物联网技术在现代农业中的应用_解析物联网技术在农业中的关键技术以及核心应用

物联网作为融合新一代信息技术的战略性新兴产业之一，备受各界关注。农业是物联网技术的重点应用领域之一，也是最迫切、最困难、最需要整合的领域。

近年来，物联网技术已经应用到农业的许多领域，包括农业环境监测、温室生产控制、节水灌溉、气象监测、产品安全与可追溯、设备智能诊断与管理等。

对于物联网技术在农业上的应用，基础技术是传感器网络的完善。传感器系统完善与否，直接影响到整个农业物联网技术的运行。

农业物联网由感知层、传输层和处理层组成。感知层通过传感器技术、条形码技术、全球定位技术采集的数据信息，通过传输层的有线和无线传感器网络技术、移动通信技术，传输到处理层的农业预测、诊断、控制、决策、预警等智能模块。

一、关键技术

1、农业物联网传感技术

感知层主要包括各种传感器和节点技术、全球定位系统技术和条形码技术等。实现了采集土壤水分、环境温湿度、家禽水产健康状况等信息的功能，是农业物联网的关键技术。

目前，光、温、气、热等环境传感器的应用已经比较成熟，其中土壤传感器是研究热点。通过电磁波的反射或吸收能级可以判断土壤结构，根据离子选择性膜电极与待测离子溶液之间的点输出可以确定土壤中的特定离子。基于光学和电磁学原理的动植物生命信息传感器也是研究的热点和难点之一。

2、农业物联网传输技术

目前，我国农业物联网的传输技术主要是无线和有线传感器网络技术以及移动通信技术。其中无线传感器网络技术的应用最为普遍，国外无线传感器网络的应用已经到了实用阶段。

荷兰的一个农业物联网项目将无线传感器网络技术应用于马铃薯生长环境的监测，生产者可以根据监测结果控制病害，做到防患于未然。我国农业物联网信息传输技术处于试验阶段。有学者构建了无线传感器网络监测系统，可以实时监测种植环境。布置在园区内的传感器节点可以采集土壤和空气的温湿度、CO2浓度、光照强度等参数。

3、农业物联网加工技术

农业物联网处理层的技术包括云计算、云服务和模块决策。这一层是将采集到的数据信息转化为实际操作，利用控制模型和策略对相关农业设施进行智能控制，比如打开水龙头、关灯、自动施肥等。

智能决策是提前将经验和专家知识输入模块，通过推理和模拟思维为农业生产提供技术参考，如为农田肥力、灌溉、病虫害防治、动物饲料配方、园艺设施等提供技术支持。智能预警是对实际的异常状态进行报警，并借助数学模型进行危险提醒。

二、核心应用领域

根据监测对象的不同，物联网系统可分为农业生产环境监测物联网、动植物生命信息监测物联网、农业机械运行监测物联网、农产品质量检测和质量安全追溯物联网

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农业生产环境复杂，需要在高温、高湿、低温、下雨等恶劣多变的环境中连续运行，传感器节点稀疏且不规则布置，布线不便。而无线传感器网络具有组网简单、无需布线、成本低、灵活等优点，成为目前农业生产环境监测系统的主要应用模式。

2、动植物生命信息监控物联网

植物信息采集的研究主要包括表观视觉信息和内部信息的获取。表观信息包括作物幼苗生长、病虫害、果实膨大、生物量、茎粗、叶面积等信息。内部信息包括叶绿素含量、作物氮素、光合速率、种子活力、叶片温湿度等。主要的监测方法有光谱技术和图像分析。

动物生命信息的监测主要包括动物的体温、体重、行为、运动量、食量、疾病信息等。通过相关监测，了解动物自身的生理营养状况以及对外界环境条件的适应能力，保证动物个体的健康成长。主要监测手段包括动物体监测传感器和文章分析。

3、智能农机物联网

近年来，随着土地流转的推进，农机作业范围不断扩大，农机作业信息滞后、时效性差、缺乏有效监管手段、难以满足组织者和参与者对信息快速、准确、详细的要求等问题逐渐凸显。

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如何通过技术手段有效地对农机作业进行远程监控和调度，提高工作效率和作业质量，特别是保证夜间农机作业质量和农机装备智能化水平，是农机物联网发展的迫切需求之一。农机物联网主要研究方向包括农机作业导航自动驾驶技术、农机及机具远程监控调度、农机作业质量监控等。

4、农产品质量安全追溯物联网

农产品信息感知技术主要包括农产品的颜色、大小、形状、缺陷损伤等外观信息和农产品的成熟度、含糖量、酸度、硬度、农药残留等内在质量信息。

农产品的质量、安全和可追溯农业物联网的应用重点是农产品仓储和物流配送。通过电子数据交换技术、条形码技术和RFID电子标签实现货物的自动识别和入库，并通过无线传感器网络对仓储车间和物流配送车辆进行实时监控，以达到主要农产品可追溯的目的。

未来，随着农业物联网的不断发展，从政府推动的企业变革向企业主动变革转变是未来农业物联网的终极趋势。未来，一些企业将依靠大量农业数据的分析和共享来赚钱，改变农产品的生产和消费方式。

标签：信息农业技术

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