物联网技术在现代农业发展中的应用研究

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摘要：【摘 要】物联网技术的高速发展，驱动其在社会生产生活的各个行业中的应用水平不断提升。在现代农业发展中，构建完善的物联网技术应用体系，能够驱动农业生产管理朝着技术化、体系化、现代化方向发展。论文在简要介绍农业物联网概念和技术体系的基础上，说明物联网技术

　　【摘 要】物联网技术的高速发展，驱动其在社会生产生活的各个行业中的应用水平不断提升。在现代农业发展中，构建完善的物联网技术应用体系，能够驱动农业生产管理朝着技术化、体系化、现代化方向发展。论文在简要介绍农业物联网概念和技术体系的基础上，说明物联网技术在现代农业发展中的具体应用形式，分析在实际应用中存在的问题，并结合实际提出对应的解决对策，以此为推动我国农业现代化发展发挥积极的促进作用，为提升农业生产水平奠定坚实的基础。

　　【关键词】物联网技术;现代农业;问题;对策

　　1 引言

　　农业物联网技术在现代农业发展的各个层面都发挥了良好的促进作用，基于农作物种植和管理中各个方面数据的采集，利用智能软件对数据进行智能化分析，不仅能够优化种植养殖方案，优化农产品生产结构，还能够适应新时期农业产业绿色、环保发展要求，有效提升农业生产质量和生产效率，推动农业产业朝向现代化方向发展。

　　2 农业物联网的概念和技术体系

　　2.1 农业物联网的概念

　　农业物联网就是农业生产过程中物物相连的互联网农业。基于物联网的兼容性特征，使得其在现代农业生产体系中具有广阔的应用前景。在我國农业整体朝向精准化方向发展的背景下，通过对农业物联网的应用，能够在对农业信息的全面采集、对数据的智能化分析并实现数据互通和共享的基础上，推动农业生产的自动化控制和农业生产经营结构的优化调整。

　　2.2 农业物联网的技术体系

　　在当前的农业物联网发展体系中，技术应用需求涵盖各个层面，从整体上而言，技术体系主要包括信息采集、信息传输、信息处理、控制系统和信息应用5个基本组成部分，各个部分的技术支撑和应用形式如表1所示。

　　在不同应用场景下，可以对这些系统组成权重进行选择和优化，在确保系统功能满足应用场景要求的前提下，尽量节约技术投入和资金投入，实现物联网技术应用效能与成本之间的均衡[1]。

　　3 物联网技术在现代农业发展中的应用形式

　　3.1 物联网技术在农情监测中的应用

　　在我国传统农业发展中，存在“靠天吃饭”的思想，近年来，虽然国家和农民群体在农业生产中的技术投入力度不断加大，水资源和土地资源利用水平不断提升，但是在实际发展中，资源利用效率仍处于较低水平。以水资源利用为例，整体利用率仅为40%左右，在利用过程中存在明显的资源浪费现象。资源浪费产生的原因，一方面在于受农业生产传统思维影响，另一方面在于农情信息方面的限制。基于物联网技术应用，能够全面采集土壤含水量、地下水位、降雨量、土壤pH值等多个方面的数据信息，对土壤墒情变化趋势进行分析[2]。农户在获取这些信息后，能够通过数据中台发出对应的操作指令，更加精准地进行灌溉作业，以此在提升农作物生长质量的同时，减少水资源浪费，推动农业生产朝着精细化方向发展。

　　3.2 物联网技术在农产品安全溯源中的应用

　　在当前时代背景下，食品安全管理不仅是农业生产管理的重要组成部分，更是成为关乎人民群众生命健康的社会性问题。但是由于管理体制和管理模式等方面限制，农产品安全溯源一直是食品安全管理的薄弱环节，养殖种植、生产加工等环节运行中，在市场流通监管不到位的情形下，使得食品安全管理各个环节之间产生明显的脱节现象，各个部门的管理效能无法得以体现。基于物联网溯源平台，结合RFID射频技术的应用，能够实现农业产生链各个环节的信息采集，将数据信息纳入统一数据库，并构建完善的产品原材料生产、加工和流通监管体系。以生猪产业的安全溯源平台为例，可以基于物联网技术，将养殖场系统、屠宰场系统和销售系统纳入统一的信息监控体系，从而准确分析饲养管理、疾病防控、饲料使用情况，消费者能够基于产品的唯一识别码，对整体饲育过程和流通过程进行查询，并在出现安全问题时，由食品安全管理部门进行追溯。

　　3.3 物联网技术在农产品物流中的应用

　　物联网技术在物流产业发展中得到了广泛应用，推动物流管理效率不断提升，推动物流企业朝向自动化、网络化和信息化方向发展。在当前农产品流通水平不断提升、流通空间范围不断扩展的背景下，将物联网技术应用于农产品物流的各个环节，能够缩减物流管理中不必要的环节，构建针对物流环节的智能化体系[3]。以农产品智能仓库模式为例，在传统管理方式中，受到多种农产品包装及货架规格等因素影响，通常存在货物堆放混乱、管理标准不统一、区域结构混乱等现象，使得整体管理较为混乱。以物联网技术支撑的无人值守智能仓库为例，以RFID射频技术为基础，结合图像监控、无线传输技术、北斗定位技术及红外视频监控技术的应用，能够实现农产品的自动出入库管理、自动盘点和库存信息更新、自动分配货物和销售管理等。

　　3.4 物联网技术在智慧农业生产中的应用

　　智慧农业是现代农业发展的基本方向，是提升农业生产质量和生产效率、推动农业生产朝向工业化方向发展的重要路径。基于信息感知技术、农业信息传输技术和信息处理技术的综合应用，能够实现在相对可控环境条件下，有效规避传统农业生产弊端，实现农业生产管理智能化发展。以某地区草莓种植环境智能控制为例，通过传感器模块、ZigBee通信模块、继电器开关模块、主控制模块和存储器模块的优化设计，能够将现场检测与远程监控实现技术关联，突破传统农业生产管理时间和空间层面的限制，为现代农业发展发挥高效的促进作用。

　　3.5 物联网技术在农业信息平台中的应用

　　农业信息化建设一直是我国农业生产经营管理的薄弱环节，由于农业产业信息化涵盖内容较为复杂，经营主体多元化，不同地区农业生产经营管理政策存在较大差异，使得信息平台运行技术体系建设也受到较大限制。基于物联网技术的应用，能够实现对各种信息内容的有效整合，将部分原始信息直接传输至信息化平台，通过信息内容的实时更新，满足不同消费群体的信息需求[4]。以某省畜牧业综合信息平台建设为例，平台建设以省市县三级管理体系为基准，结合管理工作实际，构建多层级应用模块，将各个管理主体辖区内的畜牧业管理内容纳入平台体系，构建完善的市场准入机制，在确保产品信息安全的前提下，实现新品种信息推广、检测简报、法律法规信息公示及在线投诉等各个方面的有机统一，有效提升产品信息交互水平，为区域范围内畜牧业健康发展起到极其重要的促进作用。

　　4 物联网技术应用于现代农业面临的问题

　　4.1 技术标准体系不健全

　　技术标准体系不够健全是当前物联网技术应用于农业产业中面临的首要问题，无论何种类型的物联网技术平台，都只有在相同协议标准下运行，才能够实现信息的无障碍传输，实现各个接口的对接。但是物联网技术本身依然处于动态发展过程，涉及的技术标准较为复杂，尤其是技术通信规范，更是对相关部门和社会公众群体利益具有直接影响。在我国农业科技发展较为滞后、农业物联网发展较为缓慢的时代背景下，技术标准规范体系建设滞后，更是对相关工作开展造成不利影响。突破技术层面限制，提升核心部件自主化生产水平，完善IP地址使用规范，是农业物联网发展必须解决的现实问题。

　　4.2 整体发展规划缺失

　　近年来，我国农业物联网建设水平不断提升，各种新型项目类型不断出现，为推动现代农业发展起到极为明显的促进作用。但是在项目运行中，依然存在整体规划缺失、应用散乱、推广效果较差等方面问题。由于不同地区经济发展水平不同，农业财政支出比例和结构不同，农业生产类型不同，使得各个地区在农业物联网项目建设规划水平上存在较大差异，对实际发展成效造成明显影响[5]。同时，由于规划指导方面存在不足，使得项目推广机制建设也受到限制，无法满足农业物联网可持续发展要求。

　　4.3 投入相对不足

　　农业物联网体系构建，不仅需要大量的硬件设备投入，更需要完善对应的软件平台体系，上述方面的建设，都需要大量的资金和高水平人力资源投入。但是农业产业本身经济价值水平有限，产业发展水平层次较低。相对于高昂的技术投入成本，通常需要经过较长的经营周期才能呈现出技术应用价值。因此，就实际推广现状而言，除部分省区地方政府和少数高技术农业企业在这方面进行有限的投入外，大多数农民和养殖户都不愿意进行农业物联网建设投入，限制了农业物联网项目发展。此外，农业物联网的广泛推广，需要农民具备相应的技术应用能力，需要全面加强培训工作，但是在当前的农业培训体系中，培训工作同样较为滞后，无法满足农业物联网发展应用要求。

　　4.4 信息传輸安全问题

　　物联网技术应用虽然具有多方面优势，在现代农业发展中具有多重应用实效，但是在实际建设中，需要多源采集相应的数据信息，需要在各个方面进行硬件布置和建设。在信息传输过程中，需要采用GPRS、TD-CDMA等多种信息传输通道，需要较为统一的物联网运行协议。同时，由于物联网硬件设备需要将信号发射至数据管理中枢，在主动发射环节，极易在信息未经授权下被读取和使用，由此带来信息泄露和安全管理方面的问题[6]。部分通信建设较为滞后的地区，信息传输流量也难以满足物联网运行要求，造成不同形式的信息孤岛现象。

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