智能农业发展趋势范文

导语：如何才能写好一篇智能农业发展趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：精准农业 管理技术 应用研究

传统农业发展过程中采用了高耗能的管理方式，投入了过多的农药、化肥、等化学物质，也投入了大量的机械动力。但是，这种高耗能的发展模式是不适合现代农业发展的，导致了生态环境的恶化，土壤酸碱度失衡，致使农产品质量日益下降。在农产品市场竞争日益增强的现代社会，这种不符合可持续发展农业战略的管理模式必将被先进的精准农业管理模式所取代。

一、农业精准化生产管理技术的现状分析

精准农业是一种新型的农业生产管理思想，是在人工智能技术高速发展和信息技术快速发展的基础上诞生的。精准农业是实现农业可持续发展的重要途径，指明了未来农业发展的方向。精准农业管理模式是利用GIS地理信息系统、GPS卫星定位系统以及RS遥感系统等技术，及时了解农作物的生产环境、生长变化状况、病虫灾害情况等。为分析、模拟农作物灾害的发展趋势提供具体的作物信息、数据，作为进一步解决作物灾害问题提供参考标准。在此基础上，精准农业发展模式，利用各种智能系统，准确、细致地计算出精准治理措施。包括：喷洒农药、施肥灌溉、播种收获等生产管理方式。

精准农业的目的是为了通过先进管理模式对农作物进行管理，以最小的投入获得经济和环境的最大利润。目前，精准管理模式的主要技术支撑即以3S技术为基础的多种数据系统为技术支撑的管理模式。包括：变量控制技术、生物信息技术、专家系统、决策支持系统、产量分布图生成系统等。随着数据处理技术的提高，可视化技术和计算机科学的发展，还有网络数据库系统的开发，精准农业获得了快速发展，成为了国际上农业领域的发展热点之一，大大促进了农业产业的升级。

二、发展精准农业的必要性

发展精准农业是我国的社会发展的需要。目前，我国耕地面积大量减少，自然灾害发生频繁，再加上病虫灾害，旱涝灾害等，农业生产的发展也面临着更大的挑战。为了在世界农作物市场上占据优势，只有提高农业生产领域的管理模式，才能更大限度的提高农产品的利润，扩大市场占有率。精准的农业生产模式可以实现对农作物的精准化管理，解决上述各种问题。

发展精准农业是世界农业产业发展的需要。精准农业在世界范围内已经得到了很大的推广，成为了国际农业学、农业技术等高领域的研究对象，世界各国都在采用新型的精准农业管理模式。这符合国际农业发展的趋势。

发展精准农业管理模式是由可持续发展的需要决定的。传统的农业生产模式对生态环境的各方面造成了巨大的破坏，在能源资源供不应求的现代社会，发展精准农业更有利于建设可持续发展的农业体系，缓解建设现代农业过程中遇到的紧张局面。

三、精准农业发展过程中遇到的问题及解决对策

在发展精准农业的过程中，出现了一些水资源利用不当、施肥结构不合理、信息体制不健全的问题。发展精准农业就要着重发展灌溉精准农业、节肥精准农业、精准设施农业。发展精准灌溉农业就要根据信息系统反馈的数据因地制宜地选择灌溉设施，开源节流，节约水源，解决好水资源的时空分布不均的问题。发展节肥精准农业需要系统分析、预算出恰当的施肥时间，施肥数量，以及肥料品种。发展精准设施农业就是利用机械设施改变或者提供农作物生长的小气候，从而为农作物生长提供更为适宜的生长环境，提高作物产量。

更重要的是，要加大3S技术的应用范围，建立全面的农作物管理系统，在GPS和RS技术的基础上运用GIS技术准确分析数据信息，可以先建立实验基地对比分析。另外，建立肥料信息系统和土壤肥力系统，收集不同的土壤类型、作物类型、肥料的使用情况等做好统计分析，随时了解不同地区的土地肥力变化状况，以便进一步进行管理。

精准农业发展模式需要协调好人力与机械的关系，提高农业机械化水平，减少生产成本投入，目的是为了增加我国的农业市场竞争力。

此外，政府要加强基础设施建设，推进管理模式的创新，利用政府的力量大力支持信息技术的提高，建立完整的信息管理系统。建设全方位的农业信息管理中心，及时引进新型农业发展技术，形成农业精准化的发展规模。

结束语：

信息采集技术、网络技术和专家决策系统共同构成了农业精准化生产管理模式。精准化生产模式可以弥补传统生产模式的不足，在此基础上又可以降低生产成本，节约人力。在这种生产模式下可以对农作物信息进行智能采集、计算、判断、分析、预测与预警等，以达到提高农作物质量和产量的目的。由于精准化生产方式涉及到更多信息网络智能领域，因此要加强信息技术的推广。发展农业产业也要考虑地区差异，要根据不同地区的土地状况和实际情况因地制宜地选择不同的发展方式。

精准化农业生产模式符合国际农业发展的趋势，我们作为发展中国家，在发展精准化农业的过程中要遵循可持续发展的原则，学习先进管理模式，引进先进技术，争取在精准化农业发展过程中走出有中国特色的农业发展模式。

参考文献：

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关键词： 宁夏；引黄灌区；节水农业技术

中图分类号：S274 文献标识码：A

近年来，宁夏引黄灌区紧紧围绕如何利用好有限的水资源，如何提高农业灌溉用水效率等方面做了积极研究与实践，探索出了节水条件下的农业生产方式，构建一个多种技术融合的农业发展系统，把储蓄水源、节约用水以及科学栽培技术相结合，这些都能在农业实践中发挥着积极显著的作用与意义，使农业取得更好更大的经济收益。

1 农业节水技术发展趋势

近年来，宁夏水科院、农科院等科研单位从水资源开发、储存、输送以及灌溉用水、农业栽培等节水农业技术开发利用环节入手，研究解决了多项农业节水新技术。比如低压管灌、膜上灌、渠道节灌衬砌、选育抗旱品种、水稻旱育稀植、培肥改土、使用保水剂等技术已经在很多地区被广泛应用。宁夏引黄灌溉技术不断趋于精细化，高效用水工程趋于规模化，农业用水方面的技术要求也变得日益制度化与规范化。

2 剖析节约水资源的农业理论研究趋势

根据宁夏引黄灌区节水农业发展实践，总结节水农业理论研究趋势主要表现为：由单一的水流量从时间意义上的分配向根区空间调节的研究，形成合适的“湿润边界”和“控制边界”；由大水漫灌模式向节约水源增加产量的灌溉形式转变；灌溉基本理论研究从常态的试验向劣态的试验转变；单从水流量的管理向对水的流量和水的质量双管理的全新理论转变。

3 节水农业发展需要的政策环境浅析

宁夏引黄灌区农产品生产多年来基本能够维持丰产的状态，但农业正处于战略性结构转轨时期，传统意义的大农业逐步向设施农业转型，高耗水作物的种植规模现在正在一步步的进行压缩。随着市场经济的快速发展及农产品市场的更加开放，一定程度上会对农业生产成本造成影响，在农村联产承包土地经营和集体土地流转经营体制的前提下，要建立起合理的现代化节水农业相关措施和政策，就必须要进行农业基础设施所有权改革，逐步形成切实可行的节水农业评价指标体系。

4 剖析现代节水农业在发展中的一些关键性问题

4.1 农业种植中的生物技术的应用

必须要提高农作物本身对水分的转化效率，只有这样才能在农业节水上有所突破。利用调节农作物的生理与基因的潜力，并用此来增加农业种植物的生物性节水，这种说法是针对必须减少没有效果的水分的浪费来说的，它们不可分开，是相互依存的。对于耐旱的农作物分子培育品种和高新技术品种培育，种植农作物的生理过程与农作物的根土、农作物在微生态系统中的调控，增强农作物自身利用水分效率的生物灌溉技术和高效、科学的施肥技术，对抗旱药剂的研制和使用等将逐渐形成生物性节水的技术体系。投入较少、产量较大的生物性节水和工程性节水相结合的方法的广泛应用，将会为宁夏乃至西北地区的节水农业做出巨大贡献。

4.2 农业技术管理的一体化

根据农作物的生长状况，经由智能技术的使用与应用，可以判定当前农作物的生长是否受到环境、土壤等的影响与限制。经过分析，智能控制系统能够依据数据要求定时定量的对水分以及农药和肥料等进行施放与分配，对于受虫害等严重影响的农作物，还可以施加农药，保证有效的水源节约与能耗的不断降低，同时保证高产增效。当前要不断强化信息传递与反应体系建设，加快农作物生长规律模拟研究进程，推动农业技术管理的一体化发展。

4.3 使用相对精准的灌溉方式与技术

使用3S灌溉技术就是有利于保证水资源的高效使用，保证农业上的水能够得到较高效率的使用，这既是未来田间农业发展的方向与趋势，同时也是农业高效用水的研究方向。当前，要不断的对这种精细的灌溉技术涉及的种种因素与环节进行细致的研究与开发，有条件的地区应逐步配备相应的软件开发技术。

4.4 利用好雨水集蓄技术

通过研究和考察，在较大地域内大面积推广雨水集蓄技术是完全可行的，不仅会对节水农业带来很大的帮助，还会改善该地区的生态环境。下一步，应该重点在以下几个方面进行研究，例如：地域适应性、雨水资源潜力和利用方式方法，技术标准化以及防渗技术，提水和灌溉设施，还有就是城市中的雨洪利用技术等。

4.5 现代农业高效率利用水资源智能化控制体系的应用

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关键词：物联网技术；智能农业；应用

随着社会的飞速发展和科技水平的不断提高，信息化产业在继计算机、互联网以及移动通信后出现了第三次改革的浪潮----物联网技术。物联网技术从字面意思理解为两个物体相互连接的互联网，就是将任意的两个物体通过物联网技术连接在一起，以达到传递信息的目的。智能农业的物联网技术就是指在现代农业中，通过物联网技术中的各种传感器构成传感器网络系统，通过这个系统对农作物科学监测、科学种植、科学管理，农户足不出户的就可以对农田进行管理，这样既可以解放劳动力，又利于提高农作物的产量，推动农业现代化的发展。

一、物联网技术在智能农业中发展现状

随着物联网技术的不断深入发展，一些发达国家已经在农业的生产、流通领域和养殖业方面逐步推广这项技术。智能农业的物联网技术主要包括信息感知、信息传输、信息应用三个结构层面。信息感知技术就是通过把各种传感器的节点相互连接来获取农田的基本数据，及时掌握农田的信息变化。信息传输技术就是通过各种方式利用传感器接收信息，或者通过通信协议信息，使接收信息的范围进一步扩大。信息应用技术就是把获取的数据进行整理汇总，归纳出科学管理方法，用于指导农田管理。

二、物联网技术在智能农业中的应用

随着中国经济近30年来的快速发展，农业生产资源紧缺和农业对资源消耗过大的问题对农业发展的制约愈发明显。农业物联网将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域，构建智能农业系统，是解决农业发展滞后问题的有效方法。

1.在农业资源利用方面的应用。近年来，随着物联网技术的发展，我国充分利用GPS定位技术对土壤含水量、土壤温度、光照进行采集，对农作物施肥、病虫害的防治、农田管理以及农业环境污染状态进行监测以获取更准确的信息。通过这些信息的分析，可以归纳总结出解决方法，用于指导农业生产管理。

2.在农业生态环境方面的应用。我国在重视农业发展的同时，也非常注重对农业生态环境的保护。我国在建立了农业环境网络监测系统，对各地的农业生态环境进行全天候的监测，并建立了对大气和水环境的监测系统，实时监测一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等有害气体和水温、水质等参数。

3.在农业生产管理方面的应用。我国把农业管理经验与高新技术紧密相结合，以实现农业生产精细化管理。我国在水产养殖方面已经建立了智能环境监测系统，能实时动态的监测水产品生长情况，及时发现问题，快速找到解决方法。同时我国设施农业方面也取得进展，研制出了合理分配农机资源的调度系统，尤其在秋收时期，能合理调度各地区的农机具，使农机具得到最大限度的利用。

4.在农产品安全溯源方面的应用。随着人们生活水平和质量的提高，人们对食品安全的关注度越来越高。为了保证人们能吃上放心的食品，国家建立了农产品安全溯源系统。这个系统主要是通过条码、IC卡等技术，对农产品从源头开始直到到消费者手中都进行全程监测，消费者可以随时随地的查看农产品每个流程的基本情况。

三、物联网技术在智能农业中的发展趋势

现在物联网技术只是应用在农作物的育秧方面，即通过电脑对田间设备实行远程控制，及时了解田间的温度、湿度、光照等数据，当出现警戒值时，自动调控设备进行智能调节。在不久的将来，我们还可以通过更精密的传感器和更严密的控制系统，对各个阶段获得的数据进行科学分析，以期得到更好的结果。未来几年，在农作物的灌溉阶段，我们可以利用物联网技术，并结合水库的水位、天气和农田干旱情况，进行合理灌溉。在农作物的收割阶段，可以利用农机资源的调度系统，及时掌握农机具的工作情况和具置，对农机具进行合理调度和实时监控，以实现农机具工作效率最大化。在农作物运输阶段，利用车辆的定位系统，及时了解车辆的行进路线和运行状态，通过实时画面和传回的数据了解车厢内的情况，及时调整车厢的温度，并安装防盗系统。在农作物的存储阶段，通过全球眼或电脑进行远程控制，及时了解粮库内温湿度的变化情况，并通过自动调节系统以达到室内温湿度的平衡，为把粮食安全送到消费者手中保驾护航。在农产品加工阶段，继续加大对食品溯源系统的开发力度，使其广泛应用到对绿色食品的加工检测上，用于乳制品生产的追溯源头上，用于出口农产品的生产及贸易上。当然，未来物联网技术在智能农业发展中的应用还很多，还会朝着更加智能化、现代化的方向发展。

四、结语

物联网技术属于一种新型的技术，属于智能技术的核心，也是新型网络技术的典型使用，但是，就现阶段我国的实际情况来看，物联网技术还未形成系统的技术体系。本文从实用性角度出发，针对物联网技术在我国农业中的应用进行了深入的分析，结果显示，物联网技术在农业中有着巨大的应用前景，相信在不久的将来，物联网技术定可以成为辅助我国农业技术水平发展的核心技术。

参考文献：

[1]耿军涛,周小佳,张冰洁.基于无线传感器网络的大气环境监测系统设计[J].西华大学学报(自然科学版).2007(04)

[2]周志德,刘全胜,陈玉平,蔡建军.为无锡新兴产业——物联网培养高技能人才并提供技术服务[J].无锡职业技术学院学报.2010(04)

[3]田义海.物联网技术在铁路运输中的运用研究[J].科协论坛(下半月).2013(02)

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[关键词]浅谈；科技创新；发展趋势

80年代以来，我国对高新技术发展给予了高度关注，采取多种促进科技进步措施。如国家科委负责实施生物技术、信息、自动化、能源和新材料等五个高技术研究的“863”计划，支持农业发展，促进农业高科技的应用和开发。同时我国农业在实现商品化、现代化的进程中，正转向高产、优质、高效并重发展。但从研究领域看，大多数研究局限于城市的传统工业，缺少对传统农业改造的研究和探索。这严重阻滞我国农业技术的进步和现代化进程。因此，我国对农业的科技创新还不够快。但我国增加了对其的研究与发展投入，逐步推进农业科技创新，以实现农业的现代化。

1农业科技创新

我国的农业科技创新越来越受到重视。农业科技创新离不开政府的引导和推动，农业科技创新各方面的问题都很重要。一要突出农业科技创新的重点。稳定支持农业基础性、前沿性、公益性科技研究。二要明确农业科技创新方向。把保障国家粮食安全作为首要任务，把提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率作为主要目标，促进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化，构建农业安全发展要求的技术体系。

1.1农业科研发展现状

我国农业科学研究是在20世纪50年代形成的多系统型体制，简称“四个方面军”，即国家、地方（省和地市）、高等农业院校和中国科学院有关科研单位等组成。他们各有各的分工和范围。截止2003年底，全国从此业人员9.57万人，科研5.7万人，生产经营2.57万人，省属机构47186人，地市属37502人。目前，全国高等农业院校60余所。我国的农业科研机构越来越多，技术越来越好，涉面越来越广，促进了农业科技创新发展。

1.2国家奖励农业科技成果的整体情况

50多年来，在不同历史时期，各级农业科研单位认真贯彻“理论结合实际，为生产建设服务”，和“科技必须面向经济建设，经济建设必须依靠科技，努力攀登科学高峰”的方针，不断努力，为我国“三农”和农业科技发展做出重要贡献。查阅《国家奖励农业科技成果汇编》得知，从1964-2005年期间，全国各级农业科研单位、农业和综合性高等院校、技术推广单位和部分企业等，共取得国家奖励重大农业科技成果1631项。其中种植业占的最多，1207项，74％。在农业科技成果获国家发明奖中，动植物新品种类成果占49.2％，应用技术类32.3％，新产品类18.3％，在国家科技进步奖中，动植物新品种类占27.5％，应用技术类45.6％，新产品类11.4％，软科学和应用基础类15.5％。结合获奖范围可看出，我国的农业科技创新成果多，发展方向广，但不足的是大奖项较少，国家奖励的农业科技成果总体数量呈下降趋势，获奖等级偏低，在一定程度上反映出我国农业科技发展存在后劲不足，创新机制和体制不顺等问题，科技创新还不能全面支持农业生产发展需要。

1.3农业科研成果与转化

科学技术是潜在生产力。当今世界竞争激烈，根本上就是科学技术的竞争。只有把它应用于生产实际才能成为现实生产力，成为推动经济发展的动力。我国就此专门颁布了《中华人民共和国促进科技成果转化法》。我国的科技工作者也作出相当贡献，但由于种种原因，它是一个较薄弱的环节，其转化率仅35％左右，而发达国家70％-80％，远远高于我国。分析我国的科研成果转化存在问题，主要是科研成果自身的障碍因素，及农民对成果吸收转化的障碍因素等。

1.3.1农业科研成果自身的障碍因素

主要表现在农业科技成果的无效供给；农业科技成果研究周期长，利用周期短，导致适用技术供给相对缺乏；农业科技成果低偿或无常偿转化，影响科技人员进行成果转化的积极性；农业科技生活转化的周期长，影响成果推广的速度。

1.3.2农业方面的障碍因素

我国农业生产经营规模小，土地细碎化，不利于农业成果大面积推广应用；高素质农民进城务工经商，实现角色转换，留守人员多年纪偏大，妇女居多，文化素质较低，对新事物接受能力差；现行的农产品价格体系，致使农业比较效益变差，农业科技投入缺乏外部刺激和内在动力。所以我国的科技创新发展缓慢，还有很多的路要走。

2发展趋势

农业科技创新走向大众化、专业化、信息化、智能化等，已成为显而易见的发展趋势。将产生巨大生产力，促进农业快速发展。主要表现在：

2.1信息化趋势

农业创新发展已与信息化密不可分。计算机和信息技术从60年代开始，80年展，90年代，已成为时展趋势，与此相关的遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技术，对传统农业的现代化改造产生深刻影响，气象和病虫害测报预警、精细灌溉、精准施肥等将以全新面貌出现。

2.2智能化趋势

在农业中运用智能技术，对复杂的过程进行量化和集成，综合和分析，达到科学认识和决策管理，基础是系统的模拟模型。如20世纪六七十年代，我国就开始土壤–植物–大气系统的水循环（SPAC）等模型研究；随计算机技术发展，农业专家系统（AES）在20世纪80年代后期得到长足发展；1996年，国家863计划设置了“智能化农业信息技术应用示范工程”项目；在农业应用方面，中国农业大学已建立了虚拟土壤–植物系统实验室，在虚拟玉米方面得到很好应用。这些与国际接轨的成果，标志我国农业科技创新上升到一个新台阶。

2.3生物技术与常规技术相结合趋势

动植物育种，微生物发酵、基因工程等生物技术在农业中的应用必形成一个以生物技术为主导的新技术革命浪潮，将使农业进入一个高生产率、高效率和高速度发展的新阶段。

2.4集成化趋势

随技术进步，农业技术分散性会减弱，慢慢走向规范化、集成化。

2.5可持续发展趋势

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[关键词] 大田种植 农田 信息化

[中图分类号] S126 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）07-0068-02

一、大田种植信息化的概述

大田种植信息化是运用通信技术、计算机技术和微电子技术等现代信息技术在产前农田资源管理、产中农情监测和精细农业作业中的应用和普及程度。主要包括五个方面内容：农田管理与测土配方系统、墒情气象监控系统、作物长势监测系统、病虫害预测预报与防控系统和精细作业系统。

农田管理与测土配方系统是基于地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和农机智能装备技术进行农田管理和科学施肥，能够根据田间作物生长条件和产量状况差异，进行农业生产信息管理，避免资源浪费，减少环境污染。

墒情气象温控系统就是充分利用GIS技术特点与优势，建立墒情气象监控平台，以达到有效提高精细农业综合管理水平。整个平台系统分为三部分：（1）农田测控网实现农田墒情、作物长势等田间实时监控和远程灌溉变量控制；（2）综合信息平台为系统核心部分，主要功能是接收田间参数并实时监控和存储数据，综合管理作物种类、产量、土壤、气象等方面信息，并运用智能决策服务功能，为管理者提供决策服务；（3）用户可以通过访问网站平台，获得多种农业技术服务等信息。

作物长势监测系统是对作物苗情、生长状况及变化宏观监测，可及时获取作物产量信息或为早期的产量预测提供信息，并及时为农业管理部门提供决策支持。

病虫害预测预报与防治系统是把病虫害的发生区域、面积、程度、时间等预测信息，实时直观地以图像的形式传输到计算机屏幕上，上传病虫害发生情况以及发展趋势，及时向政府、农业部门和社会，提升病虫害监测预警信息的入户率和覆盖度，实现农作物病虫害监测预警信息可视化和图形警示。

精细农业系统由农田数据采集系统、信息处理系统和农机作业系统三部分组成，目的是解决作物的精细施肥、土壤肥力评价、地力等级分类和产量预测，提高农业部门进行农业管理决策的能力。

二、我国大田种植信息化发展现状

我国农田信息管理系统开始在农场使用，内蒙古、新疆生产建设兵团、黑龙江农垦等使用农田信息管理系统对农田地块及土壤、作物、种植历史、生产等进行数字化管理，实现了信息的准确处理、系统分析和充分有效利用，并及时对电子地图进行不断地更新维护，确保农田一手数据的时效和准确性。

墒情监测方面：我国现在已经开发了农田环境参数信息采集与灌溉控制系统，该系统可以实时自动监测土壤以及空间气象等各种参数信息，测算出灌溉具体日期，将控制信号传输到自动灌溉系统，根据计算得出的灌溉需水量对农作物进行适度灌溉，是水资源得到充分有效的利用，避免了水、电资源的浪费。

在测土配方施肥信息化方面：我国建成了测土配方数据汇总平台，收集了不同区域、不同层次的测土配方施肥数据，开发了县域的耕地资源管理信息系统，在粮棉油等大宗作物测土配方方面，向果树、蔬菜等经济作物拓展，农户持农业部门发放的测土配方施肥的IC卡，到指定的乡村智能化配肥供肥网点，根据种植作物种类、面积等信息，可以获得现场智能化配置的配方肥，做到施肥科学合理。

遥感系统已经应用于作物的生育期、长势状况及产量宏观监测，以遥感系统为依托的精细农业开始在全国小范围内推广，开发了用于实施精确农业变量施肥作业的田间地理信息系统，开发了小麦病虫害图像检索系统和玉米大斑病的诊断模型。

三、我国大田信息化发展存在的问题

1.大田信息化发展基础设施投入不足

由于我国大田信息管理机制和运行机制不健全，部分地区还没有完整的信息收集、整理、传播等体系，信息的采集、处理、加工、等手段落后，致使大田信息技术不能深入乡村，不能面向广大农民开展有效的农业信息服务。

2.信息技术开发应用滞后于大田种植发展

在人工智能系统、农田管理信息系统、作物长势模拟技术、“3S”技术、精细农业等方面的研究与我国现在的大田种植发展实际情况不相称，取得的成果数量少、种类单一，我国大田信息化程度不能满足现阶段农业生产发展的需要。

3.信息化意识和利用信息能力不强

我国农民文化水平和综合素质普遍较低，接受专业培训人员少，尚未形成充分利用信息资源的能力。

4.农业信息化人才缺乏

农业信息化在我国的实施的时间不是很长，各种基础设施不完善，我国还处于传统农业和现代农业的过渡阶段，大田农业种植大多还是依靠传统农民进行人工经验管理，现代农业人才的培训也是刚刚起步，农业部门从事大田信息管理的工作人员在专业知识层面不能满足大田信息化的管理需求， 缺乏对大田信息的整理、归纳和预测能力。

5.农田墒情监测存在差距

与国外相比，我国目前的农田墒情监测技术还存在较大差距，监测方法与手段比较落后，大多数还是通过现场采集获取农田参数信息或者通过有线的方式来得到农田墒情信息，而像国外那样通过无线传输方式来获得农田墒情信息的方式还处于研究起步阶段。

6.测土配方系统推广难度大

测土配方软件都是针对某一特定地区、特定作物的施肥系统，由于我国地域状况差异非常大，数据要根据各个地区的实际情况来定义，因此测土配方软件可移植性差，通用性不强，无法有效地大范围推广。

四、我国大田信息化发展趋势展望

把现代科技手段运用到大田种植生产过程之中，减少了人力资源，获得更大的产出，实现单位面积上大田种植的效益最大化是我国研究大田种植的根本目的，今后我国大田种植信息化发展是以“精细农业”为核心的数字化、智能化、精准化、管理信息化和服务网络化等发展模式，以信息化带动现代化，通过信息技术改造传统大田种植业、装备现代农业，以信息服务实现生产与市场的对接，遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、作物生长模拟以及人工智能和各种数据库等结合与集成应用到大田作物生产中，通过计算机系统进行科学的生产管理。

参考文献

[1]李安渝、杨兴寿 信息化背景下精准农业发展研究[J]，宏观经济管理，2013年第4期：40-41

[2]刘丽娟 物联网环境下农业信息化发展模式研究[J]，华章，2014年第11期：69

[3]董薇 新时期下农业信息化建设存在的若干问题和对策[J]，北京农业，2014年1月下旬：275-276

[4]许萍 农业信息化建设的探讨[J]，农业网络信息，2014年第1期 ：5-7

作者简介： 张倩，女，硕士研究生，研究方向：农业信息化

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精确农业是社会不断发展下的必然趋势，此农业管理方式结合了现代化的科学技术手段。同时精确农业背景下的农业机械改变了传统机械的部分技术手段，满足了农民对机械的要求，并在保证农产品质量的同时，大大提高了农业机械的工作效率。因此，我国应大力推广精确农业背景下农业机械的进一步发展，进而为我国经济的发展打下良好的基础。

1我国农业机械发展存在的问题

1.1产品种类少

目前，我国针对不同的农业产品生产制造出了不同的农业机械，但是就我国目前农业机械发展的现状来看，其还无法满足农业生产对农业机械的要求。例如，对于农产品深加工种类的农业机械，由于我国目前在这方面的技术还比较薄弱和不够成熟，导致在农产品生产过程中必须要引进其他国家的农业机械，进而增加了农业产品的投资成本[1]。

1.2农业技术人才缺乏

我国农业机械的操作者一般是农民本身，而由于其没有成熟的农业机械操作技术，以至于面对大型的农业机械不知该如何使用，从而使机械的价值在农业产品的生产中无法发挥出来。同时，部分农业机械的操作人员，由于没有经过专业的培训，因此其机械操作水平较低，进而影响了农业机械的使用效率。在这种情况下，国家应着重培养一批高技术的农业人才，为农业产品生产的发展提供有利的条件。

1.3农机手收入低

农业机械的使用多数只是在特定的季节，因此农机手在其他的时间都是空闲的，以至于其年收入不高，此现象的发生将导致农机手人才流失的现象越发严重，致使农业生产工作无法有序开展。

2精确农业对农业机械化的要求

2.1农业机械精确化

为了实现精确农业的发展，农业机械必须要在播种和施肥时保证其准确性。同时改变传统灌溉无法精准而产生的干旱等现象，为农业生产提供有利的条件，实现农业精准化，省去农业生产时的人力、物力的同时，确保了农产品的质量进一步提高。未来我国在农业生产方面，应大力推广农业机械精准化，并将此设置为农业发展的一个有效目标[2]。

2.2农业服务体系化

在精确农业的背景下，我国农业机械实现智能化的同时，还要确保农业服务体系化。在农业生产之前，要制定出一系列的生产计划，保证生产到使用过程中各个环节的协调性。同时保证在农业产品生产过程中，农业生产管理要符合服务体系化的生产要求，进而促进农业生产顺利进行。

3我国农业机械化的未来发展趋势

3.1农业机械朝着智能化发展

为了满足农业生产的需求，农业机械应朝着自动化和智能化的方向发展，从而解决传统农业机械存在的由于其种类少而无法满足农业生产的现象。随着我国科学技术的进一步发展，农业机械智能化的趋势是势必可行的。通过农业机械智能化的实现，可在保证农产品生产质量的同时，大大提高生产效率，降低生产成本，从而解决传统机械带来的一些问题。例如，我国棉花由于生产效率低、价格高而降低了销售产量，若我国实现了农业机械智能化，那么销售产量必然会因为生产效率的提高而上升[3]。

3.2农业机械化朝着绿色产品发展

随着人们生活水平的不断提高，人们对农产品质量要求也随之增加。而为了满足人们的生活要求，在农业产品生产中应对农业设备进行详细的检查，以免因有害物质影响机械设备的使用，从而避免农产品因农业机械而产生食品安全问题，促使农业机械化朝着绿色产品方向发展。为人们提供健康食物的同时，提高人们生活环境的质量，为人们营造一个舒适、健康的生活氛围。针对此，相关部门应努力配合农业机械化绿色产品的研发，限制农业生产中污染物排放超标的现象，并推动绿色产品生产的有效开展。

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1.1产品种类少

目前，我国针对不同的农业产品生产制造出了不同的农业机械，但是就我国目前农业机械发展的现状来看，其还无法满足农业生产对农业机械的要求。例如，对于农产品深加工种类的农业机械，由于我国目前在这方面的技术还比较薄弱和不够成熟，导致在农产品生产过程中必须要引进其他国家的农业机械，进而增加了农业产品的投资成本。

1.2农业技术人才缺乏

我国农业机械的操作者一般是农民本身，而由于其没有成熟的农业机械操作技术，以至于面对大型的农业机械不知该如何使用，从而使机械的价值在农业产品的生产中无法发挥出来。同时，部分农业机械的操作人员，由于没有经过专业的培训，因此其机械操作水平较低，进而影响了农业机械的使用效率。在这种情况下，国家应着重培养一批高技术的农业人才，为农业产品生产的发展提供有利的条件。

1.3农机手收入低

农业机械的使用多数只是在特定的季节，因此农机手在其他的时间都是空闲的，以至于其年收入不高，此现象的发生将导致农机手人才流失的现象越发严重，致使农业生产工作无法有序开展。

2精确农业对农业机械化的要求

2.1农业机械精确化

为了实现精确农业的发展，农业机械必须要在播种和施肥时保证其准确性。同时改变传统灌溉无法精准而产生的干旱等现象，为农业生产提供有利的条件，实现农业精准化，省去农业生产时的人力、物力的同时，确保了农产品的质量进一步提高。未来我国在农业生产方面，应大力推广农业机械精准化，并将此设置为农业发展的一个有效目标。

2.2农业服务体系化

在精确农业的背景下，我国农业机械实现智能化的同时，还要确保农业服务体系化。在农业生产之前，要制定出一系列的生产计划，保证生产到使用过程中各个环节的协调性。同时保证在农业产品生产过程中，农业生产管理要符合服务体系化的生产要求，进而促进农业生产顺利进行。

3我国农业机械化的未来发展趋势

3.1农业机械朝着智能化发展

为了满足农业生产的需求，农业机械应朝着自动化和智能化的方向发展，从而解决传统农业机械存在的由于其种类少而无法满足农业生产的现象。随着我国科学技术的进一步发展，农业机械智能化的趋势是势必可行的。通过农业机械智能化的实现，可在保证农产品生产质量的同时，大大提高生产效率，降低生产成本，从而解决传统机械带来的一些问题。例如，我国棉花由于生产效率低、价格高而降低了销售产量，若我国实现了农业机械智能化，那么销售产量必然会因为生产效率的提高而上升。

3.2农业机械化朝着绿色产品发展

随着人们生活水平的不断提高，人们对农产品质量要求也随之增加。而为了满足人们的生活要求，在农业产品生产中应对农业设备进行详细的检查，以免因有害物质影响机械设备的使用，从而避免农产品因农业机械而产生食品安全问题，促使农业机械化朝着绿色产品方向发展。为人们提供健康食物的同时，提高人们生活环境的质量，为人们营造一个舒适、健康的生活氛围。针对此，相关部门应努力配合农业机械化绿色产品的研发，限制农业生产中污染物排放超标的现象，并推动绿色产品生产的有效开展。

4结语

篇8

关键词：物联网 精准农业 无限传感器网络

中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：

正文： 近年来，随着物联网技术在农业领域的使用，精准农业、智能农业、智能感知芯片、移动嵌入式系统应用等技术在现代农业逐步发展。物联网技术可以改变粗放的农业管理方式，通过无线传感器网络可以有效地降低人力消耗，获得准确的农作物生态环境和农作物信息，实现科学种植，科学监测，对促进现代农业发展方式的转变具有十分重要的意义。

1、农业物联网的概述

农业物联网是建立农产品的动态实时监控、事后溯源的体系，主要由智能灌溉系统、综合控制中心、视频监控系统组成。它确定了对象的属性,属性包括静态和动态的属性, 动态属性需要先由传感器实时探测, 静态属性可以直接存储在标签中。

农业物联网需要识别设备完成阅读对象的属性，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；该对象通过网络传输到信息处理中心的信息，由处理中心完成物体通信的相关计算。

2、物联网的关键技术

2.1射频识别(RFID)

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。最基本的RFID系统由电子标签、读写器和天线3部分组成。

RFID系统基本工作原理是读写器发出含有信息的一定频率的调制信号，这个过程是通过天线来完成的;当读写器接收到电子标签发送过来的信号,经过解调和解码之后,将标签内部的数据识别出来,送至电脑主机进行有关处理。

当电子标签进入到读写器的工作区时,其天线通过耦合产生感应电流,从而为电子标签提供相应的能量,此时标签根据读写器发来的信息决定是否响应,是否发送数据。

目前,在农畜产品安全生产监控、动物识别与跟踪、畜产品精细养殖数字化系统、农畜精细生产系统、农产品物流与包装等方面已正式应用RFID技术。

2.2无线传感器网络(WSN)

无线传感器网络是以自组织和多跳的方式构成的无线网络, 包括大量的静止或移动的传感器。其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其他网络发送给了用户。传感器网络实现了数据采集、处理和传输的3种功能,而这正对应着现代信息技术的三大基础技术,即传感器技术、计算机技术和通信技术。

在传感器网络中,传感器节点具有端节点和路由的功能:一方面实现数据的处理和采集，对本身采集的数据和收到的其他节点发送的数据进行综合,另一方面实现数据的路由和融合, 转发路由到网关节点。

传感器节点数目非常庞大,通常采用不能补充的电池提供能量，传感器节点的能量一旦耗尽,那么该节点就不能进行。网关节点往往个数有限,能量能够得到补充。

路由功能和数据收集功能，对传感器网络的整个生命周期的直接影响。因此，传感器网络研究的是传感器网络节点。具体的应用不一样，传感器网络节点的设计是不一样的，但是基本结构是一致的。传感器网络中的节点一般是由处理器单元、传感器模块、无线传输模块和单元模块四部分组成，近年来，在农业领域特别是在精准农业中越来越多地应用。

3、物联网技术在现代农业的初期应用

3.1中国的精准农业

精准农业(Precision Agriculture)是按照田间各个操作区域的具体情况, 准确精细地调整各项土壤和作物管理结构,最大程度地优化和运用各项农业投资,以获取最高的效益和最多的产量,同时保护土地、保护农业生态环境等自然资源。

随着GPS系统(全球定位)、RS (遥感)、GIS系统(地理信息)、DSS (决策支持系统)、VRT (变量处理设备)等技术的发展, 作为基于信息高科技的集约化农业，精准农业应运而生,并成为可持续农业发展的热门产业,其应用实践和理论的研究将极大地促进我国现代化农业的发展。

精准农业的目标在于资源的高效利用、农业生产过程的改善及科学管理，实施精准农业不仅具有重要的经济效益,而且具有显著的社会效益、生态效益和环境保护效益。

3.1.1智能化温室大棚

数字化温室大棚配有硬件设施和软件系统组成。硬件设备自动实时获取温室各种信息后，通过无线传输到控制中心，由控制系统做控制决策，从而自动控制风机、湿帘、卷模机和电磁阀，且控制器还控制整个温室水管管路的水压。安装的物联网信息采集与智能温室大棚系统共包括6个无线信息采集节点，分别安装在温室大棚的典型位置，每个节点均可以自动采集土壤温度、湿度、空气温度、湿度、光照强度、植物养分等信息。各节点采集的信息通过智能自组网方式向监控中心传递采集数据，监控中心对各个节点所采集的实时数据进行处理，并结合专家系统知识产生相应控制量，通过无线发送控制命令到智能温室控制柜。实现温室内的自动灌溉、自动卷膜、自动通风、自动开关湿帘等全智能化自动控制。同时，该系统采样智能变频技术控制抽水泵自动工作，并保持管道内水压恒定。确保花卉和种苗生产便利和生产安全，节省电能。

信息采集

农业物联网应用所需的相关感器设备，主要包括：温度、水分、光照、土壤水分传感器、植物养分传感器、植物冠层信息传感器等，经过多年的实际应用，传感器设备性能稳定、对农业环境适应能力强、使用寿命长、维修维护工作量小。

信息传输

农业物联网无线传感节点

可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数，其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。汇聚并存储传感设备采集的数据信息，通过无线方式传送给无线传输路由器或者智能控制中心。 农业物联网无线传输路由器接收和汇集无线传感节点发来的数据，做临时存储，然后再转发给智能控制中心。

智能控制

农业物联网智能控制柜，包括开关量控制、模拟量输出控制、变频控制等，负责接收无线传感节点和无线传输路由器发来的数据，然后存储并显示实时数据，最后对所有节点的数据进行管理、动态显示和分析处理，以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据现场的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息等。

数字化温室大棚安装后，智能温室信息采集与控制系统一直正常运行。在行自动控制模式下，自动信息的感知、无线传输和智能控制。如传感器感知土壤水分不够时，将自动开启电磁阀进行灌溉；当感知水分满足要求时自动停止灌溉，实现高智能化程度的自动灌溉。同样，当温室大棚内温度高于36度时风机将自动开启，直至温度低于35度风机自动停止。当大棚温度达到40度以上时，控制系统将自动开启湿帘和风机，进行对流降温。软件界面如图所示。同样，该系统也可以根据光照强度实行卷膜自动控制。真正实现了智能温室控制。

动态实时监测温度、湿度、CO2含量、风速、风向、雨量等变化，通过智能控制系统、加湿系统、通风系统、遮阳系统及加热系统，自动实现保湿、通风、光照的调节，以达到调节产期，促进生长发育，提高质量和产量的目的。

3.1.2远程视频监控系统

远程视频监控系统

远程视频监控系统是一个融合传统监控和传统会议功能，无线接入和有线接入，宽带技术与窄带技术，视频业务、语音业务、数据业务和指挥调度业务于一体的综合监控系统。通过该系统，可以监控现场情况，可以与监控点之间实现语音双向对讲，可以通过车载设备远程实现对突发事件现场的监控和处理；可以通过手机查看监 控现场的情况，也可以点播历史监控录像。

3.1.2生物传感器

生物传感器具有接受器与转换器的功能，是一种对生物物质非常敏感并将其浓度转化为电子信号进行检测的仪器，是用固定化的生物敏感材料作识别元件(包括抗原、抗体、微生物、细胞、酶、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、场效应管、光敏管、压电晶体等)及放大信号装置构成的分析系统或工具。

生物传感器是一门由化学、物理、生物、医学、电子技术等多个学科相互渗透而成长起来的高新技术。因其具有灵敏度高、分析速度快、选择性好、成本低、在复杂的体系中进行在线连续监测,特别是它的高度微型化、自动化与集成化的特点,使其在近几年获得非常迅速的发展。在国民经济的各个部门如制药、化工、食品、临床检验、环境监测、生物医学等方面有广泛的应用领域。特别是光电子学、分子生物学与微电子学、纳米技术及微细加工技术等新学科、新技术结合,正改变着环境科学动植物学、传统医学的面貌。

生物传感器的开发与研究,已成为世界科技发展的热门产业,成为新世纪新兴的高技术产业的重要组成部分,具有十分重要的意义。

3.2农产品质量安全监督检测

目前,我国食品安全事故频发,其中很重要的一个原因就是缺乏对食品的监管,物联网给食品监管提供了一个有效的工具。国内已出现“食品安全追溯系统”,将RFID技术应用于畜牧业食品生产的全过程,包括饲养、防疫灭菌、产品加工、食品流通等各个环节。

如给生猪带上RFID的芯片,监控生猪的整个生命过程,从出生、生长到屠宰、销售。尤其是在生猪的生长过程中,可以检测其生长环境和体温等数据,而在生猪屠宰后,在农贸市场的猪肉经营店配备电子溯源秤,消费者在购买猪肉时可索取含有食品安全追溯码的收银条,凭借收银条上的追溯码查询生猪来源、屠宰场、质量检疫等多方面信息。

4、农业物联网发展展望

农业物联网应用的发展项目有很多,智能控制温室、自动室外气象监测、液肥精准投用、静电精准喷药等精准农业技术,实时定量监控在不同生长周期农作物所需的二氧化碳浓度、温度、湿度、光照等，调节肥料、农药的投入,帮助农民实现更精细的耕作。

通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统,可对整个园区的生态环境进行检测,从而及时掌握影响园区环境的一些参数,并根据参数变化适时调控诸如灌溉系统、保温系统等基础设施,确保农作物有最好的生长环境,以提高产量保证质量。

5、结语：从不同阶段农产品生产来看,无论是从种植的培育阶段，还是从收获阶段,都可以用物联网的技术来提高精细管理水平和工作的效率。农业物联网技术的应用推广,也是农业现代化水平的一个十分重要标志。农业物联网的迅速发展,将为中国现代农业发展与世界同步提供一个国际领先的崭新平台,也必将为传统农业改造升级起到巨大的推动作用。

参考文献:

[1]吕廷杰.物联网的由来与发展趋势[J].信息通信技术,2010(2):28-30.

[2]黄涛.物联网技术与应用发展的探讨[J].信息通信技术,2010(2):56-58.

[3]杜天旭,谢林柏,徐颖秦.物联网的关键技术及需解决的主要问题[J].微计算机信息,2011(5):38-41.

篇9

Abstract： To realize the automation management of agriculture facilities， improve productivity and lower labor cost， the article brought up an online control system of agriculture facilities based on the Internet of Things technologies （IOT）， and analyzed the application of IOT from practical， cognitive， network points separately. Also， it elaborated on system architecture， system function， software and network architecture of the online control system applied to the management of agriculture facilities. This provides a basis not only for automatic management， but also for scientific forecast and farming in agricultural fields.

关键词： 物联网；设施农业；管控系统

Key words： Internet of Things；facility agriculture；control system

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0194-03

0 引言

设施农业作为现代农业的重要组成部分，设施农业作为现代农业的重要组成部分，是近些年以来迅速发展起来的具有高集约化程度的新型农业生产技术。由于设施农业生产具有超时令和反季节生产的特点，因此，实施设施农业不仅能够有效的克服我国农业发展过程中资源环境瓶颈制约的问题，还能够有效的转变我国农业发展的方式以及增强农业的竞争力，从而有效的提高了我国土地的产出率、资源利用率和劳动生产率。

最初简单的塑料大棚和温室就是设施农业的环境，目前随着科技的发展正向着具有现代化大型温室和植物工厂发展。环境监测和控制是设施农业生产中应当重点解决的问题，这是因为在设施农业的生产过程中都是通过构建可控环境来保护农业生产的。传统的控制基础存在智能化程度不高的主要问题，而在提高设施农业自动化程度上，物联网技术为其提供了一种有效的手段[1]。

1 物联网的介绍

物联网作为一个信息系统，主要由感知层、网络层和应用层构成，其作为一个庞大的社会信息系统工程，更是一个涉及了国民经济各行各业、社会和生活各个领域无所不包括的庞大产业链。物联网的结构主要包括三部分：第一，感知层，通过智能卡、识别码、传感器等采集信息；第二，网络层，通过现有的通信网络、互联网以及广电网络用于传输信息；第三，应用层，通过分析处理和决策信息实现或完成特定的智能化应用和服务任务，从而实现物/物、人/物之间的识别与感知而充分发挥智能作用。

我国农业的发展急需要现代化的物质条件进行装备，用现代经营形式去推进，用现展理念去引领。因此，物联网的快速发展将会为我国农业发展与世界同步提供一个国际领先的全新平台，这也将极大的推动传统产业的改造升级[2-3]。

2 物联网设施农业在线管控系统

中国具有地域辽阔、自然灾害频发以及气候条件复杂多变的特点，中国作为一个农业大国要想解决三农问题，物联网技术为其提供了一个很好的发展基于。从目前中国现代农业发展的实际需求来看，如何对农业现场和养殖业以及相应病虫害的各种信息进行实时采集和处理是当前急需解决的问题。物联网在现代农业领域包括监视农作物灌溉情况、土壤气候变更以及大面积的地表检测、温度、降雨量、土壤pH值、畜禽环境状况以及大气等。根据这些检测信息进行科学的预测，除了能够有效帮助农业减灾抗灾外，还能通过帮助农民进行科学种植以有效提高农业的综合效益[4-5]。基于物联网的设施农业在线管控系统是利用农业设施设备结合物联网先进技术实现农业生产管理、农产品质量安全监控的系统，通过此系统实现农业现代化。系统功能具体包括：农作物以及环境信息采集、农业设施设备远程控制、语音/视频现场作业监控与指导、专家远程诊断、一键预警、实时告警、农产品质量安全控制、移动终端监控等。

2.1 体系架构 物联网设施农业在线管控系统体系结构，如图1所示。

感知层主要用于获取各种传感器数据，它是物联网设施农业在线管控系统的基础，但是其核心确实数据感知。感知层的各个节点作为只能传感器节点，能够自行组网传递到上层网关的接入点，然后通过网络层，网关将收集的感应数据提交到应用层进行处理。感知层主要通过部署在农场的各种传感器实时监测农业设施中的地表湿温度、土壤温度湿度、光线强度等，另外，通过农业设施控制器还可以对风机、遮阳布、水帘以及灌溉设备等进行控制。

网络层建立在移动网络和互联网之上，主要传输设施农业的在线管控系统，主要包括信息存储查询和网络管理等功能。通过互联网和无线网络，网络层将接收到的感知层数据传输到对应的数据处理中心，交到应用层进行对应的处理。应用层作为设施农业在线管控系统的上层系统，主要用于存储、查询、分析、挖掘、理解传感器数据。在应用层中，最主要的一项技术就是云计算技术。

2.2 系统功能 设施农业在线管控系统主要功能模块如图2所示。

2.2.1 农业生产信息采集 在农场、大棚中布置若干传感器，用于实时采集空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳、光照、土壤PH值、土壤N（氮）、P（磷）、K（钾）含量、风力等参数。

2.2.2 农业设施设备远程控制 通过无线控制器对设施设备远程控制，包括制风机、天窗、遮阳布、外遮阳、水帘、灌溉设施等，真正实现无人智能化作业。

2.2.3 语音/视频现场作业监控与指导 通过农场或者大棚内的无线音视频传感器，对现场信息实时的监控与作业指导。

2.2.4 专家远程诊断 对大棚或者露天农场的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、风力、土壤PH值等参数进行采集，并叠加到视频图像上，进行上传。农业专家可通过视频图像判断农作物生长情况、检查是否有病虫害、大棚的温度湿度是否合适，并可以检测土壤的PH值等信息，为现场工作人员提供相应的指导。

2.2.5 一键预警 针对极端气候，实现一键预警，即通过控制中心的一个按键，实现对风机、天窗、遮阳布、外遮阳、水帘、灌溉设施等设施的全面控制。

2.2.6 实时告警与区域定位 通过设定温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境参数的阈值，当系统监控到农场或者大棚中的相关环境参数超过预设的数值时，系统自动向监控中心以及用户手机发送告警信号，监控人员并可以迅速定位到告警区域。

2.2.7 农产品质量安全控制 为了保证向消费者提供的农产品安全可靠且质量高，应当将企业的农产品安全提升到一个新的高度，这就需要对农产品安全进行全程监控管理。具体为：为了实现物流运输的安全管理，可采用最新的激光、红外以及识别、定位和传感器等高新技术；在对农产品的质量和安全进行管理时，将农业企业档案数据作为基础，围绕“生产、库存、销售”三条主线，对农产品的生产环境、生产活动和销售状况实施电子化管理；结合目前先进的条码技术对农产品流通进行编码，从而建立农产品生产全过程的追溯管理，从而让消费者充分了解农产品的种源情况、生产基地环境质量、用料用药情况以及加工销售等各个环节。

2.2.8 移动终端监控 系统支持基于Web的PC或者手机管理监控。

3 系统实现

3.1 软件平台 基于面向对象的模块化设计思想、多线程以及基于云计算的分布式处理技术等是“基于物联网的设施农业在线管控系统”软件架构的基本设计理念，如图3所示。

数据过滤模块和数据接受模块处于最低层。根据实现设置的过了配置采集用户关系的原始数据是数据过滤模块的功能，除了缓解服务器压力外，还便于用户分析数据。数据接受模块的功能主要是用于接受感知各传感器层获得的各种传感数据。数据处理模块将系统采集到的数据计算处理后，并按照一定的存储格式将数据存储到关系数据库。最顶层是设施农业系统的管控应用，即应用层。通过部署在农场的各种传感器对农业设施中的空气温度湿度、光线强度以及土壤的有效成分等进行实时监测，同时将关系化后的检测数据通过网络上传到应用服务平台，应用服务平台的计算服务器对监控数据进行实时分析，不仅为设施农业管控应用服务提供依据，更是设施农业管控应用的基础。采用C/C++编程语言开发数据采集、数据过滤以及数据处理模块，采用Java程序语言开发Web服务器程序。

3.2 网络架构 设施农业在线管控系统网络架构是基于物联网建立的，其中包括四部分，即农业设施部分、网络部分、应用中心部分和客户终端，如图4所示。每个农业设施可以根据需要部署各种不同累的传感器，每个传感器都带有Zigbee无线通讯模块，设施内的传感器节点采用自组网方式来构建农业设施内部网。在每个农业设施设置一个控制中心，控制中心将汇总的各种传感器数据通过Zigbee技术上传到应用服务中心。基于云计算构建的应用服务中心，每个农业设施都可以通过GPRS、互联网技术连接到统一应用的服务中心。此中心通过采集、存储、分析以及运算传感器的数据，并依靠中心平台构建各种类型的应用服务分析处理数据，同时给出相应的操作建议。

通过互联网以及3G等网络，设施农业的管理人员和操作人员通过使用计算机终端或手机远程从云计算应用中心获取各种数据和应用服务，同时对各种智能控制系统远程控制和调整设施。为了提高农业的产量和质量，必须确保农作物具有一个良好的生长环境，因此，根据参数的变化就可以调整和控制灌溉系统以及保温系统等基础设施。

4 结束语

本文在分析物联网在设施农业中的应用时，从感知层、网络层和应用层三方面进行，并提出了利用物联网设施农业在线管控系统，实现农业生产信息采集、农业设施设备远程控制、语音/视频现场作业监控与指导、专家远程诊断、一键预警、实时告警与区域定位、农产品质量安全控制、移动终端监控，实现农业信息采集自动部署、自组织传输和智能控制；为了降低设备成本，提高农业集约化生产程度的同时还应当简化系统的复杂性；传统农业逐渐向信息和软件为中心的生产模式过渡，为我国农业从粗放型向精细化过渡有着重要的促进作用。物联网技术对于农业应用来说任重道远，是挑战，更是机遇，物联网科技的发展必将深刻影响现代农业的未来。

参考文献：

[1]管继刚.物联网技术在智能农业中的应用[J].通信管理与技术，2010，6（3）：24-27.

[2]孙忠富，杜克明，尹首一.物联网发展趋势与农业应用展望[J].农业网络信息，2010（5）：5-8.

[3]张凌云.物联网技术在农业中的应用[J].广东农业科学，2011（16）：146-149.

[4]周小波.基于物联网技术的设施农业在线测控系统设计[J].太原科技大学学报，2011，32（3）：182-185.

[5]何成平.基于无线传感网络的设施农业智能监控系统[J].常州轻工职业学院学报，2009，2（4）：22-26.

[6]陈勇，曹玉保，王林强.基于物联网的农业灌溉监控系统设计[J].电子设计工程，2012，20（22）：104-106.

篇10

物联网技术并非新生事物，早年的传感网就是其雏形。近几年来，无线通信技术和数据处理技术的发展，使得传感网逐渐演进为今天的物联网（Internet of Things）。经典的物联网模型基本可以分为传感、传输、存储、计算四个环节，近两年兴起的移动互联、云计算、大数据等概念和物联网也密不可分。某种意义上，数据量的爆发式增长正是因为泛在的联接，由此对传输、存储和计算能力提出了新的要求。

当物联网遇上农业，一般人首先想到的可能是用传感器获取温度、湿度、光照、风力等数据进行作物监控管理，或者在牛耳朵上打上RFID耳标进行动物溯源。但今天，看似简单的物联网技术对农业的渗透其实远超常识，因为应用场景的不同，物联网渐渐改变着古老农业“靠天吃饭”的传统。

农机有“智慧”

我国重要的粮食主产地东北，是应用大型农机装备的主要区域。在东北，粮食生产主要以农场为单位，比如黑龙江红星农场、856农场、闫家岗农场等。由于耕地面积广大，农场的生产经营与“一亩三分地”式的小农作业完全不同。

比如土地平整和起垄作业，一方面对拖拉机手的技术和经验提出了很高的要求，因为这直接决定了作业质量如直线度、平整度；另一方面由于作业过程中需要注意力高度集中，造成劳动强度很大，非常需要拖拉机在作业过程中减少人为操作。

因此科研人员想到给拖拉机安装传感器、激光仪、导航设备等，赋予拖拉机“智慧”，使得拖拉机在导航状态下自动走直；利用激光发收设备结合传感器精确完成土地平整作业。

除了生产作业之外，农场的管理同样需要借助物联网。据黑龙江红星农场技术负责人孙洪江介绍，基于精准农业和现代化大农业的发展趋势，红星农场近年引进了一套机车监管服务系统。

孙洪江说，红星农场属于国营农场，行使国家土地管理职能。农场把土地承租给农户，机车由农户自己购买，农场实行统一管理，每辆机车在农场有编制。农场根据农户的作业量进行结算。

以往每年耕种时节，是由农机统计员手工统计每个农户的工作量，但因为耕种面积大，往往一块地有3～5台机车作业，有的车干得多，有的车干得少，统计员就偷懒取平均数，农户吃大锅饭。

因此，为了能准确获取每个农户每天的工作量，农场和国家农业智能装备工程技术研究中心合作，给每台机车上安装一个传感器和GPS定位，传感器能实时获取机车作业数据并传送到机载终端，终端把数据发送到农场的系统平台。

孙洪江说，就是这样一套系统，一方面能让农场管理者实时了解机车的田间位置、作业轨迹、农户的作业量，系统自动生成日、月、年报表，给核算提供支持；另一方面由于机载终端可以自动生成作业报表，农户自己也可以很清楚地知道每天干了多少活，产生了多少效益。

美国风河公司认为，利用物联网等技术使农田与农机网络化、为农场主提供决策支持是未来智能农业的发展趋势。未来不管是火星上的探测车、空中的飞机还是田间的农机，都需要具备一些基本能力――物联网中每一个终端设备都需要网络互连性、可管理性和安全性。

孙洪江对这样的趋势看得很清楚，但多年的实践也让他深切体会到理论与现实的差距。他以精准农业中的变量施肥为例指出，困扰变量施肥的瓶颈在土壤取样和化验，虽然国外提供了土壤取样机和快速化验的设备，但误差率高，所以精确的变量施肥依然没有从技术上解决。

温室与节水

如果说大型农场的物联网技术还有些“粗犷”，那么对于温室种植而言，物联网加上自动控制技术，已经让整个生产过程变得智能化。

在北京瑞正园种植部经理穆金星眼里，如今的草莓种植与十几年前已完全不同。穆金星介绍，他手下的一位草莓技术员种了20多年草莓，来瑞正园之前一直在辽宁老家种。“3个棚五亩地，一天看三次，夫妻二人忙得没时间扭秧歌。”穆金星笑说。

在草莓种植过程中，湿度控制很关键，所以农户都会在大棚里放湿度计。“湿度不够就要浇水，所以人得成天在棚里呆着。”

北京瑞正园成立于2008年，创始人张建国称最初的想法就是让家人吃上健康食物，养鸡种菜。后来渐渐涉足有机蔬菜水果的种植，基地面积从最初的160亩发展到现在2000余亩，投资超过3亿元。

2011年瑞正园和北京市农林科学院、国家农业信息化工程技术研究中心合作利用物联网技术种植草莓，在大棚里装上可以探测土壤和空气温度、湿度以及光照强度的传感器，通过无线网络把数据实时传到监测系统，系统自动调节棚内的温度、湿度和光照。

穆金星说，瑞正园的草莓一共156个大棚，技术管理员有52人，平均一个人管理三个棚，生产效率大为提高。

节水灌溉是农业生产中相当重要的技术热点。在重庆忠县柑橘种植过程中，智能灌溉控制系统围绕“信息监测―决策控制―系统集成”三个关键环节，根据柑橘种植特征，对不同海拔高度柑橘生理生态信息及本地气象进行实时监测，同时配套灌溉施肥系统，为柑橘生长提供了最优的水肥保障。

柑橘园相关负责人表示，这套系统的运行实现了果园信息采集自动化，信息管理远程化，生产经营决策智能化，大幅度提高了柑橘栽培与经营的效益，为柑橘产业现代化提供了基础数据源。

尝到甜头的瑞正园，接下来还要把物联网及自动控制技术引入到葡萄等其他水果蔬菜的种植中。但是穆金星也承认，目前有些工作机器仍然没法替代人工，比如摘除老化的叶片、梳花梳果。