胡煒

摘要：本文以武陵山片區(qū)智慧農業(yè)為例，深入研究大數據時代基于物聯(lián)網的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)的利用，從而促進武陵山片區(qū)的農業(yè)智能化發(fā)展，快速實現采取智能灌溉系統(tǒng)，節(jié)約水資源，提升農業(yè)效率的新目標，智慧農業(yè)的體系就給農業(yè)的發(fā)展提供了保障，同時也簡化了農業(yè)流程，提高農戶的使用體驗，促進武陵山片區(qū)的農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

Abstract： This article takes intelligent agriculture in the Wuling Mountain area as an example， and deeply studies the use of intelligent agricultural irrigation systems based on the Internet of Things in the era of big data， so as to promote the development of intelligent agriculture in the Wuling Mountain area， and quickly realize the new goal of adopting intelligent irrigation systems to save water resources and improve agricultural efficiency. The intelligent agricultural system provides a guarantee for the development of agriculture， also simplifies the agricultural process， improves the use experience of farmers， and promotes the sustainable development of agriculture in the Wuling Mountain area.

關鍵詞：大數據;物聯(lián)網;智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng);武陵山片區(qū)

Key words： big data;Internet of Things;intelligent agricultural irrigation system;Wuling Mountain Area

中圖分類號：S126;S274.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）24-0195-02

0 ?引言

近年來，高科技技術在農業(yè)中被廣泛運用，尤其是在互聯(lián)網技術、大數據技術和智能技術在農業(yè)的領域都有所使用，由此呈現了智慧農業(yè)的形勢。國家、企業(yè)以及組織都在積極的運用到農業(yè)生產和經營領域中的差異性，同時在服務方面也要呈現出全方位的形式，以此來為農業(yè)產業(yè)鏈進行提升，從而能實現更精細、高效、綠色化的農業(yè)方式，確保農產品的安全得到保障，用以提高該行業(yè)的競爭和長久發(fā)展的保障。在智慧農業(yè)中，智慧灌溉是利用傳感器來實現，將溫室或者大田里的相關數據和信息收集、存儲起來，將通過設備來達到控制和運行，從而也能實現在農田灌溉上的精細、自動、恰當、智能化等需要，也給精準化管理農田提供了更為先進的方式，突破以往農田的灌溉方式，將全部由軟件和信息來完成操作過程。

1 ?大數據時代基于物聯(lián)網的智慧農業(yè)概述

1.1 智慧農業(yè)發(fā)展趨勢

隨著我國科技的發(fā)展，智慧農業(yè)也成為必然的形勢，鑒于農產品的升級和質量的提高，為了能確保農業(yè)能獲得高質量的發(fā)展，就需要利用到高科技技術作用到這個領域中，不僅可以提高生產的速度，而且還可以降低勞動力的付出。在智慧農業(yè)運用在農業(yè)中，也包含了諸多的技術類型，囊括了互聯(lián)網技術各個環(huán)節(jié)發(fā)生作用，像種植、收割、運輸等，并且，智慧農業(yè)還運用了多種技術，譬如，人工智能技術、激光掃描技術等。

1.2 智慧農業(yè)社會價值

首先，智慧農業(yè)既可以減少勞動力，并且還能提高耕作效率。在我國教育和城市化進程的同步進行下，農村人口越來越少，耕種人員不多。而這種技術的運用，就可以解決農村耕種率底下的問題，讓大部分勞動力能到城市去發(fā)展，同時還能讓農民更輕松的完成田地耕種的過程，為我國的農業(yè)發(fā)展帶來更大的幫助。其次，我國是農業(yè)大國，但是并不是農業(yè)方面的強國，在以往的農業(yè)生產中，并沒有呈現出更有利的形式，對土地循環(huán)利用和生態(tài)建設都有一定的影響。因此，在農業(yè)中使用智能的計算，就能起到更好的作用，具有環(huán)保、良好生態(tài)發(fā)展的重要作用。最后，將現代信息技術作用在農田灌溉中，就能起到調節(jié)結構的作用。通過實際聯(lián)網就能獲得相關的信息，從而也能傳輸出諸多的有用信息，讓農業(yè)專家能實現對農業(yè)技術的需要，給我國農業(yè)科學化帶來有利的助力。

1.3 智慧農業(yè)應用領域

智慧農業(yè)能運用到很多的層面，從橫向來說，其應用幾乎包含了農業(yè)從選地、播種、運輸和銷售等全部的程序;從縱向來說，這種技術在管理方面能實行全方位的效果，針對相關的人員、食品的安全、加工人員的管理等方面都能起到作用。智慧農業(yè)所作用到的區(qū)域還不少，像園林、綠化等場所。僅僅從農田來看，利用這種技術就能將農田的土壤、灌溉水量的設置、農田周圍的情況以及作物生長的情況，皆可以通過智能技術來監(jiān)控到。

2 ?基于物聯(lián)網技術的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)架構

農業(yè)灌溉系統(tǒng)的建立由諸多的層面構成，像感知層、網絡層、應用層等，其中，感知層為核心功能層，是智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)標準化、產業(yè)化運行的關鍵一環(huán)，需從成本、能耗、規(guī)模等角度出發(fā)根據智能化灌溉需求加以調控。網絡層以移動通信網絡為依托覆蓋整個灌溉系統(tǒng)，經由終端信息傳輸基礎設施搜集整合數據信息，為感知層操控智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)提供依據。網絡層將有關智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)的初始化數據信息傳輸至感知層，感知層通過計算將分析結果傳輸至網絡層同時驅動應用層，助力該系統(tǒng)采取解決方案落實節(jié)水灌溉目標。

建立在物聯(lián)網技術基礎上的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)由以下技術構成，像無線通信、業(yè)務應用等系統(tǒng)形成，其中，傳感網絡負責采集與該系統(tǒng)運轉相關數據信息并在網關終端匯集，經由無線通信網絡系統(tǒng)將數據信息傳輸至指定模塊，為遠距離操控智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)奠定基礎，有利于節(jié)約灌溉成本，提高節(jié)水灌溉管理有效性。

3 ?以武陵山片區(qū)為例探究智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)的應用現狀

3.1 農戶適應程度探究

武陵山片區(qū)經濟發(fā)展水平相對落后，農戶不是很了解互聯(lián)網技術，并且也比較反感運用智能設備。智慧類型的農業(yè)在武陵山片區(qū)進行智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)的建立，是難以實現的。為了應對這種情況，就需要將信息進行普及，并且還需要建立在智能群眾的基礎之下，才能落實智慧農業(yè)的形成。為此，我國還試行了《關于開展信息進村入戶試點工作的通知》及《關于開展農民手機應用技能培訓提升信息化能力的通知》等政策，為農村信息網建立打下了基礎，也給以后的智慧農業(yè)試行帶來了幫助。

3.2 環(huán)境風險預測探究

基于物聯(lián)網的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)既要勘查土壤，同時還要注意農作物的生長效果，需要掌握灌溉水量，還需結合外在環(huán)境，針對外部的環(huán)境要實行風險判斷，以提前調整灌溉水量的大小，并且做好農田防護措施。同時還要監(jiān)測好農田土壤所出現的變化，像堿化等情況，從而也能更好的進行防護。當前形勢下，在農田的環(huán)境風險預測系統(tǒng)下，所能實現的只有測量基本的風速和降雨的數量，無法正確檢測大型的自然環(huán)境和惡劣情況。此外，普通類型的智能設備在技術應用上并不高，無法檢測出土壤中的鎖水程度、病蟲卵以及蟲害的預估程度，只能借助基礎的數據和人工復檢來應對。

3.3 農田監(jiān)測反饋探究

物聯(lián)網技術的運用能實現多種服務，可以針對農田灌溉之后的水量以及設備自身的檢測和維修，在智慧農業(yè)中起到了檢測食品質量安全和設備安全的作用。當前形勢下，智能農田已經得到了智能設備的省水灌溉，但農田本身卻缺乏儲水功能，所以在水源的利用上并沒有得到最大化的程度。并且，在監(jiān)測農田的時候，因為地域會影響到信號，從而也會出現問題反饋不及時、數據不能及時同步到位的情況。

4 ?基于物聯(lián)網的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)的應用要點和策略

4.1 應用要點

4.1.1 有效利用傳感器技術

通過對建立在物聯(lián)網技術基礎上的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)構造中的頗析，從中得知，感知層、應用層、網絡層及各系統(tǒng)均對灌溉相關數據信息有極高需求，旨在確保灌溉決策符合實際。這就需要基于物聯(lián)網應用傳感器技術，將傳感設備置于智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)內，經由無線網絡向中央處理器內傳輸數字信號，加之嵌入式技術、無線射頻等各種技術的應用，針對灌溉數據信息進行自動識別，使該灌溉系統(tǒng)得以靈活自動，滿足農田節(jié)水灌溉實際需求。

4.1.2 加大物聯(lián)網產業(yè)投入力度

武陵山片區(qū)農業(yè)種植環(huán)境較為復雜，而且不同地區(qū)網絡基礎設施發(fā)展進度不一，徒增基于物聯(lián)網技術的智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)應用難度，為此，各地方有關部門需根據當地的情況、創(chuàng)新爭優(yōu)思想指引下，做好智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)發(fā)展所需硬件、軟件等資源投入工作，打造具有武陵山地域農業(yè)特色的智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)，為物聯(lián)網技術的充分利用鋪平道路。

4.2 應用策略

4.2.1 樹立物聯(lián)網技術在智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)中合理應用的意識

為確保武陵山片區(qū)農業(yè)能得到更長遠的發(fā)展，并且杜絕水資源浪費的問題，需意識到物聯(lián)網技術應用重要性。在農業(yè)管理戰(zhàn)略中納入物聯(lián)網技術，通過實時監(jiān)測灌溉信息統(tǒng)籌土壤水分、農作物長勢、水肥比等數據資源，擴展節(jié)水灌溉信息感知范圍，在處理灌溉信息基礎上科學操控該系統(tǒng)，如控制灌溉時長、水流速度、流量、水體狀態(tài)等，同時還要利用好數據信息，通過傳輸到相關的網絡上，實現灌溉數據共享目標。

4.2.2 基于物聯(lián)網技術持續(xù)優(yōu)化智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)

第一，優(yōu)化基礎設備，如運用頻域型傳感器，快速、準確、簡便、安全獲悉有關土壤水分的數據信息，發(fā)揮該傳感設備寬量程、自動化優(yōu)勢，確保這種系統(tǒng)的運行效率更高。第二，優(yōu)化信息系統(tǒng)，如增強網絡安全協(xié)議合理性、有效性，確保信息數據流通安全可靠，考慮農作物長勢、地域氣候、病蟲害等因素對節(jié)水灌溉智能化系統(tǒng)帶來的影響，應用Zig Bee等技術提升該系統(tǒng)兼容、抗干擾、傳輸快等能力，使數據終端可及時獲悉灌溉設備操控指令。第三，優(yōu)化能源系統(tǒng)，如利用風能、太陽能等清潔能源滿足智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)運行需求，使用能耗低的通信模塊，加之運用電壓動態(tài)調節(jié)、動態(tài)功率管理等技術減少系統(tǒng)能耗，使該系統(tǒng)得以可持續(xù)發(fā)展。

5 ?結語

借助物聯(lián)網技術，可將灌溉系統(tǒng)、設備、農業(yè)管理舉措、農作物生產狀態(tài)有關數據信息整合到一起，作為科學的、行之有效的灌溉策略，實現遠程監(jiān)控用水量，提高農業(yè)灌溉管理質量。通過智慧農業(yè)灌溉系統(tǒng)實現按需、適量精準施肥（藥），提高農作品的品質和產量，有效地解決農業(yè)面源污染問題，極大的減少了勞動成本，也對農業(yè)種植進行了改進，尤其凸顯在調整結構、農業(yè)提產和增加收益上，提高武陵山片區(qū)的農業(yè)發(fā)展，優(yōu)化自然環(huán)境，呈現出了非常明顯的經濟、社會、生態(tài)效益。

大數據時代下，基于這種系統(tǒng)的建設和應用，在智慧農業(yè)建立中是核心環(huán)節(jié)。將灌溉系統(tǒng)進行優(yōu)化，就能為武陵山片區(qū)比較復雜而面積又大的農田能在這種政策的領導下進行良好的構建。將智能設備、通訊信號進行升級，同時還要做好農村基層人員的信息化培訓工作，在智慧農業(yè)的建設上已經做好了群眾工作、技術工作，在智慧農業(yè)中將會持續(xù)的使用物聯(lián)網技術，并進一步推動農業(yè)化的轉型。

參考文獻：

[1]楊雪怡，王澤源，王慧琳.基于物聯(lián)網技術的智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)分析[J].南方農機，2020，51（07）：68.

[2]呂慶軍，鐘聞宇，由浩良.物聯(lián)網技術在智慧農業(yè)節(jié)水灌溉中的應用[J].時代農機，2019，46（11）：20-21，23.

[3]段淑萍.物聯(lián)網技術在“智慧農業(yè)”中的應用及模式[J].電子技術與軟件工程，2019（08）：19.

[4]徐曉雨.基于物聯(lián)網的“智慧農業(yè)”構建探究——以茶園灌溉系統(tǒng)為例[J].福建茶葉，2019，41（04）：17-18.

[5]劉慧，陳龍.物聯(lián)網技術在智慧農業(yè)節(jié)水灌溉中的應用[J].中國科技信息，2018（12）：61，63.