武文強

摘 要：我國是農業(yè)大國，而非農業(yè)強國，當代中國的農業(yè)體系依舊是以傳統產出模式作為核心構成，但是該體系僅僅依靠經驗進行施肥、灌溉等活動，一方面導致顯著的資源浪費，另一方面也對生態(tài)構成顯著的威脅，會對于可持續(xù)發(fā)展形成一定的消極影響。文中圍繞前述問題提出結合農業(yè)專家智能系統、農業(yè)生產物聯網控制系統和農產品安全溯源系統等三大系統，利用云計算技術、物聯網技術、視頻識別技術、3S技術、移動通信技術，實現了數字化、自動化和智能化的新型智慧農業(yè)平臺。

關鍵詞：物聯網;智慧農業(yè);智能化;云計算;移動通信;安全溯源

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）06-0-02

0 引 言

智慧農業(yè)作為農業(yè)體系發(fā)展到新時期的重要升級，整合了最新的網絡、云計算等多項專業(yè)技術，依托大量的傳感器安裝與網絡覆蓋，從而實現對農作物生長環(huán)境的有效追蹤和管控，提供智能化的檢測、預判、分析以及指導等服務，有助于實現更加精準的農業(yè)活動，提供更為便捷與高效的管理支持[1-2]。

這一解決方案依據農作物的土地狀態(tài)，控制相應的資源投入，也就是通過掌握土壤性狀等方面的變化狀況，同步分析整體的生產目標，進而形成精準定位的科學診斷、配方發(fā)展、高效組裝，依靠更為合理的管理機制，從而提升土壤的生產力，通過更為低廉的投入實現更為理想的收入，同時實現環(huán)境的優(yōu)化，大幅優(yōu)化多方面的農業(yè)資源，實現更加理想的經濟以及環(huán)境收益[3-4]。

1 系統架構

智慧農業(yè)可以高效運用當代最新的信息技術，精準認知作物的生長狀態(tài)以及相應的“四情”信息，針對具體的苗情、墑情等信息開展相應的動態(tài)監(jiān)測以及趨勢研究，實現對產出、管理以及救災等多方面的有效指揮，增強細節(jié)作業(yè)與管理的綜合素養(yǎng)，有效察覺產出體系中的各類問題，擬定具備針對性的管理策略，形成更為科學的意見與方案，更為高效地推進技術指導，帶動農業(yè)體系產量與質量的提升[5-6]。

智慧農業(yè)物聯網系統架構如圖1所示。

2 基礎架構

2.1 氣象環(huán)境信息檢測系統

氣象環(huán)境信息可以通過小型氣象站來檢測，小型氣象站是一套完整的氣象監(jiān)測系統，特別適用于小氣候環(huán)境監(jiān)測，通過搭配不同類型的智能型傳感器，可以實時采集戶外的空氣溫濕度、光照、風速、風向等環(huán)境參數[7-8]。

環(huán)境信息能夠更加便捷地展示在物聯網體系中，使得相關的管理者能夠依靠列表等模式掌握詳盡的環(huán)境參數，也能夠通過戶外LED屏，集中顯示各個環(huán)境參數，同時還可以添加介紹、氣象信息等功能[9-10]。

2.2 土壤墑情監(jiān)測與遠程灌溉控制

土壤墑情監(jiān)測系統主要負責采集土壤環(huán)境信息，包括土壤水分、土壤溫度等環(huán)境信息，上傳至土壤墑情采集器并控制相關設備。墑情數據能夠更加便捷地展示到專業(yè)的物聯網體系中，使得系統中的管理者能夠通過專業(yè)圖表的模式查閱相應的墑情數據，也可將獲取的數據依靠無線網絡傳輸到平臺或管理者的手中，隨時隨地都能了解土壤墑情[11-12]。

遠程智能灌溉系統分為手動控制和自動控制，手動控制功能和自動控制功能能夠任意切換，當選擇手動控制功能時，通過物聯網平臺控制電腦或者手機APP就能遠程手動控制澆灌系統開和關;當選擇自動控制功能時，可通過在物聯網平臺控制電腦，設置開啟和關閉澆灌系統閾值，當土壤水分低于下限值時，就能延時自動開啟澆灌系統[13]。當土壤水分高于上限值時，也能延時自動關閉澆灌系統。土壤墑情監(jiān)測與遠程灌溉控制系統如圖2所示。

2.3 可視化監(jiān)控系統

作為系統內部數據的重要補充渠道之一，系統運行過程中，會以網絡與視頻等方面的傳輸機制作為基礎，對植物與健康等信息開展全方位的監(jiān)控。該系統采用B/S架構，能夠實現應用功能的高效分布，在云平臺之中提供專業(yè)的存儲與處理需求，從而滿足客戶端的各類服務需求[14]。該部分主要有服務器、攝像頭等多個構成部分，服務器方面需要解決信號的傳遞、轉換等需求，而且能夠提供便捷的網絡服務。僅需要使用者可以連入到互聯網，即可通過自身享有的權限獲取圖像查閱等功能，提供非常便捷的系統監(jiān)測，可以實時查看園區(qū)內安全狀況和農作物長勢[15]。

3 物聯網平臺

通過安裝在農業(yè)基地的各種傳感設備，實時采集特定范圍的環(huán)境、風速、實時視頻等數據;并將數據通過網絡傳輸給農業(yè)平臺，平臺可對相應數據開展針對性的研究與處置。

系統存在對當前種植體系內相關指標很難有效測定、手段較為陳舊等缺陷，使得物聯網技術整合到農業(yè)體系中，通過終端模塊來解決感知的需求。獲取特定區(qū)域的環(huán)境參數，實現對溫濕度、空氣以及光照等數據的高效追蹤，并且綜合運用互聯網、3G等現代化的網絡技術，滿足該系統的傳輸需求，使得測定獲取的環(huán)境數據可以通過網絡渠道傳遞到平臺中，以此來解決溫室數據的高效追蹤與監(jiān)控。在識別環(huán)境參數突破預設限值的情況下，平臺會發(fā)出相應的報警數據，依靠短信等模式傳遞報警數據，即便在很遠的距離也可依靠網絡、手機等方式便捷地查看環(huán)境狀態(tài)。用戶運用手機等終端設備進入到系統之后，能夠便捷地查閱監(jiān)控測定的環(huán)境參數與歷史數據，為用戶處理當前監(jiān)控區(qū)域內的情況提供數據參考[16-17]。農業(yè)物聯網平臺的系統拓撲圖如圖3所示。

4 結 語

智慧農業(yè)是我國農業(yè)現代化發(fā)展的必然趨勢，物聯網、云計算等新興技術的結合運用，突破了農業(yè)市場環(huán)境下的時空制約，農產品的購買、流通等環(huán)節(jié)中形成的數據信息，將會獲得及時的監(jiān)控，高效傳輸，從而高效處理信息的不對稱問題。智慧農業(yè)和當代生物技術方法充分結合，這也是新時代農業(yè)發(fā)展的重要方向。伴隨著智慧農業(yè)的不斷發(fā)展，當下已經形成了一個行政引領、社會保障、市場促進、民眾支持的良性運行模式，體現了長遠發(fā)展的潛力和可能性，對于社會生產的發(fā)展將會發(fā)揮更大價值。

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