玄偉 李博

【摘 要】 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用重要領(lǐng)域，對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求較為迫切，集成技術(shù)優(yōu)勢較為明顯。本文對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中建設(shè)存在的問題進行了分析，并提出了相對應(yīng)的解決措施，對物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行了闡述，以便給現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究人員以借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；解決方案；應(yīng)用研究

1 前言

隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化政策逐步開展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中逐步推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程在生態(tài)種植、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量回溯機制以及生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)都發(fā)揮了重要的作用，提高農(nóng)產(chǎn)品的附加價值。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來看，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要利用視頻識別以及傳感器技術(shù)，將農(nóng)業(yè)種植以及養(yǎng)殖中所需要的環(huán)境以及生產(chǎn)要素利用各種虛擬網(wǎng)絡(luò)進行連接，并且進行信息的交換，從而能夠達到對農(nóng)作物對象監(jiān)管以及管理的目的。從管理角度來說，物聯(lián)網(wǎng)的價值在于實現(xiàn)了人與物、物與物之間的溝通[1]

，滿足精細化管理的需求，提升農(nóng)作物的種植效率，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，并且具備明顯的集成化特性，值得深入思考。

2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程中存在的問題

2.1 傳感器問題

傳感器是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的前端設(shè)備，也是整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的基礎(chǔ)所在。主要有三種傳感器，第一，物性型傳感器，第二，生物型傳感器，第三，微機電傳感器。在實際應(yīng)用中，研究低耗能的傳感器是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中需要亟待解決的問題，應(yīng)該將傳感器結(jié)合光譜核磁共振等等檢測方法，提高檢測效率。同時，傳感器還有運行成本較高以及標準不統(tǒng)一的問題。傳感器在進行信息采集之后，主要通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳遞到技術(shù)人員手中，方便工程人員對農(nóng)業(yè)作物進行實時狀態(tài)的監(jiān)測，但是在信息采集以及傳輸?shù)倪^程中，每個平臺之間的接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換缺乏統(tǒng)一的標準，因此影響了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及信息交換的效率，使得農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品成本居高不下，嚴重影響物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和推廣。我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器研究起步較晚，精度存在差距，并且只能集中于溫度以及濕度少數(shù)幾個領(lǐng)域，還未能形成產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢格局。

2.2 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應(yīng)用，國外該類技術(shù)應(yīng)用較為成熟，能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通領(lǐng)域進行全方位的監(jiān)督，有助于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的回溯機制建設(shè)。我國RFID技術(shù)也有一定的應(yīng)用，主要應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的流通監(jiān)測、智能化的養(yǎng)殖以及農(nóng)產(chǎn)品的識別，對農(nóng)作物安全具有極強的保障作用，促進了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。但是RFID技術(shù)在實際應(yīng)用中仍然存在較多的問題，最為人所關(guān)注的是安全性問題。目前應(yīng)用RFID技術(shù)還沒有安全可靠的機制，對于數(shù)據(jù)無法做到加密保存。與傳感器所面臨的問題一樣，該技術(shù)目前上沒有統(tǒng)一的標準，成本應(yīng)也較高。特別是工作頻率之間并不兼容，工作編碼不一致，也是影響 RFID技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的重要因素。雖然該技術(shù)應(yīng)用成本并不高，但是由于農(nóng)產(chǎn)品價格相對較低，其成本將會極大影響后期農(nóng)產(chǎn)品的整體成本，也會影響該技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品的應(yīng)用和發(fā)展。

2.3 信息傳輸技術(shù)

目前現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中所運用到信息傳輸技術(shù)主要包括無線傳感技術(shù)以及移動通信技術(shù)等等。在這其中無線傳感技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，可以在監(jiān)測區(qū)域廣泛布置監(jiān)測點，通過監(jiān)測點將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至信息交流中心。農(nóng)產(chǎn)品從開始生長到后期進入人們的餐桌之上需要記錄各種生長以及流通銷售的信息，如果將這些信息都時刻去保存必然會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會占據(jù)極大的存儲的空間。這就給現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了嚴峻的考驗，為了能夠使得現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠得到有效普及，必須將數(shù)據(jù)存儲算法進行有效改進，降低存儲成本。同時，工程技術(shù)人員需要在中間處理的環(huán)節(jié)進行多種數(shù)據(jù)聯(lián)合處理，數(shù)據(jù)來源與標準要統(tǒng)一，應(yīng)該將各種類型以及各種時點的信息來源進行統(tǒng)一的整合，并且利用同一標準進行信息發(fā)出，需要設(shè)計統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)進行，高效率的信息傳輸是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中所面臨的難題。

2.4 信息處理技術(shù)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所利用的信息處理主要是將傳感器所搜集到的數(shù)據(jù)進行有效整合，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段，查明收集到的數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，為客戶進行下一步的決策提供數(shù)據(jù)支持。目前來說，物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)主要包括云計算處理技術(shù)以及智能信息化處理技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長，大數(shù)據(jù)分析以及云計算分析技術(shù)能夠解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程中所存儲的海量數(shù)據(jù)，為海量數(shù)據(jù)的計算以及分析提供技術(shù)支持。云計算技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲，加強農(nóng)業(yè)搜索引擎的建設(shè)，有利于對農(nóng)產(chǎn)品進行質(zhì)量追溯管理，得到大量數(shù)據(jù)能夠進行智能化分析，幫助農(nóng)產(chǎn)品從業(yè)者開展智能決策，為其提供綜合化的服務(wù)功能。智能化計算方法可以利用卡爾曼濾波方法對于數(shù)據(jù)進行綜合處理，挖掘數(shù)據(jù)之間內(nèi)部的聯(lián)系，并且對未來可能發(fā)生的事件進行概率性預(yù)測，為智能決策提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的建設(shè)過程中，其數(shù)據(jù)具有海量化以及碎片化的特征，因此如何對于這些數(shù)據(jù)進行收集和整理，并在后期進行挖掘成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理人員所面臨的嚴峻問題。同時整個計算系統(tǒng)應(yīng)用在云平臺之上，因此，平臺包含大量敏感信息，如何加強對于云計算平臺信息的隱私保護將成為物聯(lián)網(wǎng)云計算中需要重點考慮的問題。并且不同的云平臺之間缺乏接入的標準，管理機制各不相同，因此計算環(huán)境如果改變，將很難進行遷移。

3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案以及應(yīng)用

3.1 對農(nóng)業(yè)資源進行有效監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對農(nóng)業(yè)資源的有效監(jiān)控主要分為兩部分內(nèi)容，第一，可以通過傳感器對于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測；第二種可以利用3s技術(shù)，將遙感與計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行結(jié)合對農(nóng)作物的生產(chǎn)態(tài)勢以及品質(zhì)進行實時的監(jiān)測，并且利用光譜儀器對農(nóng)作物生長進行研究。

3.2 育種信息化管理

在育種過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)τ谧魑锏男誀钸M行快速采集，能夠?qū)τN參數(shù)快速處理，提高其性狀提取時間，在農(nóng)作物無損測量中發(fā)揮重要作用。在育種關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計能夠有效提高育種材料的管理，并且在育種實驗中能夠起到全過程信息化的管理目標，這對于商業(yè)育種大面積的推廣具有重要的意義。

3.3 園藝作物物聯(lián)網(wǎng)控制

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)測中能夠得到廣泛應(yīng)用。它可以通過各種傳感器對于大棚內(nèi)的環(huán)境因素進行測量，并且在專家系統(tǒng)的支持下進行智能化的決策，可以遠程通過各種信息傳感器執(zhí)行，改變大棚內(nèi)環(huán)境因素的設(shè)備，比如說調(diào)節(jié)溫度濕度以及光照等等，能夠有效彌補傳統(tǒng)大棚對于農(nóng)作物環(huán)境因素監(jiān)控不足的缺陷，能夠使農(nóng)作物獲得最佳的生長條件，從而能夠達到提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)的要求。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠處理海量數(shù)據(jù)信息，提高農(nóng)作物生產(chǎn)流通以及銷售環(huán)節(jié)的質(zhì)量，生產(chǎn)出使人們放心的農(nóng)產(chǎn)品，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1] 張琳芳.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)的研究[J]黑 龍江八一農(nóng)墾大學學報，2013，25（06），70-73.

[2]趙忠彪.nRF401在溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [J]. 工業(yè)控制計算機，2008，21（3）：18-21.