物联网技术在智慧农业中的应用探究
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作者:杨建国 杨明 张丹
摘 要 智慧农业是国家农业发展的战略方向，是农业生产的高级阶段，对提高我国的农业技术水平具有重要意义。微电子技术、通信技术以及计算机技术的飞速发展促进了物联网技术在各个领域的应用，其中在智慧农业中的应用尤为重要。基于此，探讨了物联网技术在智慧农业中信息监测、信息管理、农产品流通等方面的具体应用，并对物联网技术在智慧农业中的信息采集、信息网络和农业生产管理等方面的发展趋势进行了阐述。
关键词 智慧农业;物联网技术;传感器;监测;信息
中图分类号：F323 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.097
微电子技术、通信技术以及计算机技术的飞速发展促进了物联网技术在各个领域的广泛应用。当前，物联网技术已经渗透到世界各国的经济和社会生活中，改变了人们的生活方式和工作方法。智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，借助传感器感知作物生长的环境信息（如环境的温湿度、CO2浓度、光照强度和土壤水分等），并将信息发送至移动平台或者电脑平台，通过相应的软件显示信息参数并进行自动控制。智慧农业是国家农业发展的战略方向，是农业生产的高级阶段，对提高我国的农业技术水平具有重要意义。
1 物联网技术在智慧农业中的应用
1.1 物联网技术在智慧农业信息监测中的应用
目前，基于物联网技术的作物生长环境监测系统得到了广泛应用，实现了实时监测和控制。图1为某溫室大棚的环境检测与控制原理图，相应的传感器采集棚内的温湿度、光照、土壤水分和CO2浓度等信息后，通过变送器变送信息，分两路信号向外输出。一路数据经RS485总线传输，并由RS485转RS232接口模块与PC相连，通过相应的软件实时显示环境信息;另一路数据变送为4-20mA标准电流，输入到电流放大模块，通过正确设定电流的上下极限值，控制模块自带的继电器常开或常闭触点通断，来自动控制相应负载的工作状态（如水泵、加湿器、风机等），同时继电器触点的通断也会触发短信报警功能。wifi模块用于远程控制，即借助手机APP软件，远程控制负载的工作。实际应用证明，采用物联网技术对温室大棚内的作物生长环境进行监测与控制，可以减轻农民的劳动强度，提高作物的产量，增加农民的收入。
1.2 物联网技术在智慧农业信息管理中的应用
智慧农业的发展非常依赖于各类农业数据信息的处理，如农产品的信息查询和统计等。物联网技术在信息数据处理方面有着强大的功能，可以利用Microsoft SQL Server等软件，建立起强大的信息数据库。目前的物联网技术可以为用户提供一系列信息服务，通过物联网技术所建立起的信息数据库内容丰富，调用精准。农业工作者可以利用数据库搭建的平台，搜集所需的信息，例如农业专家系统平台，通过此平台农户可以和农业专家在线交流，咨询并解决农业生产中的各种问题，使农业生产更为有效;又如方便用户进行农产品线上交易的电子商务平台，可以促进农产品的在线销售，提高农民的收益[1-3]。
1.3 物联网技术在智慧农业流通中的应用
在农产品流通中，采用物联网技术的企业可以更合理地设计农产品零售环节，优化农产品仓储管理，并及时提醒相关工作人员补充货物，提高农产品零售环节的管理水平。此外，企业还可以利用物联网技术，实时监测和控制货物存储环境的温度和湿度，确保食品储存和运输过程中的安全。
目前，在农产品仓储管理中，大量使用了射频识别技术。一般农产品都贴有标签，利用射频识别技术（RFID）识别这些标签，相关信息就会得到有效保存，包括产品生产地、生产日期、储存环境的温湿度、品质等级和进出库时间等。另外，对于流通的农产品应用射频识别技术，可以随时读出农产品标签内储存的产品全周期信息，解决了农产品生产地的溯源问题，为相关的管理部门特别是质检部门的食品安全检测工作提供了技术保障。
以猪肉产品的流通为例，在生猪养殖环节，检验合格的仔猪要带上表明其唯一身份的耳标（RFID标签），并动态记录整个养殖过程中所用的饲料以及饲料生产厂家、生猪所患的疾病以及治疗所用的药物等信息;在屠宰环节，要依据食品安全标准，记录检验检疫信息;在产品流通销售环节，要优先选用冷链物流，使生产、贮藏、运输、销售直至消费前的各个环节，产品始终处于规定的低温环境下，以保证产品质量。冷链物流的核心是运输过程中各个节点温度的控制，贯穿了整个冷链物流的过程，而温度的在线控制离不开物联网技术。当前的冷链物流透明化管理系统能够在产品的分拣、包装、运输、仓储、配送等环节实现各个节点的温度监控。该系统包括冷库温度监控预警子系统、GPS跟踪子系统等，监控系统可以实时与客户在线通讯，客户可以通过计算机、手机APP查询系统数据，并实现远程控制，保障冷链物流不断链，确保食品安全。
2 物联网技术在智慧农业中的发展趋势
2.1 农作物信息采集智能化
在传统农业生产中，墒情、苗情、病情、灾情信息主要靠人工观察和预测，人为影响因素多，信息预报和统计不精确。随着物联网技术的发展，“四情”监测设备不断更新，已经能够在农作物生长期全程实时监测“四情”变化，并经过系统模型的计算分析，全方位自动进行预警和预报，使农作物的“四情”预测和防控能力得到大幅提高。
对于农作物全生命周期的信息采集，包括耕种、幼苗护理、灌溉施肥、农药喷洒、杂草处理以及收割装包等，主要基于物联网技术的智能数字化控制（包括应用北斗导航技术）。智能数字化控制技术能对作物生长整个周期的信息进行收集和分析，全方位、系统性监控农作物生长环境，大幅提高数据采集的工作效率，使资源利用更加精准，田间作业的效率更高，最终达到增产增收的效果。
2.2 农业信息网络向全球化发展
农业全球化是不同国家和地区结合自身资源和产业优势，参与国际分工与交换，以达到优化农业资源配置、增加农民收入的目的。在物联网技术日益发展的当前，农业信息资源借助于网络，正在一步步打破国家与国家、地区与地区之间的限制，实现信息资源的共享，未来基于物联网平台建设的全球农产品网络数据库也会呈现专业化、集成化的发展趋势，促进各国特别是一带一路的沿线国家获得越来越具有实际价值和使用意义的信息。
2.3 农业生产管理呈智能化趋势
随着物联网技术的发展，结合感知识别技术、北斗定位技术、无线传感技术等相关技术在农业生产中的应用，农业生产和管理呈现出智能化的发展趋势。而云计算以及大数据技术的发展，使得对海量的农业生产数据进行建模、分析、预测以及实时处理变为可能。由此可见，农业生产管理的智能化能够确保对农业生产中的信息数据进行最大化使用，为生产者和监管者的决策提供更为准确、快捷的信息。
3 结语
将物联网技术应用于智慧农业，已经在农业信息管理、环境信息监测、资源流通以及安全溯源等各个方面得到了广泛应用，为智慧农业建设提供了必要的技术条件。物联网技术的发展会促使更多从事农业领域的专家学者更好地在智慧农业领域中借助物联网技术进行相关课题研究，使物联网技术在智慧农业领域中得到更广泛的应用。
参考文献：
[1] 毛颖玲.浅谈物联网技术在农业生产与管理上的应用[J].山西农经，2020（12）：30，32.
[2] 孙护军.基于物联网技术的智慧农业设计[J].农业工程，2017（6）：38-41.
[3] 武文强.基于物联网技术的智慧农业云平台[J].物联网技术，2020（6）：106-107，110.
（责任编辑：刘 昀）
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