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物联网技术在农业发展篇1

我国森林资源分布广泛，但由于传统林区与外界环境因素影响，林业覆盖率较低、生态环境恶化严重。传统的人工林模式已经不能满足现代生态经济发展要求。因此在新时期和当前时代背景下提出一种智能化立体式采伐系统，是实现智慧林业建设目标中的重要环节之一。物联网技术作为一项新兴科学技术应用到林木生长管理领域后所诞生出来的新型工程技术，其特点为实时性强、交互性高及信息量大，能够提高林业资源利用效率、促进林区生态环境保护。

1智慧林业概述

1.1智慧林业概念

智慧林业是以物联网技术为基础，将计算机、信息通信和智能控制等高新技术应用到农业生产过程中的一种新模式。通过建立起一个全面的大数据平台，实现对林业资源进行科学合理的管理及预测。在这个平台上可以完成包括采集、分类存储及分析处理等功能；还能利用互联网技术来收集各种相关动态数据并加以分析与研究；同时也能够为林业企业提供更加准确可靠且实用可行的技术信息支持和服务，进而提高林业生产效率和经济效益。

1.2智慧林业的特征

智慧林业的核心是对数据感知技术的运用，而不是人工操作，在物联网中通过传感器将信息传送到云终端上，实现半自动化。由于在物联网应用过程中需要大量人力来进行采集、分析和处理等工作，而且随着科技发展与进步，以及人们生活水平提高后各种便利性需求也越来越高。因此，要想实现智能化就必须依靠先进的科学技术手段才能完成，而这就需要对其数据传输方式进行创新并对新型技术加以利用。

1.3智慧林业的功能

智慧林业主要是指利用信息技术，在智能化的基础上，以先进技术为依托来实现对林业资源的有效管理和控制。通过建立一个完整、科学及合理的评价体系，提高效率。随着物联网系统应用范围越来越广，其自身特点的发展也呈现出不同类型的变化。因此要充分了解物联网中蕴含的信息量巨大且种类繁多等特性，将这些因素融入智慧林业建设中来，对林业资源进行有效管理和优化配置。

1.4智慧林业的作用

智慧林业的应用能够提高我国经济水平和社会效益。物联网技术在智能化、信息化建设中起到了重要的作用。通过对林业资源进行科学合理的管理，可以有效促进林木生长，使树木的存活率得到大幅度提升，同时也有利于改善生态环境质量；此外还能实现林业生产过程自动化控制与监控等方面工作。随着社会经济水平不断提高及我国在国际上地位逐渐上升，智慧农业是生态文明发展的必然要求之一和基础条件。

1.5智慧林业的价值

智慧林业是以人为核心，通过运用先进的信息技术和理念，将现代科学技术、生物工程技术等高新技术应用到传统农业生产过程中。在物联网与大数据背景下进行智能决策辅助管理，提高信息处理能力及服务水平；利用云计算、移动通信及互联网等新一代网络工具来实现对林业资源信息采集分析并反馈给相关管理者；同时也要充分运用计算机软件和硬件设施，将林业企业的业务流程和工作标准统一化、标准化，从而达到提升生产效率降低成本的目标。

2物联网概述

物联网技术主要利用信号传感装置将物体与互联网连接，进而利用信号传播媒介进行物体之间和互联网间的信息交流与通信，以达到高智能的物体追踪定位与识别等功能。将物联网技术运用到智能林业，能够实现中国智能林业发展的全新模式，它可以把传统林业体系和电脑等现代网络信息技术更有效地融合到一起，不但能够提升中国相关林业体系的发展水平，还可以预防自然灾害，进而保障中国绿色生态文明的健康和发展，进而提升中国绿色生态林业经济社会发展的整体水平和效益，更关键的是还可以保障中国社会稳定发展。

3我国智慧林业建设现状

3.1我国智慧林业建设基本情况

我国智慧林业建设已经取得了明显的成效，在全国范围内形成统一标准，并逐步向国际化发展。但地方政府对智能电网、大数据等相关技术认识程度不深以及缺少相应配套设施和平台支撑，导致在实际应用中存在问题：缺乏对智慧林业物联网概念内涵及关键特征的深入理解；没有建立起系统化与规范性相融合的体系结构，无法实现统一管理。这也影响了我国物联网建设工作效率。

3.2我国智慧林业建设的制约因素

物联网技术的应用，使得林业企业可以通过智能化、信息化来进行林业采伐，从而达到提高林木质量和产量的目的。我国在“十二五”期间将智慧林业建设作为重点项目。其中主要是利用云计算平台对林业主管部门提供信息服务；借助大数据分析系统（RF）等信息技术手段实现对林业资源动态监测与管理；运用物联网技术建立起高效可行的综合评价体系来进行评估、决策，通过智能化水平提高林木质量和产量，降低木材运输成本并减少浪费率。

4林业物联网在国家智慧林业工程建设中的发展战略

4.1加快了林业专用传感器的研究和发展

一方面要针对林业物联网的环境特点，开发能够适应林业生产实践、林业精度，以及具备高度适应性和高可靠性的林业传感器；另外，还需要做好相关的林业病虫害、树木胸径、林分郁闭度和叶面积指标等现代林业行业专用传感器的开发工作，以使林业物联网技术更能符合现代林业应用的需求。

4.2自动化测试

为满足日益扩大的林业资源在物联网中的使用及行业蓬勃发展的现状，在此进程中对系统和物联网的安全性进行了检验，以避免林业火灾。自动系统检测不但能够提升检测效能，同时能够精确计算所需要的系统数据。

5物联网技术在智慧林业中的运用

5.1林业智能灌溉系统的应用

传统灌溉技术是必须人工定期地根据灌水经验把水阀打开，这无疑会导致自然资源的耗费。智慧灌溉系统则可利用无线网络直接对接现场设施，工作人员不仅能够及时利用网络平台对现场排气阀实施开关，还能经过分析后自主地对林区实施灌溉；另能对林区土壤空气温湿度变化情况实行即时监测，随时录入、检索并打印整个灌溉区的天气信息、土壤湿度、灌溉设备、灌水进度和灌溉记录等信息。智能灌溉管理系统，一般由中央主控系统（服务器设备、信息管理网络平台）、电子磁阀、土壤湿度感应器（可测土地温湿度一定值）和天气观测站（可测量温度、潮湿、风速、风向和降水量）等装置所构成。应当重视的问题是要真正做到水资源的有效使用，仅靠单项节水浇灌技术是不能够解决问题的。而应该从水源开发利用、输配水、灌溉技术，以及降水、蒸发、土地墒情和林木需水规律等方面统一综合考虑，以实现雨水、灌溉水、土壤水和地下水统一调度，做到按期、按需及按量自动供应。

5.2在林业资源保护中的应用

林业资源是十分关键的再生资源，分为木材资源和非木材资源，木材资源一般是指树木资源，非木材资源包含了林业、动物、细菌和环保资源等。但由于中国城镇化进程的日益深入，林业资源损失巨大，大量古树名木遭到迁移，稀有的野生动物栖息地遭到毁坏，致使林业资源日益减少，环境保护工作迫在眉睫。建设信息系统库、数据库，设计构建物联网体系，大大拓宽了对林业资源环境保护的监测范围，并进行了动态管理，提升了工作效能，提高了决策的科学化。在林业资源保护管理工作中，要对资源进行划分，根据生物习性、保护需求等及时适地采取多样化的保护与运用模式，特别要注意充分保存资源的原有状况与价值，并利用物联网系统完成由人为化、小区域的管护，向智能化、大范围的保护过渡。

5.3虚拟现实

虚拟现实也作虚拟实境，又称VR，是使用计算机仿真形成一个三维的虚拟世界，进行参与者视、听、触等感觉的仿真并与之形成互动的活动。VR科技是计算机硬件、软件、传感器、人工智能、生物心理学和地理科学技术发展的结晶。选择具有代表性的林地环境实景，根据现有的林业、动植物资源特征数据，运用虚拟现实技术建设VR珍稀林业资源，并运用该地的山势景观数据、航空摄像、遥感录像和实地照片收集等，采取全景或2D纹理制图的方法描绘现场，构建VR天空环境，进行全景内容观赏、虚幻现实情景模型漫游。5G技术的海量数据和低延迟特点，可以让人类透过佩戴VR头显直接走入真实的大自然，并透过手柄点选树种、动植物自然资源，其有关资讯、分布区域和特征逐步展示，使人类能够近距离、浸泡式地感受珍稀动植物资源优势和大自然的生态环境，从而切实增强人类环境保护与林业资源的意识。

5.4建立信息收集中心

物联网技术的应用，可以实现对林业企业生产、消费和服务过程中的各种信息进行收集，并通过网络将这些数据传送到智能终端上。在智慧林体系统中建立一个“大数据库”。这个系统是由专业机构开发出来的一种具有强大功能的结构化软件来支持其内部业务处理与分析工作，主要由信息采集模块、电子控制管理及应用分析等内容组成。该平台可以为用户提供各种形式的服务，比如信息发布和检索方式等。

5.5提高工作效率

物联网技术是智慧林业的核心，在应用过程中，需要不断优化工作流程。通过对信息流、资金流动和数据处理实现实时动态监测。利用智能化设备进行监控。将智能终端与远程客户端相结合，可以使物控中心的工作人员随时随地了解到具体情况并及时作出应对措施；同时也能提高系统运行效率及安全性等问题；还能够减少人工操作时间及劳动强度来有效提升智慧林业应用管理水平，促进工作质量不断改进、完善。

5.6数据采集与传输

大数据采集是智慧林业物联网的核心，通过对海量信息进行有效处理，将其转化为数字化、智能化和网络传输。在物联网中的传感器设备可以实现自动检测林业树木状态。当采集到植物生长情况时就会被及时地感知并记录下来；当收集到植物病虫害等相关信息后也能够立即发送给大数据中心进行分析与管理控制；同时还能对其生长环境参数进行有效监测，以便采取相应措施来减少损失或避免不必要浪费。

5.7提高了林业资源管理水平

林业资源是人类的宝贵财富，也是国家生态文明建设重要物质基础，因此，林业主要从保护林业和改善生态环境出发。在林业管理过程中引入物联网技术后通过对林区各树种、林地等不同类型林木进行实时监控与跟踪监测。利用智能化设备系统采集各类数据信息并实现计算机自动分析处理及快速检索功能可将大量资料提供给管理人员查询或统计分析的作用；借助云计算平台可以及时了解到各种林情变化，提高林业的管理效率。

6结束语

综上所述，目前科技的发展趋势正在改变，新科技所造成的人们在生产、生活等方面的巨大改变，更是今非昔比。在我国的物联网应用中，因为技术和管理存在一定的问题。例如：数据信息采集精度低、实时性差；物联网系统建设滞后。因此对智能化大生产提出了更高要求与挑战。通过研究发现智慧林业是一种新事物，不仅需要依靠科技来提高效率，还需从实际出发进行创新才能达到目的，只有这样才会有可能在将来的发展中成为我国经济发展的中坚力量。

作者:陈伟伟 单位:通渭县林业和草原服务中心

物联网技术在农业发展篇2

网络的发展便利了人们的生活，促进了生产力的提高。农业的欣欣向荣也离不开日新月异的物联网技术———RFID技术（无线射频识别即射频识别技术）、传感技术和Wi-Fi技术等。物联网主要加速了有关农业的信息采集、传输，并分析了农业生产的相关情况。物联网技术运用于农业的节水灌溉之中，大大提高了农业生产的效率，使得科技造福人类的口号得以落实。

1智慧农业与物联网技术

智慧农业，通俗地来说就是给传统农业穿上装备—智能技术，计算机和移动设备，来使本身的传统农业在原先的基础上逐步智能化，摆脱完全人工化的操作而形成的新型农业生产模式。为达到用户目的，使其自动化采集农业生产的信息，智能决策判断一些网络运用的实际问题，许多的物联网技术已经投入使用大数据、云技术和网络人工智能等。而物联网技术，由于其囊括的范围实在过大，还没有能够完全定义其概念，只能在字面上理解为物物相连，发挥“一加一大于二”的实际作用，其核心其实是依赖于互联网之间形成的网络关系，使物联网的用户可以通过复杂的关系网便利地交换信息、技术，突破时间空间的限制，节约成本，提高利益。

2物联网投入智慧农业的关键技术

2.1RFID技术

RFID技术是通过无线电技术灵敏地对目标进行检测，同时准确记录数据并且归类于射频识别、通信技术的一项专业手段。其由应答器、阅读器和软件系统共同构成，在长距离信息传输，短距离传导，并识别有关的关键信息中发挥巨大的作用。RFID技术在短距离信息传输、识别中应用效果较佳，经应答器、阅读器、软件系统等构成，数据记忆容量非常大，抗污染能力较强，能够适应多种复杂使用环境，而且具有耐久性佳、扫描速度快等优势，这在智慧农业之中发挥着关键性的作用。在为节水灌溉等智慧农业工作时，其内部芯片会第一时间把有关数据传入库里，阅读器在其中接受信息，高效自动化地处理复杂晦涩的问题与数据。然后将指令传递给后台操作系统，以完成对数据的实时分析、控制和应用。

2.2Wi-Fi技术

Wi-Fi技术是一项对环境影响较大的技术，通常情况下，在公共场合的Wi-Fi技术辐射范围在100m左右，这还是在封闭无人的条件下，而在空旷的室外甚至可以辐射在210m以外，得天独厚的便捷条件使得其广泛地被运用于农业之中。而说起其辐射范围和其原理密不可分，Wi-Fi技术是一种将电子设备连接到局域网络的技术，使多种电子产品上网。除了基本的作用以外，Wi-Fi技术还能感知重要农业信息，并可有效完成传输任务。这一流程主要是通过信息感受器感知有效信息并收集，后通过Wi-Fi处理技术，将信息整合收集，传到应用缝隙层，使智慧农业信息得以高效无误地传递。

2.3传感网技术

传感网技术的应用前提就是信息的及时采集，信息、通信部件随机，在这些条件下使其加强联系而形成一个独立网络结构传感器。其有许多的优势，比如能在复杂的环境下保持稳定，拥有基础的传输信息能力和储备功能，还能将自身的能量转化为工作的所需品，在物联网技术中承担着包括物物连接和信息交流的主要任务。但也存在一定的缺陷，比如单个部件之间传输信息量少，且多为随机，虽然不会造成过大的干扰，但是仍然有进步的空间。

3智慧农业物联网的基本构架体系

3.1物联网的感知层

物联网的感知层包括RFID设备、传感器和视频监控设备等。为了满足基本的信息数据采集与检测，在整个流程里将系统置于上层，提高智能网关传输信息到达继电器，控制农业设备开关，达到智能化调控，监测农业生产环境。而在数据收集和感知用户信息的层面上，使用了Zigbee（物联网电能管理系统）和CAN（控制器域网），充分传输有效信息进入物联网系统，再完成上述流程。

3.2系统结构的设计

智慧农业物联网系统涉及面很广，主要有智能监管、自动调控系统、信息采集器和智能网关。每个部分有每个部分的作用，信息采集器可以高效汇集信息，来形成必需的模拟信号。模拟信号将这些信息通过技术改变成数字信号。而无线传输设备可以将电磁波信息进行转化。有利的是，无线电传输消耗小，能够通过多端介入Zigbee技术。而智能网关主要进行处理信息和加工信息的流程。监控中心可以将智能网关处理的信息进行更深层次的分析存储并交由专业系统审核，保证了流程的科学性。此时，便于在第一时间将调控指令发送于自动控制器，进行现场设施自动化控制，将现场图像信息传输到监控中心，可以实现远程可视化监控的效果。

3.3物联网的应用

物联网应用面对的对象是使用用户，为终端用户服务是物联网应用的目的所在，为了更好地服务所有的用户，物联网甚至构建了平台以便交流改进。在智慧农业方面，物联网渗透到监测农业环境、保护农业生产过程及帮助农业有效对付害虫侵扰的方方面面。应用层注重对农业信息最直观地收纳分析，为管理的自动化打下基础。而管理层面通过实时收集农业生产的数据，分享给工作人员，提供合理的决策结果以辅助工作人员，提高工作效率。

3.4物联网的网络层

除了通常网络中的WLAN技术，还包括LAN技术、CDMA技术及4G技术等等。通过这些技术的相互配合，有效地提高处理整合信息的速度。为了让物联网的客户更加信任，要对客户感知的信息进行保护，在保护用户隐私的同时，高效完成任务。

4物联网技术在现代农业节水灌溉中的应用

在一般的农业生产过程里，灌溉是重中之重，影响作物的质量和周期，影响着生产的利益。通过物联网技术在田间安装传感器，实时跟踪作物的生长习性，包括所需的湿度水分、土壤要求等。并制定相关的灌溉措施来稳定作物生长，为作物提供更好的生长条件。促进农作物健康生长，并节约了水资源。

4.1系统性结构

现代农业节水灌溉中的物联网系统具有独立的检测体系，这一检测体系主要是基于传感器、控制系统和计算机通信技术而建立的。物联网系统主要包括3大部分：一是网络控制和感知层，其主要负责进行检测和数据控制等工作，属于系统的终端。感知层通过实时对农业用水的实际情况进行监控，获得田间环境信息和作物本身信息。二是数据传输层。顾名思义，数据传输层主要负责实现数据的传输，其能够从感知层中获取数据，并传送至处理层中。三是数据处理层。数据处理层将所有的农业数据汇总，并进一步分析数据，最后为自动灌溉提供数据依据[1]。而在农田灌溉区域中，网络系统则会对区域内部的所有灌溉设备进行直接控制，并依据物联网系统所获取的信息进行灌溉设备的控制，从而实现农田灌溉的自动化。这一功能的实现主要依靠于设置在灌溉设备出水口中的控制系统，其具有信号收发功能和传感器信息反射功能等。在灌溉指令下达之后，监控室收到了灌溉信息，计算机系统自动下达指令，灌溉设备阀门打开，进行灌溉。此外，考虑到节水灌溉的基本需求，整个供水的过程中会设置报警线，报警线并非固定，而是根据系统所给出的灌溉水量而决定。当出水量达到最大供应值之后，激发报警线，报警装置启动，从而关闭阀门，而整个灌溉过程也彻底结束。

4.2网络无线传感器

农业灌溉需要大量水资源，为了更好地利用水资源不形成浪费，在灌溉过程中节水环节很重要，节水可以运用无线传感技术。无线传感技术就是将无线个域网自由组合，这种技术是一种低复杂度、近距离、低消耗、慢速率且低成本的无线通信技术，信息容量大，可信度高是这种通信技术的特点，组成部分有4个，分别是使用层、控制层、物理层和网络层。以往的传输系统运用有线传输网络，具有成本高、网络布线复杂、灵活性不强、出现问题时不易解决和推广性不强等诸多弊端，利用网络无线传感技术解决了传统的有线传输网络系统的问题，在控制大棚室内温度、空气湿度和土壤酸碱度方面具有突出贡献[2]。

4.3物联网灌溉系统的供电

从物联网灌溉系统的运行原理中可以发现，其主要依靠无线传感器实现信息的传递，通过无线电磁阀来控制整个网络。物联网灌溉系统本质上是为农业生产而服务的，这也意味着其本身具有广泛性的特征，系统整体的规模相对较大，故而实际应用中需要使用到大量的电力资源。物联网灌溉系统的电力供给主要是通过各个组成单元的电池组，传统的电池组面临着充电、更换等诸多问题，故而可以在实际中设置太阳能电池板，只要有阳光就可以重复利用。此外，节能措施的选择也至关重要。考虑到物联网灌溉系统的运行特征，节能控制点主要集中在通信设备降耗和电压调节功率管理方面。可以采取分区域、选择动态可控制的技术。比方说在灌溉完毕的农田区域中，将电磁阀电源和传感器关闭，只开放需要的区域，来实现节能目的，降低供电需求量。

5系统功能的特点

5.1系统的管理

由于在监管的全过程中，各个技术已经形成了系统的流程，物联网作为统领在监管系统正常运行中也发挥巨大作用。物联网主要是对系统的文件数据进行管理保护，确保各项措施稳定进行，互不干扰。在系统的稳定进行中，对使用者的账户信息、所拥有的财富体系和知识体系进行保护，确保隐私的安全。物联网通过把系统分为特别规定的几个环节，进行定点保护。为确保物联网发挥其最大的作用，要科学合理对待其不足，定期检查测验，对已有数据进行整理归纳。重视用户隐私的保护，权限与信息不可公开，提高准确性和规范性[3]。

5.2信息收集查询与搜索

由于整个过程的信息过于庞大，在不同时间有需要对特定信息进行检索查阅，如何缩短时间也是系统工作的主要一环。通过将信息归纳为图标、坐标等其他方式，来将常用思维和逻辑思维结合，找到最适合人类寻找的工具模式，在系统上查询、收集和搜索相关信息。甚至对每个信息进行位置长度宽度的合理定义，用坐标轴形式能快速定位，准确高效率地找到有关数据[4]。
5.3自动化的数据收集

由于各项数据已经经过编码排序，只要通过物联网技术，就能自动化为用户选择相关所需的信息，通过终端发送给用户。从实际应用情况来看，基于物联网技术的灌溉系统在自动化数据采集方面已经较为成熟，基本上可以实现实时数据采集，且数据的准确性较高，可以客观判断田间的水分供给情况。即便是在数据传输方面存在一定的滞后，也并不影响系统整体的正常运行和灌溉效果。

5.4分析相关数据

对于已经检阅出来的相关数据，对其分析利用也颇为重要。在收集到数据之后，通过图像法、坐标法等对其进行分析，保证稳定性与准确性。合理推算之后再通过系统手段，进行二次检阅，反复模拟实验后，再将最终结果传入终端，交给用户和研究者使用[5]。

6结束语

物联网技术的发展，在各行各业都有巨大的影响，当之无愧与计算机、互联网和移动通信网一起被称为世界信息产业的浪潮。物联网，在字面上，也能得知与其他浪潮的不同在于其将物与物之间的联系放大，找到人与物、人与人及物与物之间可以相互利用的成分。而农业，作为人类安身立命不可或缺的条件，尤其是世界上许多地方还遭受着温饱不足的迫害，将物联网与农业结合，通过解放劳动力，对农作物的生产流程进行管理监控，对经验进行分析，得出更加先进的种植智慧技术，比如作用于节水灌溉技术、科学施肥和定期除害等方面。而智慧农业里的节水农业，不光对农业方面产生巨大的影响，对保护水资源的利用，节约用水方面也做出了榜样。避免因为地区限制而发生土地盐碱化，土壤凝结等危害。其还可以用来疏松土壤，改善土壤的质量，侧面上甚至对一个地区风沙治理、涵养水源和保护环境起到了重要作用。

作者:张连芝 单位:山东省德州市宁津县柴胡店镇人民政府

物联网技术在农业发展篇3

0引言

我国是一个正在发展中的农业大国，推进农业产业发展对于我国国民经济发展具有重大意义。当前基础农业的生产力发展水平与当今社会发展要求出现了一定差距[1-2]，难以满足现代社会发展需求，导致农村发展相对滞后、农村经济不发达等问题。基础农业暴露出的一系列问题催生了现代智慧农业的发展，且现代农业已出现与新一代信息技术融合的趋势。物联网技术自被正式列为国家五大新兴战略性产业之一以来，受到了全社会极大的关注并得到了快速发展。物联网技术在农业产业中的应用旨在解决农业发展的痛点问题，有助于实现农产品生长过程的实时监测[3]，保障农产品生长全程可溯源追踪[4-5]，实现农业的智能化生产管理，推进农业生产的科学化与精细化，培养新型职业农民[6]。2020年5月，工信部发布工信厅通信[2020]25号文，即《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，旨在加强物联网的全面建设与应用，故“物联网+农业”必将成为未来农业的发展趋势[7-9]。

1农业发展产业化现存问题

我国农业发展正处在由基础农业到现代农业的转型阶段，这一转型需要科学和技术不断渗透到农业领域，即完成从劳动密集型到技术密集型产业的转变，转型过程中暴露出了我国农业发展存在的问题[10]。

1.1农业产业化发展的不足

我国农业发展正处在由基础农业到现代农业的转型阶段，基础农业整体生产技术水平相对落后，生产形式多为小规模家庭经营模式，制约了农业产业规模化。当前基本农业的经济效益低下，间接影响了农民的心态，致使劳动积极性不高，年轻劳动力多选择外出务工，留乡农民趋于老龄化；缺少正确的科学技术指导，对农产品品种的更新迭代能力较弱等种种原因又导致农业经济效益低下。一定程度上，陷入基础农业发展的死循环。基础农业销售流通渠道单一。农民将大部分农产品对供货商进行大量批发供货，单一的传统线下交易模式难以满足当代人追求便利的快节奏生活习惯；且此销售途径存在中间商层层获利问题，农民直接获取的经济利益较低，会打击农民劳动积极性，不利于农业产业发展。

1.2相关技术人才的短缺

农村年轻劳动力多选择外出务工，留乡农民趋于老龄化，大多数农民自身文化水平偏低，对于相关技术的了解甚微，现代农业生产意识较薄弱。一部分农民选择不适合该农作物生长的土地种植农作物，过度依赖化肥、农药等化学产品，导致地下水资源被破坏和土壤肥力消耗过度，造成的一系列问题给现代农业的后续发展带来一定阻碍。尽管农业科学技术人员及智慧农业经营者的培养已经受到国家重视，并提出和实施培养相关人才的计划，但是农业产业管理的一般环境条件和生活质量与城市有一定差距，对于高素质管理人才的吸引力较低，导致在农业生产管理者方面存在很大的人才缺口，难以支撑现代农业的持续发展。

2物联网技术对农业产业化发展的支持

物联网技术主要通过传感器技术和嵌入式技术，将物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，辅之射频识别（RFID）、大数据、云计算、区块链等技术，实现智能化识别、定位、监管等功能。主要通过RFID标签和读写器、摄像头、M2M终端、传感器等识别物体和采集信息，掌握物体的基本属性来对物体进行分辨，通过合适的网络形式根据其需求进行信息处理。作为现代农业的代表，智慧农业的发展必将在未来农业发展中占据主导地位，利用物联网技术可对农业生产与农产品等多项因素进行管控与监督，实现对农业生产中存在的问题进行预测、远程监测与管理控制。因此，“物联网+农业”是未来农业发展的必然趋势，物联网技术将为现代农业的发展提供一定支持，助推农业产业化发展。

2.1物联网为智慧农业提供技术支持

物联网技术的关键是传感器技术和嵌入式技术。传感器是物联网发展的根基，其智能化转型是提升种植业、畜禽业的信息化与智能化的核心。系统数据通信流程如图1所示，通过各类传感器和摄像头等感知层的设备获取信息，将获得信息通过ZigBee、4G、NB-IoT等上传至网络，利用云计算、算法与模型融合等信息处理技术对各类信息进行处理、分析，实现智能判断和决策，为农业的智能化控制提供理论依据。利用温湿度、光照、CO2等传感器对农田环境信息进行感知，有利于实现在作物种植前进行土地选择，在生长过程中实现实时监测。利用摄像头、RFID技术、红外探测技术、无线传感网络技术等，实现对家畜行为信息的监测。农产品流通对数据技术、定位技术和共享发展的要求较高，利用区块链去中心化、信息共享和数据加密的体系建立公开透明的大数据库。

2.2物联网技术人才为智慧农业提供智力支持

由于基础农业发展相对滞后导致农村生活环境和生活质量没有城市好，年轻人选择农业类专业进行学习和研究的兴趣不高，当前智慧农业经营者的新型农业从业者缺口较大。目前，我国开设物联网工程专业的高校较多，开始重视科技人才的培养，政府还对学成返乡进行农业产业建设的学生给予一定经济支持。物联网技术如今在农业领域已得到一定范围的应用，农业产业已经开始向技术密集型产业转型，农村生活质量得到了一定程度的改善，并且获得了政策扶持，会有越来越多的年轻人选择回到农村，这些人将是新型职业农民的预备人选；另外，政策鼓励外出务工人员返乡建设，可以从中选择一批能接受新事物、有能力掌握农业科学技术的青年人进行培养。保证新型职业农民能够创新和应用农业物联网技术，实现农业网络化、数字化、现代化、智能化，为现代农业的发展提供智力支持。

3物联网技术助推农业发展的分析及各子系统流程实施

物联网技术可以通过传感器和通信网络实现对农情的监控，有效提升农业管理水平；同时可利用物联网技术建立自然灾害预警机制。物联网与区块链技术的结合，在农产品流通过程中有着显著的应用效果。因此，物联网技术可以从农作物选种、生长、流通等多方面促进农业的网络化、数字化和智能化。

3.1土地集中管理

小规模家庭经营模式显然不能满足现代农业的发展需求，须进行土地集中管理，将零散的土地整合成片，进行统一种植和经营。利用温湿度、光照、CO2等传感器感知农田环境信息，获取、分析整片土地的信息，了解土地的土壤有机物含量、盐渍化程度、水分含量，对农作物的种植种类进行科学规划。在作物生长过程中，通过设置传感器对风向、风速、气压、相对湿度等信息进行采集，可实现对自然灾害的预警机制。结合气象系统，分析未来一段时间的降雨时长、强度、风力大小等信息，并作出相应的防御机制。

3.2生长智能监测系统

在农作物生长的土地搭建智能监测系统，通过物联网技术，利用摄像头、乙醇传感器、pH值传感器、温度传感器、湿度传感器等模块，对农作物生长的环境和生长状态进行实时监控，将所测得数据按时段上传至网络平台并整合，供农业产业管理人员查看。通过此系统，农业产业管理人员可进行远程管控，不必深入田间地头，吸引一部分高素质管理人才对农业产业进行更优的管理。获得的数据可通过算法分析，对是否存在病虫害、是否需要进行施肥等问题进行判断，具体流程如图2（a）所示。结合大数据分析，了解当前消费者的需求和对各类农产品的反馈数据，将信息传达给农民以便进行作物种植方式的调整，及时、有效地帮助农民与消费市场之间进行产品对接，避免农民盲目种植带来损失。如图2（b）所示，对于家畜的养殖，利用摄像头、RFID技术、红外探测技术、无线传感网络技术等，对家畜的行为信息进行监测，使用温湿度传感器、CO2传感器等对其生长环境进行监控，并将饲料喂养信息等数据一同上传至网络平台。对测得数据进行分析，了解家畜的进食、生长情况，以此判断家畜进食是否正常。根据家畜行为状态、进食分析结果进行饲养配方的调整。结合环境的监测数据，分析牲畜是否患有流感等疾病，在疾病爆发初期将患病家畜进行隔离处理，避免因疾病全面爆发而造成的农民难以承受的损失。

3.3身份溯源和运输系统

当代人越来越注重食品安全，故设置身份溯源系统来实现农产品生长阶段的“透明化”，通过运输实时监测系统避免产品在运输途中发生腐坏，流程如图3所示。在农产品售卖之前，由于生产、运输、销售环节所需获取信息的需求不同，所以将其生长周期内的情况数据整合并生成RFID标签和二维码。在经过筛选或是加工过的农产品的包装袋上，附上RFID标签和二维码；在加工、运输环节通过读取RFID标签鉴别农产品是否符合售卖标准，达标即可成功出库；在销售环节，顾客通过手机扫描二维码，获得所购置农产品的“整合生命周期”的信息。在运输环节，对运输车通过物联网进行智能监控，在车中装入GPS定位模块、温湿度传感器、乙醇传感器等模块，将所获取的信息上传至云端，以此查看产品运输途中的实时位置、运输车内环境信息及经手人等多维度的信息。通过传回的数据，利用云计算推算出车内产品的“新鲜度”信息，确保农产品新鲜度。通过分析传回的数据对运输方案进行不断改进完善，实现农产品生产、运输到销售等环节信息共享和透明化管理，保证其安全可追溯，推动农作物品牌打造，提高其产品附加值。

4结语

本文分析了如何利用物联网技术对农业生产、销售等环节进行监控，可为农业生产提供指导，提升农业发展水平；培养农业物联网技术型人才，有利于提高农业经济效益，推进农业产业网络化、数字化、现代化、智能化转型升级，助推农业产业化发展及智慧农业发展；应用新一代技术与农业结合，实施“互联网+”农业，实现第一产业提质增效，惠及大众，造福人民。

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作者:陶佳雯 徐楠 刘松霖 陆怡成 陈威健 单位:金陵科技学院智能科学与控制工程学院，