農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的進展(結(jié)課論文)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的進展摘要：物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，是人類發(fā)展史上的一個重要里程碑，被人們譽為信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，然而物聯(lián)網(wǎng)和智能農(nóng)業(yè)的結(jié)合，更被認為對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顛覆意義。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念，并結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，具體介紹了物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的相關(guān)進展與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)業(yè)；關(guān)鍵技術(shù)；進展0引言物聯(lián)網(wǎng)是智慧農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)支撐，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備正朝著低成本、自適應(yīng)、高可靠和微功耗的方向發(fā)展，未來傳感網(wǎng)也將逐漸具備分布式、多協(xié)議兼容、自組織和高通量等功能特征，實現(xiàn)信息處理實時、準確和高效[1]。我國是一個以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主的大國，農(nóng)業(yè)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，正面臨著科技水平全面提升的重大歷史機遇。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要是依靠農(nóng)民的經(jīng)驗及大量的人力和一些簡單的手工工具，運用粗放的農(nóng)業(yè)管理模式開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理模式，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村發(fā)展、農(nóng)民富裕，從而盡早實現(xiàn)農(nóng)村城鎮(zhèn)一體化建設(shè)[2]。1物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)1.1物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念物聯(lián)網(wǎng)的概念最早出現(xiàn)于比爾·蓋茨在1995年的《未來之路》著作中，英文名稱是“TheInternetofThings"，簡稱IOT，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮。2005年國際電信聯(lián)盟對物聯(lián)網(wǎng)做出的定義為：通過二維碼識讀設(shè)備、射頻識別(CRFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[3]。1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)概念目前公認的物聯(lián)網(wǎng)定義是通過智能傳感器、射頻識別(RFID)、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感等信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)和其他基于物一物通信模式(M2M)的短距無線自組織網(wǎng)絡(luò)，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種巨大智能網(wǎng)絡(luò)[4]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題，并且準確地確定發(fā)生問題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產(chǎn)設(shè)備[5]。2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)2.1農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)傳感技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱。傳感技術(shù)主要研究關(guān)于從自然信源獲取信息，并對之進行處理(變換)和識別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)。傳感技術(shù)的核心即傳感器，它是負責(zé)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物、物與人信息交互的必要組成部分[6]。傳感器是機器感知物質(zhì)世界的“感覺器官”，用來感知信息采集點的環(huán)境參數(shù)；它可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。隨著電子技術(shù)的不斷進步，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實現(xiàn)微型化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化；同時，我們也正經(jīng)歷著一個從傳統(tǒng)傳感器到智能傳感器再到嵌入式Web傳感器不斷發(fā)展的過程[7]。目前，市場上已經(jīng)有大量門類齊全且技術(shù)成熟的傳感器產(chǎn)品可供選擇。2.2信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量的部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的微型傳感器節(jié)點構(gòu)成，它通過無線通信方式智能組網(wǎng)，形成一個自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有信號采集、實時監(jiān)測、信息傳輸、協(xié)同處理、信息服務(wù)等功能，能感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)所覆蓋區(qū)域中感知對象的各種信息，并將處理后的信息傳遞給用戶[8]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個學(xué)科交叉綜合的、知識高度集成的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域，正受到各方面的高度關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支撐層、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)層的一部分共性功能以及管理、信息安全等部分組成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件和平臺軟件。其基本含義是，應(yīng)用支撐層支持應(yīng)用業(yè)務(wù)層為各個應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)，提供所需的各種通用服務(wù)，在這一層中核心的是中間件軟件；管理和信息安全是貫穿各個層次的保障。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件和平臺軟件體系結(jié)構(gòu)主要分為4個層次，即網(wǎng)絡(luò)適配層、基礎(chǔ)軟件層、應(yīng)用開發(fā)層和應(yīng)用業(yè)務(wù)適配層[9]。其中，網(wǎng)絡(luò)適配層和基礎(chǔ)軟件層組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點嵌入式軟件(部署在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中)的體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用開發(fā)層和基礎(chǔ)軟件層組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支撐結(jié)構(gòu)(支持應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)與實現(xiàn))。網(wǎng)絡(luò)適配層：在網(wǎng)絡(luò)適配層中，網(wǎng)絡(luò)適配器是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)底層(無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、無線傳感器操作系統(tǒng))的封裝。基礎(chǔ)軟層：基礎(chǔ)軟件層包含無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各種中間件[10]。這些中間件構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺軟件的公共基礎(chǔ)，并提供了高度的靈活性、模塊性和可移植性。3具體實際應(yīng)用根據(jù)近年來的文獻所述，主要農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖、設(shè)施種植、智能育苗、智能排灌、產(chǎn)品質(zhì)量追溯等環(huán)節(jié)，主要可歸納為以下幾種類型。3.1食用菌工廠化生產(chǎn)食用菌工廠化生產(chǎn)是利用空間設(shè)施和加濕系統(tǒng)、溫度自動控制系統(tǒng)、二氧化碳控制系統(tǒng)、自動通風(fēng)系統(tǒng)，在可控條件下進行精準化、智能化管理，實現(xiàn)立體化、周年化規(guī)模生產(chǎn)，是電力、機械、智能技術(shù)和農(nóng)藝技術(shù)的有機結(jié)合。龍泉雙益菇業(yè)有限公司是浙江省唯一一家自行研制食用菌生產(chǎn)設(shè)備，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，掌握了食用菌工廠化生產(chǎn)核心技術(shù)的廠家，年產(chǎn)新鮮食用菌2000多噸[11]，現(xiàn)己實現(xiàn)了食用菌的機械生產(chǎn)、設(shè)施栽培、標準管理與周年供應(yīng)。通過生產(chǎn)過程機械化、生產(chǎn)環(huán)境智能化控制等措施，生產(chǎn)出的食用菌產(chǎn)品色澤潔白、菇形挺拔、口味清甜、肉質(zhì)細嫩，具有優(yōu)良的商品品相和質(zhì)量。由此可見，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開始向智能化、精準化遠程智能控制方向發(fā)展。3.2蔬菜育苗智能應(yīng)用蔬菜智能育苗中心通過傳感器、無線網(wǎng)、監(jiān)視器、大棚設(shè)備、操控平臺架構(gòu)起大棚自動化智能控制管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)光照、溫度、濕度、灌溉的自動化控制；同時，在棚內(nèi)設(shè)置自動養(yǎng)分測試儀及各種傳感器，實時自動獲取環(huán)境數(shù)據(jù)；并通過平臺分析數(shù)據(jù)，操控大棚通風(fēng)、控溫、施肥設(shè)施，調(diào)節(jié)大棚微環(huán)境。智能化育苗有效克服了傳統(tǒng)育苗方法受天氣、技術(shù)等因素制約，成苗率低、苗質(zhì)差等問題，顯現(xiàn)出明顯的科技效應(yīng)。3.3畜禽智能化養(yǎng)殖目前，智能化裝置和技術(shù)在養(yǎng)殖場的應(yīng)用形式主要包括生產(chǎn)管理、遠程診斷、飼料投喂、環(huán)境監(jiān)控等。建設(shè)全自動喂料系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)生豬飼料采食量；建設(shè)環(huán)境控制系統(tǒng)，可根據(jù)外界溫度、濕度、通風(fēng)實時自動調(diào)節(jié)。如浙江欣宏源生豬標準化養(yǎng)殖場是當(dāng)?shù)氐谝患掖笠?guī)模采用發(fā)酵床養(yǎng)殖無公害生豬的企業(yè)，現(xiàn)有標準化豬舍18200耐，能繁母豬1000頭，公種豬25頭，年生豬飼養(yǎng)量2萬頭。該養(yǎng)殖場于2011年9月開始投入資金39萬元，建設(shè)養(yǎng)殖信息化應(yīng)用系統(tǒng)，建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，配置紅外線探頭48個，基本實現(xiàn)利用電視攝像及與攝像機同步的監(jiān)聽、對講、遙感系統(tǒng)應(yīng)用，從而實現(xiàn)動物疫病防控與遠程診斷。該信息技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)可實時不間斷地記錄30天的生產(chǎn)情況，對主要環(huán)節(jié)可以隨時回放、調(diào)閱。根據(jù)需要還可以邀請專家通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)對豬場提供遠程指導(dǎo)和診療，并可以對一些重要的生產(chǎn)科研環(huán)節(jié)，如母豬分娩、仔豬護理、科學(xué)實驗等加以監(jiān)控，對重要防疫、銷售等通道加以控制，以期達到安全生產(chǎn)的目的。豬場養(yǎng)殖實現(xiàn)智能化、自動化、數(shù)字化管理，可以大大減少人員數(shù)量，有利于推動畜禽養(yǎng)殖朝精細化、科學(xué)化方向發(fā)展，同時也有助于節(jié)本增效。3.4茶園信息化管理傳統(tǒng)的茶葉種植大多采用手工式或機械式操作，勞動強度大、實時性差、效率低、成本高。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)旨在建設(shè)現(xiàn)代茶園智能信息管理系統(tǒng)，集信息智能感知、無線通訊網(wǎng)絡(luò)、云存儲、智能決策與預(yù)警等現(xiàn)代化技術(shù)于一體，實現(xiàn)對茶樹冠部溫度、濕度、光照輻射，茶樹根部土壤溫度、濕度，及茶園局部氣候環(huán)境狀態(tài)等信息數(shù)據(jù)的遠程實時監(jiān)測；通過專家決策系統(tǒng)觀察茶樹的生長情況，可以全天候掌握茶園土壤的干濕度、茶樹芽生長情況以及茶樹的病蟲害狀況等，實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)與防霜系統(tǒng)多模式智能化、自動化控制；通過茶園現(xiàn)場高清視頻監(jiān)控，可以全天候24小時實現(xiàn)對茶園現(xiàn)場的全方位視屏監(jiān)控覆蓋；通過茶園信息智能綜合管理，可以對緊急狀況做主動報警處理，大大提高管理效率，從而達到科學(xué)化、信息化、精準化、智能化管理。4總結(jié)本文從概念、技術(shù)及應(yīng)用等方面對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進行了論述。如今，農(nóng)業(yè)在我國國民經(jīng)濟中有著舉足輕重的地位，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)往現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中，迫切需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行改造。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展會有一個全新的平臺。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高科技農(nóng)業(yè)必將迎來新的發(fā)展契機，對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造升級起到巨大的推動作用。在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會貫穿在作物育秧、農(nóng)田灌溉、病蟲害防御、化肥施用、作物收割和農(nóng)產(chǎn)品加工各個階段。在農(nóng)作物環(huán)境參數(shù)檢測、農(nóng)田水位水情監(jiān)控、災(zāi)情監(jiān)控、收割車輛定位和設(shè)備監(jiān)控、糧庫環(huán)境檢測，產(chǎn)品加工溯源等過程中發(fā)揮更大的作用。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。參考文獻：[1]李道亮.物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)[J].農(nóng)業(yè)工程,2012,01:1-7.[2]劉靜,邢麗.淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].職教研究,2014,02:45-47+57.[3]BeckR，MihaljevicZ，MarinculicA.ComparisonoftrichinelloscopywithadigestionmethodforthedetectionofTrichinellalarvaeinmuscletissuefromnaturallyinfectedpigswithlowlevelinfections[J].VetParasitol，2005.132(1-2):97-100.[4]徐海斌,王鴻翔,楊曉琳,曹繼文.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,05:398-400.[5]安軍鋒.淺淡物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè),2014,09:61-62.[6]范琦.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究[J].電信網(wǎng)技術(shù),2014,08:56-58.[7]秦懷斌,李道亮,郭理.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用進展[J].農(nóng)機化研究,2014,04:246-248+252.[8]AmpatzidisYG,VouqioukasSG.FieldexperimentsforevaluatingtheincorporationofRFIDandbarcoderegistrationanddigitalweighingtechnologiesinmanualfruitharvesting[J].Com