摘要：在信息化技術不斷發展的過程中，促使各個行業發生了巨大的轉變，尤其是農業生產。通過信息技術的應用，農業生產更加集約高效，逐漸朝著信息化和規模化的方向發展。在這個過程中，物聯網技術逐漸在農業信息化建設中得到更深入的應用，革新了農業生產與管理的方式，促進了現代化農業經濟的發展。基于此，本文主要針對其在農業生產與管理中的應用進行探討分析。

關鍵詞：物聯網技術；農業信息化；生產與管理；應用

1物聯網技術概述

1.1物聯網技術

物聯網通過利用信息傳感設備，如射頻識別和激光掃描器等，實現物體與互聯網的連接，能夠對其進行智能化識別和監控。在當前農業發展的過程中，由于物聯網技術的應用，衍生出了一種新型農業模式，即精確農業。在傳統農業發展的過程中，出現了各種問題，資源嚴重匱乏，環境污染，以及農產品質量得不到保障等，這些問題的存在，嚴重阻礙了農業的發展。而精確農業的出現帶來了新的發展契機，能夠有效推動現代農業的進一步發展。在這種新型農業模式中，通過使用各種高新技術，實現科學化的管理，能夠在最大程度上避免資源浪費。基于信息化技術手段，制定農事操作技術和管理系統，實現對生產相關信息的管理，并能夠改善農作物的生長環境，以最少的投入，實現收益最大化，實現對各種農業資源的高效利用，具有較好的經濟效益和生態效益。

1.2物聯網技術應用的重要性

隨著科學技術的蓬勃發展，傳統農業在現代化進程中不斷技術革新，智慧農業成為農業產業發展的主要方向。農業是國民經濟的基礎，而智慧農業則是農業的智慧經濟。智慧農業是傳統農業生產模式中，融入物聯網特有的計算特性和運行模式，從而實現自動化管理，推動農業生產模式精準化、高效化、生態化轉變，加快農業產業與其他產業交叉滲透、融合發展。物聯網可以將任何物體與網絡進行有效連接，通過傳感設備進行信息交換，實現智能化定位、識別、跟蹤、管控等操作，為農業發展構建多維度信息交流平臺，更好提高農產品高效生產和食品質量。

由2012年李道亮著《物聯網與智慧農業》一書，從智慧農業、物聯網技術的概念、內涵出發，全面闡述物聯網的技術架構，詳細介紹農業智能傳感器、農業信息處理方式等核心技術，以及該技術在智慧農業中的具體實踐應用，并對物聯網技術在未來農業發展前景中展開預測。全書詳略得當、重點突出，并基于成都市科學技術局項目（2019－YF05－00207－SN）、四川省高校重點實驗室太陽能技術集成及應用推廣項目（2018TYNSYS－Y－02），為農業領域科研人員和相關農業農村管理機構提供參考價值。農業生產高級階段就是實現智慧農業，集作物模型分析、自動信息檢測控制、實時圖像傳送、精準調節為一體的農業生產自動化系統平臺。其特點可在不同的農業生產對象中，利用物聯網技術的傳感設備，對所在區域的植物生長環境參數進行檢測，使土壤、水質、空氣等環境因素符合農作物的生產標準。

對所獲取的信息加以直觀的圖片、動態的曲線來展示系統數據分析情況。管理園區再根據信息反饋，進行自動灌溉、施肥、降溫、噴藥等智能控制。但僅靠數字化的物物關聯并不能為農作物生長創造最佳環境，通過圖像視頻監控技術，可以彌補農業生產環境的不均勻性、信息獲取的基準化。根據畫面的農作物實時狀態，因地制宜的采用人性化管理，可以更好的推動現代農業體系的快速發展。物聯網技術在智慧農業中的具體應用有以下幾個方面。農業監管應用主要分為農業生態環境保護和產品質量安全監控。一旦生態環境遭到破壞，將嚴重威脅產品的安全質量問題。物聯網技術通過在溫室、田地、園林布設的傳感節點收集土壤水分、酸堿度、電導率等相關信息。在農業管理人員對農田現狀進行評估后，根據作物模型分析，有針對性的投放農業產品或調整執行設備的運作數值。物聯網技術在產品質量安全把控方面非常準確高效，不僅可以監督農業生產是否遵循國家農藥使用標準，還可追溯食品安全的各個環節。這是基于農業工作者將基地劃分為不同的板塊編碼，并配備對應的電子標簽。每個板塊編碼背后都記錄著該區域所執行過的具體環節，如施肥、灌溉、除草等。待作物成熟收割之時，還會有與之相對應的條碼，將產品生產信息儲存到終端農業數據庫中。商家可通過條碼掃描利用RFID技術跟蹤食品溯源，了解食品從播種、生產到運輸的各個環節，一旦出現問題便可即時找到問題根源。農業灌溉應用農作物的生長環境離不開對水的依賴。我國水資源分布現狀呈南北不均、總體匱乏的趨勢，農業灌溉又對水資源消耗極大。隨著物聯網技術在智慧農業中的應用，科學、合理的節水灌溉系統不僅能提高農田用水利用率，降低用水總量、減少勞動力成本，還可提高農產品生產速率與質量。通過物聯網技術配備不同功能的傳感器，對不同種類的農作物生長環境進行監測，掌握區域農田基本信息情況并進行智能化整合，為區域灌溉水量、灌溉方式提供數據分析和參考意義。

最后，通過嵌入式智能灌溉技術，物聯網還會對灌溉區域進行數據跟進，支撐農作物生長情況綜合對比，及時反饋信息給技術人員，以便對后續灌溉情況做系統調整。以確保灌溉作業自動化下的高效、準確，推動實現農作物集“監、管、營”一體化自動管理模式，對物聯網技術在農業灌溉領域，構建低消耗、多功能的智慧農業起著實用性作用。農業生產應用溫室大棚是一種新型的農業形式，通過模擬農作物生長氣候條件，構建人工氣象空間環境，對農作物發展全程實施信息化、數字化管理，讓其不再局限于外部環境的生長約束。通過物聯網傳感器技術的優勢，24小時監測和調控大棚光照、溫濕度等各方面數值，實現農作物在不同季節得到產出，緩解季節蔬菜過渡時期的供給不足，并嚴格保證其綠色有機生產。

物聯網技術也在家禽養殖、水產養殖中得到廣泛應用。通過傳感器收集禽畜個體體征、行為特征等生理信息，不僅實現精準化養殖，還可預防禽畜間傳染病的大肆傳播，有效采取防治措施。推動農業生產為市場導向持續輸出高質量產品，并為農業發展帶來可觀的經濟效益。在農業生產期間不免要進行病蟲害防治工作，一旦出現防治不到位便極大降低農作物的生產質量及產量。但農藥使用過多不利于人體健康和環境保護，實施區域精準化噴施是智慧農業中的核心技術，有效降低農藥使用率和殘留量，為農業生產奠定基礎。在具體應用過程中，物聯網還可獲取潛在病蟲害的各項指標，分析其存在部位與適用農藥種類，從而建立起完善的自動化病蟲害防治機制。綜上所述，雖然物聯網技術在我國智慧農業中得到廣泛應用，推動了智慧農業體系的構建進程。但總體還處在初步發展階段，運營機制的不成熟，關鍵技術產品的未完善和專業技術人才的缺失，都是物聯網技術在智慧農業中亟待解決的問題。

作者：魯剛強 向模軍 單位：成都農業科技職業學院 機電信息學院

我國是一個農業大國，農業是安天下、穩民心的戰略產業。從1982年起，中共中央多次以農業、農村和農民為主題的中央一號文件，對農村改革和農業發展作出具體部署，強調“三農”問題在中國社會主義現代化建設時期“重中之重”的地位。《國家農業中長期發展規劃》要求發展特色農業、生態農業、節水農業和觀光農業。“智慧農業”是智能農業專家系統，是“感知中國”理念在農業發展中的具體應用，指利用物聯網技術、云計算技術等信息化技術實現“三農”產業的數字化、智能化、低碳化、生態化、集約化，從空間、組織、管理整合現有農業基礎設施、通信設備和信息化設施，使農業和諧發展實現“高效、聰明、智慧、精細”。是兩化融合在農業發展領域中的具體實踐和應用［1－3］。物聯網技術是實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術，是智慧農業智能化和精細化生產、管理、決策的技術支撐，是發展“智慧農業”的核心。通過對我國“智慧農業”發展中物聯網技術、現狀、分析、技術要求、難點、應用分析，提出了“智慧農業”中物聯網應用的可行性及發展策略。

1現狀及存在問題

1．1物聯網技術及應用現狀

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、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，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。我國物聯網技術的研究、開發、生產已經初具規模，標準、通信協議、網絡管理、協同處理、智能計算等技術取得顯著進展，目前在安防、電力、交通、醫療、環保、物流、食品溯源、農業等領域推廣應用初見成效。

1．2智慧農業中的物聯網技術應用現狀

近年來，在政府、科研機構及農業生產企業等的共同推動下，部分地區在農業物聯網技術應用方面進行了積極的探索，已取得初步成效。

摘要:本文介紹了物聯網在現代農業中的主要應用，以及我們利用這些技術所能取得的成果。提供了IOT在現代農業實踐中的作用，如垂直農業(VF)、水培和表型。分析了無線傳感器和IOT在農業中的潛力，以及將這項技術與傳統農業相結合時將面臨的挑戰。列出了可用于特定農業應用的傳感器，以及現在和將來基于IOT的主要農業應用場景和平臺，并回顧了國內外主要科技公司正在開展的相關研究。以期幫助研究人員和農業工程人員實施基于物聯網技術，實現智慧園區建設。

關鍵詞:物聯網(IOT);智慧農業;現代農業實踐

為了提高農業產量并減少資源和勞動力投入，人類歷史上一直在進行各種創新。我國是農業大國，隨著城鎮化的發展可耕地和農業人口越來越少，將面臨著誰來種地，怎樣種地的問題。近年來物聯網(IOT)從城市到鄉村，開始影響到了農業生產。現代傳感器可以實時監控作物的生長，更能提前發現人眼所不能及的早期脅迫［1］。從播種到收獲，從儲存到運輸，使用一系列傳感器不僅智能，更具有成本效益。雖然現在物聯網技術的應用還比較膚淺，應用生態還不完善(圖1)，但從近10年的發展可以預測，隨著基礎設施(智能裝備、傳感器、通訊網絡)的建設和一系列服務的完善，如數據采集、云端智能分析和決策、友好的用戶界面以及農業運營自動化，基于物聯網技術的智慧農業必將引起農業產業鏈的重大變革［2］。盡管我國農業生產主要還是傳統種植模式，但從世界范圍來看，今天的農業正在朝著以物聯網為紐帶，以數據為中心的智能化發展，它挑戰了依靠經驗的種植模式，為農業生產的飛躍提供了新的機遇。

1物聯網的主要應用

在農業生產中實施最新的傳感器和IOT技術，傳統農業在各個方面都能得到根本的改變。目前，在智慧園區內無線傳感器和IOT的無縫集成可以將農業提升到前所未有的水平［3］。在智慧農業園區，IOT可以幫助解決和改善許多傳統農業問題，如干旱應對、生長調節、土地適宜性、灌溉和病蟲防治。圖2列出了智慧農業的主要應用領域、解決的問題和涉及的傳感器。圖

1．1耕地質量監測

摘要：在新技術發展和多樣化需求的雙驅動下，農業產業出現與新一代信息技術深入融合的發展趨勢。為解決當前我國農業領域存在的部分農業產業化發展不足、相關技術人才短缺等問題，文中簡析了利用傳感器技術、嵌入式開發技術、GPS定位技術、無線通信技術和云服務器技術等物聯網技術，通過多維度技術協同、軟硬件相結合的方式為現代農業產業化發展提供支持，促進農業產業向網絡化、數字化、現代化、智能化轉型升級；設計將物聯網技術應用于現代農業領域，實現土地集中管理、農作物生長智能監測、身份溯源及產品運輸等方面的功能，達到分析土壤質量、合理規劃農作物種植區域、監測產品生長狀態和推算運輸途中“新鮮度”的預期目標，使農產品的品質得到保障，旨在更好地利用物聯網技術助力現代農業的發展，推動智慧農業惠及大眾。

關鍵詞：物聯網技術；智慧農業；智能監測；產品溯源；農業產業化；傳感器

我國是一個正在發展中的農業大國，推進農業產業發展對于我國國民經濟發展具有重大意義。當前基礎農業的生產力發展水平與當今社會發展要求出現了一定差距[1-2]，難以滿足現代社會發展需求，導致農村發展相對滯后、農村經濟不發達等問題。基礎農業暴露出的一系列問題催生了現代智慧農業的發展，且現代農業已出現與新一代信息技術融合的趨勢。物聯網技術自被正式列為國家五大新興戰略性產業之一以來，受到了全社會極大的關注并得到了快速發展。物聯網技術在農業產業中的應用旨在解決農業發展的痛點問題，有助于實現農產品生長過程的實時監測[3]，保障農產品生長全程可溯源追蹤[4-5]，實現農業的智能化生產管理，推進農業生產的科學化與精細化，培養新型職業農民[6]。2020年5月，工信部發布工信廳通信[2020]25號文，即《工業和信息化部辦公廳關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》，旨在加強物聯網的全面建設與應用，故“物聯網+農業”必將成為未來農業的發展趨勢[7-9]。

1農業發展產業化現存問題

我國農業發展正處在由基礎農業到現代農業的轉型階段，這一轉型需要科學和技術不斷滲透到農業領域，即完成從勞動密集型到技術密集型產業的轉變，轉型過程中暴露出了我國農業發展存在的問題[10]。

1.1農業產業化發展的不足

摘要：農業是物聯網技術應用的重點領域，對農業物聯網國內外技術應用現狀及農業領域關鍵應用環節深入分析，提出農業物聯網未來技術發展重點，農業物聯網發展重點是信息感知與識別技術，自組織網絡部署與信息傳輸技術，安全監督與服務質量保障技術等。建議加強農業物聯網技術規范研究，加強技術集成平臺建設，加強農業物聯網應用布局優化政策環境，為農業物聯網發展提供決策參考。

關鍵詞：農業；物聯網；創新發展

農業物聯網是應用射頻識別等技術設備，將農業系統中動植物生命體，生產工具等物理部件與互聯網連接，實現對農業對象智能化識別定位監控的網絡。農業是物聯網技術應用重點領域，農業物聯網受到世界各國的關注。在國家四步同化發展戰略背景下，推進農業物聯網應用發展對促進農業信息化建設具有重大意義。農業部及地方政府在京津滬等地開展系列農業物聯網應用示范工程，在設施種植，大田作物，農機監控等領域初步形成農業物聯網技術軟硬件產品，促進現代農業發展。

一、國外農業物聯網技術的發展

隨著物聯網技術在農業領域應用推廣，關于技術研發等方面研究形成系統的農業物聯網應用體系[1]。美國成為農業物聯網技術應用引領者，全程全網化精準農業模式基本形成，雜草自動識別技術等開始規模化應用。美國農業裝備使用GPS系統，RTK等高新技術，使大型智能農業機械可以精密播種。高新技術的應用推動了農機物聯網發展，美國已有15%的農戶使用裝農機GPS的機械設備，美國農場利用檢測設備實時監測農場中害蟲密度，超過警戒密度時通過農田中的裝置噴灑信息素，利用傳感器探測地形，將數據發到服務器上，設計特定地塊灌溉實施方案，節省了大量水資源。利用互聯網實時了解農場土壤結構，灌溉施肥，病蟲害情況。農場投產預算，可以預測收成與庫存管理，提高農場科學化管理水平。日本目前集中于精確農業基礎與機械研究，實現田間病蟲害防控，日本開發了農田作物測繪系統，依據GPS提供位置信息拍攝作物生長圖像，電腦可知作物詳細情況。

二、農業物聯網技術應用中存在的問題

摘要：推動農業現代化是我國社會發展的必然選擇，而設施農業則是現代化農業的重要形態。在設施農業建設中引入物聯網技術，可以利用各類傳感裝置，實時獲取農業生產環境信息，為設施農作物生產提供依據，切實優化農作物成長環境，為實現高質、高量目標提供技術支撐。在認知物聯網與設施農業內涵的基礎上，思考物聯網技術與設施農業兼容思路，構建完善、高效的農業物聯網。

關鍵詞：物聯網技術；設施農業；傳感器

在社會發展進程中，需要不斷推動與實現農業現代化，切實提高農業生產質量。隨著物聯網技術的發展，在設施農業中引入物聯網技術，可以借助傳感器感知與捕獲農業生產環境信息，通過物聯網技術監控環境參數的動態變化，為農作物生產提供科學依據，為農作物生產營造最佳條件，以實現農業精準化管理。這種生產模式整體效益突出，是現代化農業發展的重要方向。

1物聯網技術與設施農業內涵認知

物聯網是以激光掃描器、射頻識別、全球定位系統與紅外感應器等一系列信息傳感設備為基礎，可以實現任何物品與互聯網間的聯系構建，從而開展信息通信與交換，達到識別、定位、監控、跟蹤與管理物品目標的一種網絡形式。物聯網在屬性上表現出高度開放性、獨立性、互動性與可擴展性。設施農業則是在人為可控環境保護下開展農業生產。基于此，在設施農業發展中引入物聯網技術，可以實時捕獲農作物生產信息，為農作物生長營造最佳條件，實現精準化農業管理，切實增強設施農業產出。

2設施農業中引入物聯網技術的制約性因素分析

摘要：隨著社會的發展，傳統農業技術不能滿足現在人們的需求，為了進一步優化農業產業結構，提高西瓜的生產水平，針對現有的大棚西瓜栽培模式，利用物聯網技術與大棚結合，實現大棚生產的自動化與智慧化。

關鍵詞：物聯網；西瓜；智慧大棚

農業是我國經濟體系中重要的支柱，但傳統農業在農作物種植生產期間需要農戶精確地播種、施肥、除草等，這樣農作物才能高效地生長。在信息化與智慧化高度發展的今天，我國農業開始趨向智能化與自動化生產。智慧大棚與智慧農業技術不斷發展創新，依托物聯網技術，對大棚西瓜的栽培模式進行研究，以推動現代農業的可持續發展。

1基于物聯網技術的智慧大棚西瓜栽培模式概述

1．1物聯網技術

物聯網主要是通過可移動式信息收發器建立人與人、人與物、物與物之間的交互，隨著互聯網技術的不斷發展與創新，物聯網技術開始進入農業生產領域[1]。近年來，國家與不少地方政府都鼓勵人們加強農業領域中物聯網技術的應用，2018年我國推行了鄉村振興戰略規劃，表明要大力發展數字農業，實施物聯網技術的應用；2020年我國的5G技術開始在部分大中城市推廣，修建基站，更好、更快地實現信息傳輸。物聯網技術在大棚西瓜種植中的應用，主要是將不同的傳感器設備安裝于農作物的生長環境中，并通過數據處理與演算，對農作物的生長過程進行監控與數據分析，以保證農作物的順利生長，且農戶可以通過物聯網對自己農作物的生長進行監控，以此來減少人力資源的損耗。應用物聯網技術，可以提升農產品質量、降低勞動力成本、實現精細化栽培管理，該模式符合我國現代農業發展的要求。除此之外，該栽培模式不僅可以用于大棚農作物的栽培，還可根據不同的蔬菜、瓜果的生存環境進行數據儲存與處理。

摘要:本文闡述了如東縣農業物聯網建設的主要做法和取得的成效，分析了存在的問題，并提出對策，包括加強政府引導和政策扶持、加強培訓、加大土地流轉、建設智慧農業示范區、建設智慧漁業示范區等，以期為促進如東縣智慧農業發展提供參考。

關鍵詞:農業物聯網；做法；成效；問題；對策；江蘇如東

如東縣地處南黃海之濱，陸域面積2009km2，海域面積超過6000km2，人口102萬人，海岸線全長106km，灘涂面積6.93萬hm2，耕地面積10.85萬hm2。近年來，如東縣物聯網技術在設施農業、園藝種植、畜禽水產養殖、農村電子商務、農產品質量監管方面得到了推廣與應用，一批適用的傳感器設備、配套的應用軟件、成熟的技術應用模式、可行的市場化解決方案在改善如東縣農業生態環境，降低生產成本，促進糧食增產、農業增效、農民增收等方面發揮了作用。

1主要做法

1.1輿論宣傳，激發需求

如東縣通過多類媒體，向廣大農戶宣傳農業物聯網建設的目的、意義、內容和要求，在如東日報、如東電視臺和如東縣人民政府網站開展新聞報道、專題宣傳，讓廣大農戶對農業物聯網有所了解。利用“12316宣傳日”和“農民手機應用技能培訓周”活動，向全縣各鎮（區）農業信息員宣傳農業物聯網技術。通過現場推廣和平臺的遠程培訓學習，使學員體驗農業物聯網的應用魅力。

摘要:我國是世界農業大國，為了提高農業管理的科學性和工作效率，本文提出搭建農業物聯網平臺，以智慧溫室大棚、智慧生態畜禽養殖、智慧水產養殖作為虛擬對象，將生產場景與背景、農業物聯網設備、執行機構、種養殖簡單生長規律等虛擬，采用Web、App智慧農業管控編程體系與平臺，實現了農業物聯網工程虛擬預算、農業物聯網工程智慧控制、農業物聯網基礎設備虛擬安裝與調試、智能農業先進算法研究等功能。

關鍵詞:農業;物聯網;智慧

隨著計算機技術、物聯網技術和人工智能等新型信息技術的出現和發展，這些新型技術也逐漸應用于農業設施，使農業逐漸向智能農業方向發展，而智慧農業利用網絡、云計算，依托大量傳感器和網絡對種植地覆蓋，利用農業物聯網技術對相關作物的生長環境進行有效追蹤和管理。雖然物聯網技術與農業相結合的智慧農業能有效提高產能，避免資源浪費和環境污染，但是由于構建一整套的傳感器網絡成本極高，對于目前農村形勢來說是不可能大規模推廣的。而且物聯網目前是新型的信息技術，相對還不夠成熟，可能會出現高投入低收益的情況。為了解決此類問題，本文采用了物聯網技術中的嵌入式技術，利用嵌入式技術搭建平臺，極大地降低了構建平臺的成本。同時也使得對整套系統的控制變得簡單，讓各個硬件設施發揮出最高的性能，而不沖突。這種方式有效地優化了農業物聯網系統，使其可以更迅速、更準確地對相關農作物生長的環境做出有效追蹤和管理，并提出更充分、更有效的預判、分析和指導。本文所設計的農業物聯網智能管理系統對傳感器的數據進行實時采集儲存和分析，并對這些數據進行周期性的整理，同步分析相關農作物的情況，進而給出精確定位的科學診斷以及相關的指導建議，大幅度提升生產力。整套系統以網絡技術實現連接，提高了整個系統的穩定性和可靠性，構建了一個高效的框架，使用成本和使用難度都大大下降。利用更低廉的生產投入實現更為理想的收入，同時避免了環境的破壞和資源的浪費，使土地實現最大的經濟以及環境收益。

1系統構建

農業智能管理系統是以軟硬件相結合的方式構建的，硬件裝配相關芯片，能夠通過Wi－Fi無線通信技術，遠程遙感等相關技術實現控制各個傳感器，收集各個傳感器的采集數據，并將數據進行匯總，打包上傳到軟件終端，在系統內部對數據分析，并連接大數據找到相關的方案，為用戶提供智能的解決方案，及時糾正異常情況，實現收益最大化。系統以典型的智慧溫室大棚、智慧生態畜禽養殖、智慧水產養殖作為虛擬對象，將生產場景與背景、農業物聯網設備、執行機構、種養殖簡單生長規律等虛擬，采用真實的工業通訊協議、真實的Web、App智慧農業管控編程體系與平臺，完全開放式地實現了農業物聯網工程虛擬預算、農業物聯網工程智慧控制、農業物聯網基礎設備虛擬安裝與調試、智能農業先進算法研究等實驗實訓功能，產品同時也能作為成熟的農業物聯網工程設備服務于現代農業。基礎架構如圖1所示。

2系統架構