摘要:我国的经济发展趋于科技化、信息化,这对农业信息技术的发展提出了更高的要求。农业建设中,农副产品从产出到销售的全流程都需要以物联网技术为基础。主要对农业信息化的发展内容进行了总结,然后分析了基于物联网技术的农业信息化的具体应用,最后讨论了农业信息化中的物联网关键技术。
关键词:物联网技术;农业信息化;关键技术
自然条件对农业生产有重要的影响,这使得农业生产过程中的不稳定性较大。依靠物联网信息技术,以信息化途径来准确预判自然条件,增加农业生产的效率显得非常必要。物联网技术的智能性和综合性较高,构建基于物联网技术的农业信息化系统,能较好的满足农业发展需求。
1农业信息化发展的主要内容
农业信息化发展可推动农业生产从产出到销售的多个步骤联系紧密,提升农业经济的发展速度。农业信息化发展的内容主要如下:1.1环境资源的信息化。由于农业生产对土壤、温度、气候、降水、光照等自然条件的依赖程度大,为保证稳定发展,需要以生产地实际情况为基础,建立农业环境资源信息系统,帮助农民实时获取有效的自然条件信息,降低天气对农业生产的影响程度。1.2经济建设的信息化。指的是农业单位、农户等利用网络平台来实现农业信息、政策等的交流与共享,吸引外部投资,提高生产经营水平。1.3生产管理的信息化。在农产品产出至销售的全流程中,应该进行信息化管理,对环境监测、农产品种植、养殖畜牧、农田管理等进行规范,降低农业生产成本,促进经济收入提升。
2农业信息化建设中的物联网关键技术研究
2.1农业物联网关键技术的构成。农业物联网关键技术包括感知层、传送层以及应用层三方面,如图1。感知层包括多种传感器节点和感知器节点,保证能对种植地区的水分土壤、作物生长情况等动物植物信息准确获取。传送层通常是将多种农业信息,以无线或有限方式来输送至应用层。应用层负责信息的建模、处理以及决策,从而对农业生产进行全流程管控。2.2农业物联网系统感知技术。农业物联网发展中的关键技术之一是感知技术,其核心是传感器。传感器主要有环境传感器、动植物生命信息传感器。现阶段,光度、温度、水分、气候等环境传感器技术较为完善,土壤传感器是农业传感器发展的核心。利用电磁学、电子学方法来对土壤的电容、电阻和电导率进行测量;利用电磁波技术来对土壤理化性质和主要结构进行测量;利用电化学方法来对土壤离子进行分析。在动植物生命信息感知中,通过电磁学和光学原理,从X射线至超声波的各个敏感波段来对生命体的物理参量进行测量,由此来计算它们的生理生化参量。2.3农业物联网通信技术。因为农业生产环境影响因素多,较为复杂,不能照搬原来的通信技术来进行信息传输,而是要考虑材质、墙体厚度等对信息通讯的不同作用。比如大田作物应考虑遮挡物、地貌地形和植物高度对通讯的作用;果树作物需考虑天线高度、树冠形状等对传输的影响。目前通过短距离卫星通信、蓝牙、蜂窝移动和ZigBee通信技术的应用,可实现信息的多维度传输,从而对农作物的种植、生长、加工、销售全流程进行把控。
3基于物联网技术的农业信息化的应用分析
基于物联网技术的农业信息化的应用是多方面的,如节水灌溉、产品安全管理、质量安全追溯、农业信息交流等。3.1农业生产节水灌溉应用。我国水资源整体分布不平衡,为满足缺水地区农业生产的要求,需应用物联网技术来改良灌溉方法,节约水源。利用物联网技术,可建立起自动化的信息控制系统,来实现节水灌溉。该系统的应用包括四个步骤:首先是农业信息的采集。信息采集的目的是对灌溉地区的水资源概况进行全面掌握。其次是分析整合。通过自动化系统来分析、整合所采集到的生产信息,保留有效信息,删除无用信息。接着是实践操作。以采集整理的信息为参考,选择科学的灌溉方法与水量。最后是灌溉信息的反馈。利用物联网平台来反馈灌溉效果及存在的问题。3.2产品安全管理。产品安全是人们一直以来非常关注的问题,特别是毒奶粉、毒豆芽事件曝光以后,人们迫切希望产品生产、加工各个环节能规范化、科学化。在日常农业生产中,以物联网技术为基础,可以通过RFID技术来对农产品生产的全流程进行监管。美国在农业生产中第一个应用了该项技术,以防止市场中流入的牛中存在疯牛病。生产人员在牛耳处将RFID身份识别码植入,对每头牛的宰杀情况、体重、年龄、患病历史等详细记录,以甄别有疯牛病的牛。我国从2009年开始,将RFID技术应用在猪肉安全管理中。通过RFID技术,让每头猪都拥有电子身份证,保证猪肉从喂养、加工、防疫到销售全流程都得到监管。3.3农产品质量安全追溯。在农产品质量安全追溯中,可以基于物联网技术来构建由信息收集、信息传送、信息查询三方面组成的技术体系。如在蔬菜生产信息收集中,生产人员会划分生产片区并为每个片区配备IC卡,片区中的所有产品都会进行电子标签处理,并利用IC卡来记录除草、浇水和施肥的过程。通过信息化来节约人力物力,提升信息收集的准确真实性。在信息传输时,通过RFID技术,将IC卡终端储存的数据传送至物联网平台。信息查询时,消费者能利用物联网平台,输入追溯码来对农产品的生产信息准确方便查询。3.4农业生产信息交流。通过物联网技术,可构建连接乡村、县市的信息平台,保证了农业信息和政策的准确传达,农民可共享生产技术,互相学习。物联网信息平台由特色农业网站和农企网站组成,按照各自需求和定位,来进行板块的设置。物联网技术的广泛应用,可将传统农业中粗放的管理方式进行改善,提升农业生产效率。通过物联网关键技术的开发与应用,解决农业生产中的难题,进而形成集约、高效、生态、安全、优质的自动化科学生产,为我国经济建设助力。
参考文献
[1]马国俊.物联网核心技术及其在农业领域的应用[J].江苏农业科学,2012,11:390-392.
[2]张长利,沈维政财务管理论文.物联网在农业中的应用[J].东北农业大学学报,2011,5:1-5.
作者:兰飞飞 谷晓南 单位:南京钛能科技股份有限公司