农业物联网技术的应用与发展

农业物联网技术的应用与发展
心电电极作者:田凯程
来源:《广东蚕业》 2021年第2期
    DOI:10.3969/j.issn.2095-1205.2021.02.37
    田凯程
    (太原学院智能与自动化系 山西太原 030032)
    作者简介:田凯程(1998- ),男,山西晋中人,本科在读,研究方向:物联网工程。化学之歌
    摘 要 加强物联网技术在农业中的应用,提高农业精准化水平,可以帮助农业由传统农业向智慧农业转型。文章对物联网技术在农业生产中的应用进行了分析,指出了农业物联网技术的创新发展趋势,旨在为农业物联网的可持续发展提供借鉴参考。
    关键词 物联网技术;农业;智慧农业;现代农业;创新发展
    中图分类号:s126 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2021)02-76-02 
    中共中央、国务院在2018年印发的《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》中指出,要大力发展数字农业,实施“互联网+现代农业”的智慧农业工程,加强农业领域中物联网技术的应用;在实施“四化同步”发展战略的背景下,积极推进农业物联网的应用发展。近年来,国家与地方政府对农业物联网工作的开展逐渐重视,国家发改委与农业农村部等也在我国各地针对田间作物、设施种植、农机监测、农产品追溯等农业领域,启动了一系列农业物联网应用示范项目,为推动现代农业发展发挥了十分积极的作用。传统农业在种植生产期间需要农户对在培育养护方面准确把握施肥、喷药的浓度,以便使农作物处于最优的生长环境,而大多农户会采用一刀切的工作方式,依照经验进行种植,无法针对不同农作物采取不同的耕作方式。农业物联网的出现,可以有效实现农业精准化种植控制[1]。农业领域作为物联网技术的重要应用领域,对其进行研究具有十分重要的意义。
    1 农业物联网技术
彝药    农业物联网是指根据协议应用射频识别、传感器、网络通信和其他技术设备,将农业系统的实体部分如生产工具,以及虚拟部分如动植物生命、环境要素等与互联网相连接,进行信息交换和通信,以此实现农业对象与农业耕作生产等环节的全过程智能管理、识别、监控、追踪与定位的网络系统[2]。物联网技术可以说是互联网技术的一种延伸,经协议授权,通过农业信息感知设备,使得“人-机-物”三者之间实现信息互通,帮助农户实现农业要素、过程与系统的动态化与精细化管控,推进现代化智慧农业的发展进程。农业物联网是在传统互联网基础上加入RFID与无线数据通信等技术而共同构建出的
特殊网络体系,可以实现农作物种植的信息互联与共享,目前农业已成为物联网技术的重要应用领域之一。
    2 物联网技术在农业生产中的应用
    2.1 大田精准作业
    农业物联网技术被广泛应用于大田生产作业中,特别是在种植生产过程中的农作物病虫害防治与监测、作物栽培管理中发挥着重要的作用,可以有效提高农作物栽培管理质量,通过精细化、网格化投入管理实现农耕作自动化监测控制,进而提高农业生产管理水平和农业资源生产效率。根据物联网在大田生产作业中的应用现状,可以看出其在大型农场、农业示范园区都取得了良好的应用效果。尤其是在新疆的棉花种植区,该种植区的棉花田安装了集灌溉、用水调度、墒情监测等功能为一体的智能灌溉系统,可以对不同种类的棉花进行精准化控制,实现智能化施肥与灌溉。据相关数据显示,通过该系统可以有效节省水肥,棉花产量也提高了20%以上;在农作物病虫灾害防治与监测方面,部分农业地区依托于物联网建立了农作物病虫害采集管理与远程监测诊断系统,该系统可以对农作物的典型病虫害进行田间定位、拍照、数据采集与信息的无线传输,大大提高了植保信息服务的效率和大田农业生产的精准作业效率[3]。
    2.2 畜牧养殖
    物联网技术在畜牧业、水产养殖等领域有着广泛的应用,在水产、猪、牛等畜牧养殖方面的应用都已较为成熟。其中,依托物联网传感器可以实现农户对禽畜繁殖状况、生长周期、进食周期与情况等数据进行实时监测,并对相关数据进行全面检测与采集,通过响应的分析后根据实际情况制定禽畜最佳的养殖方案,通过科学优化控制进行自动化饲料喂养,实现禽畜信息化管理的目标。此外,物联网技术还可以对禽畜的温度数据与行为进行监测,根据禽畜的生理变化提高精细管理的程度,预警重大疫情,降低禽畜疾病发病率,最大限度地避免因大规模染病而对农业养殖户造成较大的经济损失。根据相关资料显示,江苏无锡一家农业养殖户构建出了基于RFID技术的主管理系统,依托于农业物联网技术传感器实现了对猪舍温湿度、CO2等相关环境数据的在线监测,通过设置阈值对猪舍环境进行联动控制,数据表明该系统可以有效提高猪舍的养殖效益[4]。
    2.3 农业育种信息化
    对于农业领域的农业种植生产而言,种子质量的选择与农产品的生产质量之间有着非常密切的关系,农业育种也十分关键,对农业生产质量有着最直接的影响。我国一些特种田间性状采集设备和作物性状检测仪器的研制、应用得到了迅速发展,实现了小体和单株作物形状、构成和抗倒伏等参数的快速采集,对农作物种子形状、品质等方面的无损检测发挥了重要作用。依托物联网技术可以实现育种材料管理、亲本组配、品种选择、品种鉴定、实验数据分析等育种全过程的信息化管理,帮助检测农业育种过程中的土壤温湿度、种子生产营养品质等详细数据,并在种子不同的生长周期内及时调
capsense整生产环境,保证在育种和生长过程中培育出优质农业种子[5]。目前,农业物联网技术在农业育种信息化管理中应用十分普遍,农产品育种的规范化管理得到了有效改善。
    2.4 设施园艺生产
    农业物联网技术的发展实现了对作物生长的智能监控,在农业设施园艺生产中的应用也极为广泛。通过基于农业物联网技术的各种传感器对农业温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤肥度、光照等农作物生长环境因素进行实时监测,通过智能设备终端对温室大棚的生长环境进行适当调控,通过适量滴灌、内外遮阳等措施,将温室大棚内的作物生长环境调整到适宜状态,解决传统设施农业参数采集与监测的不足之处,提高农业种植综合效益。目前许多设施园艺生产中都安装了智能洒水装置,根据作物的实际情况自动管理和控制洒水装置,通过传感器实时监测农作物的生长参数条件,并根据基于农业物联网技术的智能调节装置对这些参数进行合理调整,为农作物提供适宜的生长环境,促进农作物生长质量的提高。许多设施农业中都安装了土壤水分信息采集设施、自动灌溉系统、病虫害防治预警系统等多种基于农业物联网技术的智能化设施与系统,可以达到增加作物产量、改善作物品质、调节作物生长周期等多重目标。
    3 农业物联网技术的创新发展趋势
    3.1 农业物联网信息感知识别技术
    农业物联网技术在乡村振兴战略规划与现代化、智能化农业的大力推动下,势必会成为未来农业发展中重要的应用技术,传感器在农业种植生产领域的重要性也不言而喻。目前,物联网终端与传感器网络连接方面还存在缺陷,相信未来物联网终端可以切实提高传感器的控制质量,提高农业物联网信息感知识别技术的质量与应用效率[6]。农业物联网信息感知识别技术势必会随着技术的升级变得更加先进,在农作物生命周期与环境、农业水产养殖环境、畜禽养殖环境、农业资源与生态环境等方面,信息感知识别技术都将成为农业物联网技术的重要应用领域。比如在农作物生命周期与环境感知识别技术方面,通过加快促进传感器软硬件技术的创新算法优化,结合农作物光照强度、土壤养分、生长状况等构建传感无线网络,提升传感器的普适性;在水产养殖环境信息感知识别技术方面,通过将遥感技术与3S技术进行结合,扩大和提高农业信息的获取范围、精度等,使农业水产养殖朝着精细化、科学化的方向发展,推进“数字农业”的发展进程。
    3.2 农业物联网信息与云计算技术融合
    在未来农业物联网技术的应用中,云服务、云计算都将会被充分整合到农业物联网中,以便更好地服务于现代农业的发展。主要体现在以下两点:一是农业物联网多元信息融合技术,通过加强自主感知信息与外部感知信息技术的融合,以现代农业智能化种植生产管理需求为标准,通过智能化生产管理信息感知模型为农业智能化生产管理提供及时有效的帮助;二是针对农业特定领域的云服务、云计算技术,通过加强适合农业应用的云平台的建设,整合特定农业领域的实际需求,通过利用云计算的
按需计算能力加强在农业基因测序方面的应用。此外,还可以构建出基于农业物联网技术的云模型,预测农产品价格的实时变化情况,使生产决策更加科学,通过农业物联网信息与云计算技术融合下的各类云平台与系统,提升农业生产的管理质量与效率,或利用云计算技术与农业物联网技术的融合,密切关注农贸市场上农产品的种植条件、销售价格以及农业种植生产的国家政策要求等,帮助农业种植户在农作物耕种、育种、生产、销售、流通等多环节中获取到全方位的合理策略建议,有效促进农业经济与智慧农业的发展。
    4 结语
    农业物联网技术为农业领域的发展提供了强大的技术支撑。农业物联网技术的应用不仅可以更好地实现农业生产智能化、精细化管理,实现农产品质量安全与追溯管控,而且对传统农业生产组织方式的变革、现代化农业的转型、农业生产力的解放等农业领域都具有十分显著的优势,农业物联网技术的应用势必会成为未来农业发展的潮流与趋势。
深圳市地震局    参考文献
    [1]沈静,谷诗文.亭湖区智能农业物联网信息服务平台构建分析[J].新农业,2020(23):83-84.
    [2]王银均,冯咏芳,崔旭东.基于农业物联网应用的机插水稻精确定量栽培技术[J].科学种养,2020(12):15-18.
    [3]孙洪民,彭辉,李俊.智慧农业背景下区块链赋能物联网技术的应用[J].电子世界,2020(22):198-199.
    [4]白冰.基于农业物联网的云端数据分析与乡村用地智能节水灌浇系统研究[J].信息技术与信息化,2020(11):233-236.
    [5]盛文剑.基于农业物联网的应用平台构建分析[J].南方农机,2020,51(22):87-88.
    [6]赵国钰.浅析农业物联网技术提升农业机械化向数字化转型[J].农业工程技术,2020,40(33):47-48.

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