物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

趙力行

物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后再一次掀起研究熱潮的信息技術(shù)，它能夠通過(guò)傳感器設(shè)備、通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、定位系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)任意物物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，極大推動(dòng)我國(guó)信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，為人民的生活帶來(lái)便利和安全保證。它以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，能夠連接人類(lèi)與任意機(jī)器，實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)物體之間的連接，能夠極大的利用各類(lèi)資源與信息。

物聯(lián)網(wǎng)自1999年首次由麻省理工大學(xué)教授首次提出，其后便引起各國(guó)科研專(zhuān)家的廣泛關(guān)注。最初的物聯(lián)網(wǎng)概念較為簡(jiǎn)單，利用智能識(shí)別與目標(biāo)定位裝置實(shí)現(xiàn)鞋子、書(shū)籍等較小物體的識(shí)別與管理，通過(guò)微小的智能監(jiān)控裝置了解物體的各項(xiàng)信息。隨后，較為全面的物聯(lián)網(wǎng)概念被提出。它被認(rèn)為是能夠?qū)崿F(xiàn)任意地點(diǎn)、任意時(shí)間、任意兩個(gè)物體之間的連接，通過(guò)安裝傳感器設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的巨大網(wǎng)絡(luò)。將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于我們農(nóng)業(yè)發(fā)展必將起到極大的促進(jìn)作用。

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念及特征

物聯(lián)網(wǎng)是指遵守協(xié)議規(guī)定的前提下，通過(guò)一系列智能設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)任意物品與互聯(lián)網(wǎng)的連接，能夠?qū)崿F(xiàn)信息傳輸、物品的定位與識(shí)別監(jiān)控等功能，是互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)展。在這一概念自從問(wèn)世，就得到各行各業(yè)專(zhuān)家的極大重視。現(xiàn)有的通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)人與人之間便捷的實(shí)時(shí)交流，那么物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)的是物與人、物與物之間的交流。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠引領(lǐng)大家走入萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)不再像互聯(lián)網(wǎng)那樣簡(jiǎn)單，其對(duì)象也不僅僅是人，而是人或任意物體。物聯(lián)網(wǎng)的特征可總結(jié)為信息感知、傳輸與信息的處理三個(gè)。信息感知是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用傳感器設(shè)備或射頻設(shè)備等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。這種數(shù)據(jù)獲取手段不受任何物體本身和周?chē)h(huán)境的限制，能夠在需要時(shí)在任意地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。信息傳輸是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和資源共享。信息處理是指利用現(xiàn)在先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和算法實(shí)現(xiàn)獲取數(shù)據(jù)的處理與分析，自動(dòng)化生成控制命令，根據(jù)數(shù)據(jù)生成可靠性決策。

二、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要多種技術(shù)的支撐，先將其關(guān)鍵技術(shù)介紹如下，主要包含智能感知技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、通信技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)。

1、智能感知技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)的獲取與物體的感知。沒(méi)有感知技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。感知技術(shù)是使機(jī)器能夠像人類(lèi)一樣具有識(shí)別物體的能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最一開(kāi)始利用RFID識(shí)別，之后發(fā)展到利用二維碼、傳感器設(shè)備等實(shí)現(xiàn)識(shí)別。識(shí)別技術(shù)能夠使物體像人一樣理解周?chē)h(huán)境。隨著嵌入式設(shè)備的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要利用嵌入式設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，并通過(guò)算法移植，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)感知能力。其次，先進(jìn)的傳感器技術(shù)也可作為物聯(lián)網(wǎng)的感知端，可以利用溫度傳感器、壓力傳感器等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，更先進(jìn)的傳感器技術(shù)如電子皮膚，能夠像人類(lèi)皮膚一樣柔軟，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。綜上，傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知能力的基礎(chǔ)。

2、信號(hào)處理技術(shù)

信號(hào)處理是指采集完數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行分析，為下一步?jīng)Q策提高基礎(chǔ)。信號(hào)處理技術(shù)包含信號(hào)的接收、抗噪和濾波等。信號(hào)在物理世界傳輸時(shí)會(huì)受到環(huán)境中多種噪聲的干擾，很有可能淹沒(méi)在噪聲中，信號(hào)傳輸過(guò)程中的干擾可能會(huì)使接收端接收到錯(cuò)誤信號(hào)，這時(shí)需要利用信號(hào)復(fù)原技術(shù)和解碼技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的準(zhǔn)確接收。信號(hào)處理算法可以在分節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)，也可以在基站端實(shí)現(xiàn)。一般的信號(hào)處理算法都分布在節(jié)點(diǎn)中，因?yàn)檫@樣可以避免信號(hào)再次傳輸，減少資源的浪費(fèi)，但是由于節(jié)點(diǎn)本身存儲(chǔ)資源有限，計(jì)算成本相對(duì)較高，較為復(fù)雜的信號(hào)處理算法還是需要在基站端統(tǒng)一運(yùn)行的。

3、通信技術(shù)

通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中信息的傳輸與共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合使用有線網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線局域網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。其有線網(wǎng)絡(luò)主要以光纖為主，光纖較之前的同軸電纜相比傳輸速度極快、部署簡(jiǎn)單，已經(jīng)逐漸代替了原來(lái)的電纜。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，視頻共享不再只是空想，原來(lái)的4G技術(shù)雖然已經(jīng)具有較快的傳輸速度，但5G時(shí)代的來(lái)臨毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)在幾乎每家每戶都有自己的無(wú)線局域網(wǎng)，WIFI已經(jīng)伴隨在人們生活的各個(gè)方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用WIFI能夠?qū)崿F(xiàn)智能家居，現(xiàn)在的生活因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)更加便利有趣，當(dāng)人們工作疲憊回到加中，只需簡(jiǎn)單的說(shuō)一句打開(kāi)空調(diào)和電視，智能家居設(shè)備便能自動(dòng)打開(kāi)設(shè)備。除此之外， 藍(lán)牙也可作為物聯(lián)網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)之一，藍(lán)牙傳輸速度塊，適合物體與物體距離較近時(shí)使用。

三、 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)方面的運(yùn)用

現(xiàn)階段，我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品不論出口方面，還是進(jìn)口方面都已經(jīng)形成規(guī)模，為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，加速現(xiàn)代化進(jìn)程，需要將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)發(fā)展之中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加深，建立智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)集成、遠(yuǎn)程通訊、生產(chǎn)指導(dǎo)、環(huán)保作業(yè)、電子展示等多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同作業(yè)。在農(nóng)業(yè)貿(mào)易中，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物流可控、交易可控，保證農(nóng)業(yè)發(fā)展的剛性需要，讓物聯(lián)網(wǎng)便利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，交易過(guò)程中，流轉(zhuǎn)過(guò)程中，助力農(nóng)業(yè)發(fā)展。

總之，我國(guó)正處于信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然已經(jīng)出現(xiàn)在人類(lèi)生活的各方各面，但研究沒(méi)有結(jié)束，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還需要進(jìn)一步完善與豐富。物聯(lián)網(wǎng)不僅可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，還能用于軍事等領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)槿藗兊纳顜?lái)便利，我們更應(yīng)該不負(fù)使命，潛心科研。物聯(lián)網(wǎng)所涉及的技術(shù)較多，其發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)的信息化產(chǎn)業(yè)建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展起到極大促進(jìn)作用，讓我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展與世界接軌。

（作者單位：434020長(zhǎng)江大學(xué)文理學(xué)院）