互動作用的重要體現(xiàn)，它的根感知層的作用主要包括了收集感知數(shù)據(jù)，以及保持控制設(shè)備的正常運作。如今，感知層技術(shù)應(yīng)用的突出特征即感應(yīng)設(shè)備技術(shù)以及短距離信息傳輸科技[2]。因為是數(shù)據(jù)采集的終端設(shè)備，應(yīng)用層是借助末梢節(jié)點賴來獲取大量初始數(shù)據(jù)的，經(jīng)由融合分析和計算，給出實際的控制信息，完成針對應(yīng)用功能的操作。

2.2? 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的使用技術(shù)具體涉及到的有：云計算、感應(yīng)技術(shù)、射頻辨別技術(shù)、通信技術(shù)等，另外，融合技術(shù)、納米技術(shù)等也是其輔助技術(shù)。射頻設(shè)別技術(shù)是借助自動識別、無線電信的技術(shù)，它主要是通過射頻信號以辨別分項目標(biāo)，從而收集一些有關(guān)的數(shù)據(jù)信息。傳感技術(shù)是經(jīng)由采集傳感器、傳感節(jié)點等途徑以完成提取數(shù)據(jù)的操作。根據(jù)相應(yīng)的原理規(guī)律使它調(diào)整為一定的電子指令，從而保證物聯(lián)網(wǎng)信號能夠科學(xué)發(fā)放[3]。云計算則是借助配置、動態(tài)部署、服務(wù)，由軟件、處理器、硬件等多個硬件和軟件構(gòu)成的計算系統(tǒng)，針對這些收取的信息進行分析和計算，進而提升對物質(zhì)的感知能力，保證達到智能化控制的效果。通信技術(shù)則是經(jīng)由一臺終端的數(shù)據(jù)信息向另一臺終端予以傳輸?shù)脑O(shè)備，保證數(shù)據(jù)的采集，遠程監(jiān)控等技術(shù)功能的實現(xiàn)。

3? 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及問題

3.1? 建設(shè)方面

因為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大系統(tǒng)主要是以物理建設(shè)為核心而建立的，很多方面的資金投入都用來進行設(shè)備的購置，所以其應(yīng)用的邏輯明顯不足，同時也展現(xiàn)了農(nóng)業(yè)知識的結(jié)合應(yīng)用邏輯也沒有相關(guān)的表現(xiàn)，建立的是一種比較空洞的農(nóng)業(yè)應(yīng)用體系。以工程這一視角來分析，也即通過九成的投入僅解決了一成的問題，損失重大，投入與回報不成正比。所以此模式在現(xiàn)實使用中無法得到進一步的普及。在設(shè)計項目時，只是對功能和用途作了大體上的分析，但是未能結(jié)合實際需求分析其實用性。因此便可能會導(dǎo)致項目創(chuàng)建之后，由于難以應(yīng)對核心問題而導(dǎo)致項目的失敗。希望獲得難以實現(xiàn)的需求，在設(shè)計與實現(xiàn)難以保持一致的條件下在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的多個領(lǐng)域都可能會表現(xiàn)出來。其主要原因在于項目設(shè)計人員未能遵守信息化應(yīng)用的基礎(chǔ)原則。另外，管理上的因素和技術(shù)理解方面的原因也可能直接決定項目的成敗。其中和農(nóng)業(yè)知識融合比較深的應(yīng)用領(lǐng)域項目出現(xiàn)這一問題的頻率明顯更高。最后是使用過程中的風(fēng)險的忽略。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是在信息化應(yīng)用系統(tǒng)中比較重要的一個領(lǐng)域。對其穩(wěn)定性和可靠性提出了嚴(yán)格的規(guī)定。主機和可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺是保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運作的重要因素，出現(xiàn)的任何缺陷都可能會較大的領(lǐng)導(dǎo)對物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。通常而言IT公司必然要承擔(dān)使用的風(fēng)險[4]。

3.2? 基礎(chǔ)條件

因為當(dāng)前針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還未能進行深度的分析，因此有必要對其開展實際的調(diào)查與研究。經(jīng)由對農(nóng)業(yè)公司的工程技術(shù)人員和管理人員的調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義了解的人數(shù)較少，而學(xué)會實際應(yīng)用的人員更少。就農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言如果不從技術(shù)上進行改進，便能以改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。此外，那就是目前對于物聯(lián)網(wǎng)中我國還缺乏主要技術(shù)，令農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的信息化應(yīng)用難以實現(xiàn)。就實際的應(yīng)用這一視角切入，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的同時也開始受到一些其他方面因素的限制。由于與實際的生產(chǎn)過程中對硬件有特別的規(guī)定，以及要對農(nóng)業(yè)知識進行融合和關(guān)于通信和傳感方面基礎(chǔ)設(shè)施等，都是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中比較重要的技術(shù)。當(dāng)中，融合計算農(nóng)業(yè)知識對這一技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了最大的影響，其中還涉及到信息操作的表達形式、模型構(gòu)建和運算等。

如今，我國也十分關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并在這一方面取得了較大的成就，然而仍舊未能充分準(zhǔn)備好實施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用融合計算農(nóng)業(yè)知識的各項工作。如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的很多研究工作未能提出落地的解決方案。另外，物聯(lián)網(wǎng)屬于現(xiàn)代化技術(shù)的產(chǎn)物，假如其難以和農(nóng)業(yè)知識相互結(jié)合，則對應(yīng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題顯得力不從心。關(guān)于這一因素的理解，可以深化我們對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心。

4? 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的研究

4.1? 制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)范框架，以促進農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)，減少其應(yīng)用成本的關(guān)鍵手段。令農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以得到廣泛的應(yīng)用。更加需要從海外發(fā)達國家引入先進的物聯(lián)網(wǎng)管理方面的經(jīng)驗，依據(jù)我國的國情來看，可以讓相關(guān)的學(xué)者進行研究。從物聯(lián)網(wǎng)在我國農(nóng)業(yè)應(yīng)用的實際情況為切入點，編制有關(guān)的體系標(biāo)準(zhǔn)，使我國物聯(lián)網(wǎng)更好的促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利實施。

4.2? 農(nóng)作物質(zhì)量安全

如今，我國食品安全的事故基本上都是因為未能加強監(jiān)管農(nóng)作物。就農(nóng)作物生長及生產(chǎn)加工銷售等都未能建立起相關(guān)的監(jiān)管制度。為有效的減少食品的安全隱患，物聯(lián)網(wǎng)可以借助自身的優(yōu)勢對其生長、加工過程進行嚴(yán)格的監(jiān)管。農(nóng)作物在上市前，應(yīng)裝入電子芯片或者有關(guān)標(biāo)碼，從而更好地管控加工全過程

4.3? 智能化監(jiān)控

出于對農(nóng)業(yè)園區(qū)生態(tài)環(huán)境的全方位監(jiān)測考慮，在園區(qū)內(nèi)安裝了生態(tài)信息無線感應(yīng)設(shè)備等智能調(diào)節(jié)裝置，以便對園區(qū)內(nèi)部的環(huán)境指標(biāo)予以監(jiān)控。根據(jù)生態(tài)環(huán)境參數(shù)的改變以調(diào)節(jié)溫度系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)，在保溫系統(tǒng)予以調(diào)控的整個階段，就土壤濕度進也要開展采集和分析，進而提取到農(nóng)作物生長的最適宜的環(huán)境。并且無線感應(yīng)節(jié)點的使用需和生物數(shù)據(jù)采集手段密切結(jié)合起來，系統(tǒng)感知土壤濕度，同時在與接收設(shè)備相連，調(diào)控灌溉系統(tǒng)的閥門，進而實現(xiàn)灌溉的自動化。這樣便可以降低資源的浪費，以及在互聯(lián)網(wǎng)條件下農(nóng)作物得到成長。

4.4? 信息檢測

信息監(jiān)測不僅能夠?qū)崟r掌握農(nóng)作物的土壤酸堿度、害蟲數(shù)量及施肥情況等有關(guān)參數(shù)，而且還可以掌握從種子篩選、幼苗培育、害蟲防治到進入倉庫等整個過程。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的監(jiān)控領(lǐng)域還可以得到擴展，甚至信息的監(jiān)測可以擴大至農(nóng)作物加工、物流運輸?shù)确矫妗?/p>

5? 結(jié)語

如今，我國在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用還存在一些問題，技術(shù)還不是很成熟。這離不開專家學(xué)者的深入研究，以及當(dāng)?shù)卣畣挝坏拇罅χС郑瑢⑥r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用快速推進，進而全面規(guī)劃。通過這樣，便能夠有效的升級我國的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及解決農(nóng)業(yè)領(lǐng)域方面的問題，以調(diào)到農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)戶主動的參與到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用上來，為我國農(nóng)業(yè)早日實現(xiàn)現(xiàn)代化作出貢獻。

參考文獻：

[1] 齊曉松，趙銘，宋志碩，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)場環(huán)境檢測與控制系統(tǒng)[J]. 河南科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，47（04）：53-61.

[2] 岳宇君，岳雪峰，仲云云.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究進展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2019，21（04）：79-87.

[3] 周鵬，田維平.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].計算機時代，2018（09）：17-20.

[4] 吳文靜.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用領(lǐng)域研究進展[J].南方農(nóng)業(yè)，2018，12（18）：174-175.

（編輯：李曉琳）