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[摘要]隨著社會的不斷發展,在當前信息時代中網絡技術、物聯網技術已經被廣泛地應用在社會各個領域中,充分體現出了網絡技術、物聯網技術自身的應用價值和作用,我國的農業生產過程也漸漸向智慧農業的方向發展。在智慧農業發展背景下,合理地在設施農業中應用物聯網技術,將會大幅度提高農業生產效率,還會更好地調整我國的農業產業結構,進一步實現我國農業生產形式的優化和升級?;诖耍疚闹饕治鲋腔坜r業發展中物聯網技術在設施農業中的應用情況。
[關鍵詞]智慧農業;物聯網技術;設施農業
我國是一個農業大國,農業是促進我國社會經濟發展的主要動力,是我國國民經濟的關鍵組成部分之一,對我國實現可持續發展有著深遠的影響。我國傳統的農業生產主要是憑借農民的經驗來完成播種、施肥、病蟲害防治等工作,在此背景下極易導致生產過程存在不確定性,并且生產產量有待提高。隨著智慧農業的發展,在設施農業中應用物聯網技術,將會使我國農業生產及管理更加專業性、智能化、精細化。
1物聯網技術在設施農業中的應用價值
在當前社會不斷發展的背景下,物聯網技術有著更加廣闊的發展和應用空間。物聯網是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制。物聯網技術,是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統以及激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術[1]。物聯網技術和互聯網技術有著本質的不同,但是兩者又相互聯系和促進。在設施農業中合理應用物聯網技術,能促進我國農業的發展。對于互聯網技術來說,其能合理利用二維碼、RFID來達到區分個體從而獲取數據信息的目的,并且通過對數據信息的分析來進行決策及控制,最終實現智能化管理。但是,物聯網和互聯網有著本質的不同。物聯網分為傳感器、M2M、RFID3種應用類型。就物聯網中RFID的實際應用來說,主要是通過利用數據庫技術、網絡技術,達到將RFID標簽嵌入對象身體上的目的,從而形成一個物聯網;而物聯網中傳感器的應用主要是通過監管對象周圍,并且合理安裝傳感器的節點來實現對象數據信息的收集、整理及歸納,最終完成對數據的控制及傳輸;物聯網中M2M的應用能實現機器之間以及機器和人之間的交互及控制作用。
2智慧農業概述
所謂智慧農業,是當前在社會發展潮流中衍生出來的一種新型農業形式,即充分應用現代信息技術成果,集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、3S技術、無線通信技術及專家智慧與知識,實現農業可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等智能管理。在智慧農業中融合物聯網技術、云計算等技術,能對農業各項工作流程進行智能化控制,從而達到精細化管理農業的目的。智慧農業始終堅持人文創新的基本理念,從而在農業生產過程中實現環保、以人為本的基本理念[2]。但是,智慧農業的發展需要先進技術支持,要求相關管理人員要對農業結構、生產要素進行適當的調整和優化,促進農業向著智慧農業的方向發展??傊?,智慧農業不僅是先進技術智能化的體現,而且是人類發展智慧的直接展現,能促進人和人、人和物之間的信息交流和傳播,還能優化和改變傳統的農業產業結構,實現我國農業發展的高效化、生態化。
3智慧農業中物聯網關鍵技術
3.1RFID技術
智慧農業發展中物聯網技術在設施農業中應用的關鍵技術有RFID技術。RFID技術也被稱為射頻識別技術,能合理利用無線電信號來感知檢測對象,并且能全面記錄獲得的數據和信息。所以,RFID技術經常用在短距離的數據識別和傳輸工作中。RFID系統主要包括應答器、軟件處理系統和閱讀器3個關鍵組成部分,具有耐久性較高、掃描較快、抗污染性能較強、數據信息的容量相對較大等優勢和特點[3],因此在物聯網技術中有著廣泛的應用空間。RFID技術中的應答器能更加全面和及時地了解檢測目標所發出的各種信號,然后利用天線發送射頻信號,而軟件系統在接收到應答器發出的信號以后,進一步對接收到的信號進行加工和歸納,將處理完成的數據信息向閱讀器反饋和傳遞,閱讀器收到頻率信號后能對數據展開全面的了解和分析,最終達到控制各種信息的目的。
3.2傳感網絡技術
傳感網絡技術在設施農業中也有著廣泛的應用空間。傳感網絡技術其實就是由傳感器形成了網絡,主要包括傳感器、通信部件、數據處理單位部件等。在傳感網絡技術的實際應用中,傳感器能隨機分布在各個領域,全面采集及傳輸信息。對于處于不同領域中的傳感器來說,能相互聯系,形成完善的網絡結構。需要注意的是,傳感器具著多樣化的節點,并且一些傳感器節點的分布具有隨機性、密集性,在各種環境中具有較強的適應性。所以,只有促使傳感器具有能量儲備的能力,才能確保其能全面發揮自身的價值[4]。傳感器在物聯網技術當中的應用有著深遠的影響,可以說傳感器是物聯網技術的關鍵組成部分之一,能促使感知層、傳輸層及應用層之間相互聯系,最終為實現人與人、人與物之間的信息傳遞和信息交換奠定堅實的基礎。
4智慧農業發展中物聯網技術在設施農業中的實際應用
4.1系統設計環節的實際應用
在智慧農業系統中合理利用物聯網技術,能達到對農業種植環境、各種工作流程進行實時監控的目的,并且能利用網絡傳輸技術對相關信息進行傳遞。就系統設計環節的實際應用而言,一是感知層的系統設計部分。感知層能完成對前端信息的感知及獲取,達到對農業種植環境的全面分析和了解的目的,并且及時掌握在農業種植環境中存在的各種問題,及時發現和定位發現問題的場所,實現動態監測[5]。二是傳輸層的系統設計部分。一般傳輸層所負責的工作內容主要是對信息數據進行采集和分類,之后將數據信息傳遞到數據處理中心。三是應用層的系統設計部分。應用層屬于一種處理終端,能對各種信息進行存儲和處理,并且能根據相關條件適當調整信息的屬性。
4.2監控系統的實際應用
智慧農業發展中物聯網技術在設施農業監控系統中的實際應用,能更加全面地對農業種植環境及各種農作物的實際生長情況進行全面的監督和控制,代替工作人員發現和處理各種問題,從而顯著提高我國農作物的質量,促進我國農業的發展。監控系統自身就具備數據存儲能力,可以對各種數據信息進行儲存和處理,為后續各項工作的順利開展奠定基礎。監控系統具有較強的抵御自然災害的性能,如對洪水、暴雨、電擊等自然災害都具有良好的抵御效果。此外,在智慧農業發展中,無線寬帶網絡傳輸系統也被應用于設施農業中。無線寬帶網絡系統需要具備太陽能供電系統、Mesh網絡,從而發揮其實踐性功能[6]。無線寬帶網絡傳輸系統的傳輸技術具有良好的環境適應能力、抗干擾能力,對促進我國農業可持續發展具有深遠影響。
4.3無線傳感網絡子系統的實際應用
無線傳感網絡子系統中具有環境感知模塊,無線傳感網絡子系統在設施農業中的實際運用能達到監控農業種植環境的目的。例如,在智慧大棚中合理利用傳感器,可全面檢測大棚中的土壤成分、溫度以及濕度等,但是需要利用自組織無線傳感器網絡完成上述檢測工作。傳感器具有數量較多的節點,其中主要包括感知節點和協調器。傳感器中的感知節點能通過感知數據來將自身獲得的數據信息采用多樣化的傳輸途徑傳輸到協調器的結點中,協調器需要進一步將感知數據向上層系統傳輸,從而實時監控智慧大棚種植環境[7]。此外,在智慧大棚中相關管理人員應合理設置各種不同類型的傳感器,從而動態監測和控制智慧大棚中的溫度、濕度、光照和土壤等因素,促進我國農業不斷發展。
5結語
通過上述分析可以發現,在智慧農業發展中物聯網技術對我國農業發展的重要性和必要性。在智慧農業中融合多樣化的信息技術,合理利用各種信息技術高效處理農業生產中遇到的難題,對于實現我國農業穩定發展有著深遠影響。而要想更好地利用物聯網技術來促進我國農業發展,需要相關管理人員重視和關注物聯網技術在設施農業中的實際應用,加強RFID技術、傳感網絡技術在設施農業中的應用,并且注重系統設計環節、監控系統、無線傳感網絡子系統在智慧農業中的具體應用,為實現我國農業穩定長遠發展奠定堅實的基礎。
參考文獻
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作者:喬恒博 單位:三門峽市農業信息中心