王海洋，潘宗瑾，孫健雄，裴云鵬，施建軍，楊 華，陳應(yīng)江，秦光蔚，王 為，劉興華*

（1.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇鹽城224002；2.鹽城小農(nóng)人農(nóng)業(yè)合伙企業(yè)，江蘇鹽城224002；3.鹽城思源網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，江蘇鹽城224002）

物聯(lián)網(wǎng)（the internet of things，IOT）技術(shù)作為信息科技產(chǎn)業(yè)第三次革命成果，在作物生產(chǎn)中的應(yīng)用已初見(jiàn)端倪。從其于1999年作為概念提出到如今廣泛應(yīng)用，只不過(guò)20余年就顯示了其巨大的應(yīng)用價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)就是互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)RFID（電子標(biāo)簽）技術(shù)實(shí)現(xiàn)物物相連，可進(jìn)行信息交流、通信與自動(dòng)控制[1]。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有助于促進(jìn)作物栽培、管理、加工、經(jīng)營(yíng)各環(huán)節(jié)的“管、控、營(yíng)”一體化，達(dá)到集約、優(yōu)質(zhì)、高效的目標(biāo)。它通過(guò)配置大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，人們根據(jù)各類傳感器傳回的信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決生產(chǎn)問(wèn)題，促進(jìn)了以“人力為主+孤立機(jī)械”的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，向依靠“信息技術(shù)+自動(dòng)控制”為主的現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，并逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)特征。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，美國(guó)、歐盟及日本等國(guó)家和地區(qū)走在了世界前列，如美國(guó)、日本、以色列、荷蘭等世界農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，都已率先將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、農(nóng)田作物測(cè)繪、田間自動(dòng)灌溉、農(nóng)產(chǎn)品溯源分級(jí)以及科學(xué)精準(zhǔn)管理等方面，促進(jìn)了高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展[1-2]。

1 我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用領(lǐng)域

“十三五”時(shí)期，我國(guó)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得了較大進(jìn)步，也出現(xiàn)了一些典型應(yīng)用。在作物生產(chǎn)方面，人們使用各種自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備、各種智能感知型芯片、移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，監(jiān)測(cè)農(nóng)田灌溉情況、土壤理化特性、農(nóng)業(yè)氣象等環(huán)境狀況，使作物生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、自動(dòng)化，通過(guò)營(yíng)造相對(duì)穩(wěn)定的作物生長(zhǎng)環(huán)境，擺脫傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯的逆勢(shì)，同時(shí)強(qiáng)化了管理，提高了生產(chǎn)效率[2-3]；在農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)方面，物聯(lián)網(wǎng)利用數(shù)據(jù)信息采集、分析、處理的優(yōu)勢(shì)，對(duì)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)信息進(jìn)行收集、清洗與專業(yè)分析，增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，提高農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)水平，不僅有助于政府進(jìn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，還有助于具體指導(dǎo)農(nóng)民產(chǎn)前種植決策及產(chǎn)后跟蹤反饋，明顯提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理方面，物聯(lián)網(wǎng)用于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測(cè)、產(chǎn)地與質(zhì)量安全溯源以及生態(tài)安全監(jiān)管，促進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)的提高，提升了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理效能，把好了市場(chǎng)入口關(guān)，保證了農(nóng)產(chǎn)品的生態(tài)安全；在規(guī)?；r(nóng)場(chǎng)管理方面，農(nóng)場(chǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立農(nóng)場(chǎng)管理信息系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、從業(yè)人員、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和遙感影像與地圖進(jìn)行高效管理，促進(jìn)了農(nóng)場(chǎng)管理水平的提高，同時(shí)也提高了農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理效率。

2 物聯(lián)網(wǎng)在特糧特經(jīng)作物生產(chǎn)中的技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種現(xiàn)代通用型技術(shù)，有其基本的3層結(jié)構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層（傳輸層）、應(yīng)用層。感知層通過(guò)ZigBee、RS485或者I/O接口等收集傳感器數(shù)據(jù)，再按照TCP（傳輸控制協(xié)議）將數(shù)據(jù)發(fā)至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器或云服務(wù)器；應(yīng)用層終端用戶可通過(guò)HTTP（超文本傳輸協(xié)議）從服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)與分析信息（在網(wǎng)頁(yè)或微信公眾號(hào)中顯示），從而作出決策或采取措施，或直接聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的智能化控制[4]。物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的技術(shù)系統(tǒng)有傳感技術(shù)系統(tǒng)、智能化管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與遙感系統(tǒng)、生物信息診斷系統(tǒng)、質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)等。目前，物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)特糧特經(jīng)（含果蔬）作物生產(chǎn)中的應(yīng)用較為廣泛與典型，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)應(yīng)用單元上。

2.1 設(shè)施大棚生態(tài)環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)控制

在現(xiàn)代設(shè)施（如溫室大棚等）栽培管理過(guò)程中，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精確地控制大棚中特糧特經(jīng)等作物的生長(zhǎng)環(huán)境，處于基礎(chǔ)支撐地位的是數(shù)據(jù)圖像采集系統(tǒng)。其采集的指標(biāo)參數(shù)包括設(shè)施中的空氣成分、病蟲(chóng)草害指數(shù)、水肥一體化灌溉、土壤溫濕度、土壤氮磷鉀與pH值等。通過(guò)對(duì)比分析來(lái)選擇適合當(dāng)?shù)氐闹悄茉O(shè)施大棚技術(shù)，并進(jìn)行監(jiān)控（測(cè)）系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與研究。上述各種參數(shù)的采集均采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，把采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)傳回服務(wù)器，構(gòu)建感知層。參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)安裝在設(shè)施大棚中的溫濕度傳感器、光照傳感器、pH值傳感器、CO2傳感器以及微控制器（MCU）等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)空氣、土壤、光照等各項(xiàng)環(huán)境物理與化學(xué)指標(biāo)[5]。其中，溫濕度傳感器可探測(cè)空氣溫濕度、土壤淺層溫濕度（±2 cm）、土壤深層溫濕度（±5 cm）。

傳感器數(shù)據(jù)的上傳可通過(guò)TCP協(xié)議傳輸至網(wǎng)絡(luò)層，主要有ZigBee和RS485這2種模式，根據(jù)溫室情況，其數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)場(chǎng)部署可為無(wú)線式或有線式2種。無(wú)線式采用ZigBee發(fā)送模塊將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee節(jié)點(diǎn)上[6]。相應(yīng)地，有線式采用電纜將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到RS485節(jié)點(diǎn)上，2種傳輸方式各有優(yōu)勢(shì)，可結(jié)合使用。設(shè)施中各數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)入數(shù)據(jù)分析平臺(tái)?，F(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)因具有部署靈活、擴(kuò)展方便、維護(hù)簡(jiǎn)便而受到推崇，更由于5G信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn)，促進(jìn)了數(shù)據(jù)信息分析平臺(tái)的集成應(yīng)用，可借助移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云傳輸。

應(yīng)用平臺(tái)（應(yīng)用層）通過(guò)對(duì)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)、科學(xué)模型或?qū)＜曳答佭M(jìn)行分析研判，發(fā)出相關(guān)控制指令，啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由控制設(shè)備和相應(yīng)的繼電器控制電路組成，依靠實(shí)時(shí)采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與指令集，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的控制設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，包括風(fēng)機(jī)、濕簾、水泵及內(nèi)、外遮陽(yáng)設(shè)備等[6-8]，保證設(shè)施大棚中的農(nóng)作物有一個(gè)最佳的生長(zhǎng)環(huán)境，有效地提高作物單位產(chǎn)量與品質(zhì)。

美國(guó)于20世紀(jì)80年代就開(kāi)發(fā)了基于微處理器的計(jì)算機(jī)溫室控制系統(tǒng)。荷蘭的溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)，其智能化管理水平處于世界領(lǐng)先地位。以色列則以光熱資源優(yōu)勢(shì)在沙漠中建立了大量智能控制的植物工廠。我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的規(guī)模位居世界第一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中成功應(yīng)用的實(shí)例也較多，基本上實(shí)現(xiàn)了溫室設(shè)備的自動(dòng)化控制。

2.2 特糧特經(jīng)作物的精確定量栽培

與設(shè)施大棚環(huán)境控制類似，通過(guò)布置傳感器節(jié)點(diǎn)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成感知層，實(shí)時(shí)采集作物苗情動(dòng)態(tài)和生長(zhǎng)發(fā)育狀況等表型數(shù)據(jù)，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)層，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器或云服務(wù)器，專家或用戶可通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心或云平臺(tái)，對(duì)來(lái)自感知層的作物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及相關(guān)栽培調(diào)控管理措施等進(jìn)行處理。由各種決策輔助系統(tǒng)組成應(yīng)用層，并與終端用戶具有良好的交互作用，可根據(jù)作物品種及生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)資料庫(kù)，來(lái)進(jìn)行品種布局、適宜播期、基本苗定量決策、精確施肥決策、精確灌溉、精確植保以及智能學(xué)習(xí)等子系統(tǒng)的決策應(yīng)用。

作物精確定量栽培上的應(yīng)用不僅限于設(shè)施大棚內(nèi)，在大田特糧特經(jīng)作物生產(chǎn)中也有使用。如在千畝示范方中選擇10塊田、5個(gè)點(diǎn)來(lái)監(jiān)測(cè)苗情，將農(nóng)事管理措施上傳到當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的作物農(nóng)情智能監(jiān)測(cè)與決策系統(tǒng)，由市、縣、鎮(zhèn)組成的作物生產(chǎn)專家組根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行會(huì)商，給出相應(yīng)的田間管理指導(dǎo)意見(jiàn)，并在示范方進(jìn)行實(shí)施，同時(shí)可通過(guò)微信群或QQ群將管理意見(jiàn)發(fā)給基地的科技示范農(nóng)戶，以指導(dǎo)他們做好相關(guān)田間管理工作[7]。在作物生長(zhǎng)的各時(shí)期，還可通過(guò)形狀、顏色與重量傳感器等來(lái)監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)品的外形、顏色、質(zhì)量、成熟度等指標(biāo)，運(yùn)用軟構(gòu)件和參數(shù)化技術(shù)、決策支持與系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）空間技術(shù)，發(fā)揮模擬模型的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)功能、GIS的空間信息管理功能、知識(shí)模型的管理決策功能，可建立基于數(shù)字模型和模擬分析的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字作物栽培管理決策系統(tǒng)[9-10]。海南省文昌棕櫚作物種質(zhì)資源圃利用“托普云農(nóng)”物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備打造的管理系統(tǒng)，由墑情傳感器、苗情災(zāi)情攝像機(jī)、蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、作物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)儀以及預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、信息管理平臺(tái)組成，用戶通過(guò)Web、PC（個(gè)人電腦）與移動(dòng)客戶端可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)管理功能，對(duì)作物實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、全方位、智能型管理，成為農(nóng)業(yè)科技人員的“千里眼”和“聽(tīng)診器”[11]。

美國(guó)、日本等國(guó)較早將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于作物精確定量栽培方面，不僅在設(shè)施溫室，也在大田耕作栽培中，開(kāi)發(fā)了農(nóng)田作物測(cè)繪、作物葉色監(jiān)測(cè)等智能系統(tǒng)，以準(zhǔn)確評(píng)估作物生長(zhǎng)情況。總體上，我國(guó)在這方面尚處于起步階段，技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，還存在許多技術(shù)環(huán)節(jié)需要攻克。

2.3 農(nóng)田節(jié)水灌溉與施肥

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于節(jié)水灌溉方面相對(duì)比較成熟，我國(guó)有多家公司開(kāi)發(fā)了智能化的水肥一體化灌溉系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)作物的需肥規(guī)律及土壤中的水分狀況，或利用相關(guān)大數(shù)據(jù)支持，設(shè)置周期性的水肥輪灌計(jì)劃，通過(guò)程序控制施肥機(jī)，自動(dòng)控制灌溉量、吸肥量及肥液濃度、酸堿度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉施肥的定時(shí)定量控制，提高了水與肥的利用效率[12]。美國(guó)、以色列等國(guó)家較早就推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的科技創(chuàng)新與推廣，首先實(shí)現(xiàn)了灌溉技術(shù)的智能化。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，利用傳感器獲取土壤的水分含量數(shù)據(jù)，并傳至接收器與控制系統(tǒng)，來(lái)控制灌溉系統(tǒng)閥門(mén)的開(kāi)與關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉[1-2,13]。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)具備自組網(wǎng)絡(luò)、信息互遞與實(shí)時(shí)通信的功能，讓灌溉區(qū)面積大小與節(jié)點(diǎn)分布數(shù)量不會(huì)受到限制，可根據(jù)需要適當(dāng)增減輪灌組數(shù)量，配合各節(jié)點(diǎn)具備的土壤、氣象、植株性狀測(cè)量采集裝置，構(gòu)建一個(gè)投入少、效率高、能耗低、功能全的農(nóng)用智能節(jié)水灌溉平臺(tái)。這一系統(tǒng)還可應(yīng)用于大棚、庭院、花園、草坪、公路隔離帶自動(dòng)灌溉，以及農(nóng)田井自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，讓農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)達(dá)到集成化、模式化標(biāo)準(zhǔn)，做到定量化、規(guī)范化，使之快速普及、健康發(fā)展。

依托水肥一體化技術(shù)及節(jié)水灌溉系統(tǒng)，裝備上特定的離子傳感器與智能決策芯片，基于土壤與作物體中營(yíng)養(yǎng)離子的豐度，系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，可自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉水中特定離子（如NH4+、K+、PO43-、Cl-等）的濃度，并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給[13]。荷蘭建立的水肥一體化系統(tǒng)采用土壤測(cè)試儀、電導(dǎo)率測(cè)試筆、果實(shí)膨大傳感器、莖稈微變化傳感器等感知土壤與植株體內(nèi)水分與養(yǎng)分的變化，進(jìn)行差異化的精準(zhǔn)施肥與灌溉[2]。美國(guó)還開(kāi)發(fā)了土壤機(jī)器人施肥系統(tǒng)，通過(guò)田地土壤中布置的傳感器將土壤中肥分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)線上傳至機(jī)器人芯片，從而使得機(jī)器人精準(zhǔn)施肥[2]。

2.4 特糧特經(jīng)作物果實(shí)產(chǎn)品的貯藏

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于特糧特經(jīng)果實(shí)成品等的貯藏方面，其中溫度傳感器作用極大，空調(diào)制冷系統(tǒng)可根據(jù)冷庫(kù)內(nèi)溫度傳感器傳回的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)控制，并使得該溫度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)并保持穩(wěn)定[14]。與冷藏庫(kù)相比，氣調(diào)庫(kù)是一種更為先進(jìn)的農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮方法，不僅是溫度，氣調(diào)庫(kù)對(duì)庫(kù)內(nèi)空氣相對(duì)濕度及O2、CO2、C2H4等的濃度均有一定的指標(biāo)要求。氣調(diào)庫(kù)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集庫(kù)內(nèi)各種物理量參數(shù)指標(biāo)，在儀表實(shí)時(shí)顯示并作為參變量參與到系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，確保氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的果蔬和糧食處于最佳貯藏與保鮮狀態(tài)[15]。

除了溫濕度控制系統(tǒng)外，果實(shí)產(chǎn)品的“身份”及移動(dòng)識(shí)別也需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐。對(duì)于采收入庫(kù)的果實(shí)產(chǎn)品，在采收部門(mén)生成入庫(kù)單，要貼上反映入庫(kù)產(chǎn)品批次屬性的電子標(biāo)簽（EID）或電子代碼（EPC）。EID信息通過(guò)掃描后存儲(chǔ)在EID數(shù)據(jù)庫(kù)，在入庫(kù)、移庫(kù)、出庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)等任何環(huán)節(jié)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部署的任何一個(gè)EID讀寫(xiě)器都可感知到范圍內(nèi)的EID信息變化，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。結(jié)合RFID系統(tǒng)、傳感器和無(wú)線傳感網(wǎng)（WSN）等，產(chǎn)品的異動(dòng)信息隨時(shí)可被現(xiàn)場(chǎng)的讀寫(xiě)器（Reader）發(fā)現(xiàn)與自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品信息的監(jiān)控與跟蹤，并與其后續(xù)物流相銜接[16]。

2.5 生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通與產(chǎn)地質(zhì)量追溯管理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面應(yīng)用前景廣闊。在農(nóng)場(chǎng)及農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)源頭，需要建立生產(chǎn)端的管理信息系統(tǒng)，將產(chǎn)地信息、產(chǎn)品信息以及質(zhì)控信息等納入物聯(lián)網(wǎng)管理，利用物聯(lián)網(wǎng)的EPC標(biāo)簽、二維碼、RFID等技術(shù)，記錄農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地至超市的流通全過(guò)程，并在客戶端被用戶準(zhǔn)確接收到。在運(yùn)輸物流過(guò)程中，通過(guò)近程射頻技術(shù)如藍(lán)牙或WIFI等，對(duì)流通環(huán)境如冷鏈系統(tǒng)的溫度和水分進(jìn)行控制，保證生鮮農(nóng)產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境溫度過(guò)高而腐敗變質(zhì)，同時(shí)避免因水分不足而風(fēng)干，導(dǎo)致品質(zhì)變壞[16]。在商超或供應(yīng)鏈配送中心，需要建立相應(yīng)的配送管理信息系統(tǒng)，以準(zhǔn)確反映市場(chǎng)的變化，為顧客提供更有針對(duì)性的產(chǎn)品與服務(wù)。在客戶端建立終端信息處理系統(tǒng)，如以HF頻段RFID前端與串口/以太網(wǎng)透?jìng)骱蠖说乃菰唇K端機(jī)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)信息的獲取及溯源信息的回傳等功能，使農(nóng)產(chǎn)品具有安全可追溯性[17]，并方便客戶下單、付款、收貨等，且有利于及時(shí)地對(duì)整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品物流系統(tǒng)進(jìn)行有效反饋，不斷提高物流服務(wù)的水平，減少農(nóng)產(chǎn)品庫(kù)存，提高儲(chǔ)庫(kù)周轉(zhuǎn)效率及農(nóng)產(chǎn)品配送效率。在韓國(guó)、歐盟等國(guó)家，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，有成熟的可操作的應(yīng)用模型，我國(guó)在這方面的研究與應(yīng)用還需進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.6 農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方面作用較為顯著。病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可由紅外傳感器、蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈、孢子捕捉儀、苗情/災(zāi)情攝像機(jī)、作物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)儀、小型氣象站以及預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、專家決策系統(tǒng)和信息管理平臺(tái)等組成，系統(tǒng)聯(lián)合作物生長(zhǎng)發(fā)育管理、作物圖片數(shù)據(jù)庫(kù)以及災(zāi)情分級(jí)指標(biāo)等模塊，通過(guò)4G/RJ45上傳至管理平臺(tái)，配合專家決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)作物病蟲(chóng)害的感知、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷，再根據(jù)感知層與中間層獲得的診斷結(jié)果，觸發(fā)預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)[18]。用戶系統(tǒng)則是基于.net平臺(tái)開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)Web管理網(wǎng)站、監(jiān)測(cè)APP、數(shù)字植保微信公眾號(hào)等，界面友好，各級(jí)用戶均可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)等移動(dòng)端設(shè)備直接查看田間的蟲(chóng)情、苗情、災(zāi)情及環(huán)境數(shù)據(jù)[18-19]，有利于提高認(rèn)識(shí)、組織統(tǒng)防統(tǒng)治。但是，由于作物病蟲(chóng)害種類繁多、習(xí)性各異，在智能化新型測(cè)報(bào)工具方面研發(fā)難度較大。現(xiàn)有研究以圖像、聲音信號(hào)、雷達(dá)、紅外傳感器等作為智能化測(cè)報(bào)工具應(yīng)用較多，并取得明顯進(jìn)展。一些關(guān)鍵技術(shù)尚未能取得突破性進(jìn)展，導(dǎo)致很多害蟲(chóng)測(cè)報(bào)裝備智能化程度低，技術(shù)成熟度還不夠[19]。

3 存在的問(wèn)題

進(jìn)入21世紀(jì)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、智能終端、信息安全和保密、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究、應(yīng)用和業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)等方面都有突破性進(jìn)展，甚至部分技術(shù)已發(fā)展成熟，有的已經(jīng)進(jìn)行集成并在國(guó)營(yíng)大農(nóng)場(chǎng)作物生產(chǎn)管理中初步應(yīng)用[20]。但是，搭建一套完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要耗費(fèi)較大的人力與物力成本，其開(kāi)發(fā)門(mén)檻高、研制周期長(zhǎng)、基建成本高等特點(diǎn)，使得其在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面比較效益偏低，尤其影響其在我國(guó)中小規(guī)模農(nóng)業(yè)方面的推廣應(yīng)用。因此，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用仍限于部分領(lǐng)域及技術(shù)環(huán)節(jié)，總體上還處于試驗(yàn)示范與發(fā)展階段，離大規(guī)模推廣應(yīng)用還有較長(zhǎng)距離。就農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而言，還存在以下一些問(wèn)題需要解決。一是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、多樣性豐富且精細(xì)化程度要求高，相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備體積、功耗及精密度尚不能滿足要求；農(nóng)業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定性與實(shí)用性大打折扣。二是低功耗的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可靠性較差。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要低功耗的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，但現(xiàn)有低功耗下的網(wǎng)絡(luò)傳輸安全性仍不高，抗干擾能力仍不強(qiáng)，自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)仍不足，從而給后期數(shù)據(jù)解讀與分析帶來(lái)一定困難。三是我國(guó)農(nóng)用微型傳感器的種類與數(shù)量嚴(yán)重不足，自主研發(fā)不夠，對(duì)外依存度較大，形成了“卡脖子”問(wèn)題，也提高了傳感器成本，影響其在農(nóng)業(yè)方面的推廣應(yīng)用。四是我國(guó)農(nóng)業(yè)方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需要加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂或修訂。標(biāo)準(zhǔn)涉及到各種網(wǎng)絡(luò)制式、傳感器設(shè)備接口、行業(yè)接口以及異構(gòu)數(shù)據(jù)交匯等問(wèn)題。只有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，才能達(dá)到“互通互聯(lián)”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的目的。

4 展望

隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革、農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面臨向優(yōu)質(zhì)化、綠色化、特色化、品牌化、信息化為主的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，也催生了創(chuàng)意與休閑農(nóng)業(yè)、觀賞農(nóng)業(yè)、農(nóng)旅康養(yǎng)等新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，使得未來(lái)的農(nóng)業(yè)不僅“好吃、好看、還好玩！”同時(shí)，隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，各種有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施設(shè)備，尤其是各類傳感器將逐步向微型化、芯片化、智能化方向發(fā)展，能耗將逐步降低，穩(wěn)定性、可靠性、安全性將逐步增強(qiáng)，監(jiān)測(cè)對(duì)象和指標(biāo)參數(shù)將更加精準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向農(nóng)業(yè)的滲入融合將更加廣泛而持久，需因勢(shì)利導(dǎo)將農(nóng)業(yè)技術(shù)、信息技術(shù)和機(jī)械化技術(shù)深度融合，推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，推動(dòng)建立信息感知、無(wú)線傳輸、自動(dòng)控制、智能作業(yè)于一體的農(nóng)業(yè)生態(tài)智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化和智能化管理的精細(xì)智慧農(nóng)業(yè)?？傊锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景將十分廣闊！

在摸索中發(fā)展，在實(shí)踐中創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系也將會(huì)在應(yīng)用中逐步建立或修訂。有理由相信，我國(guó)必將能夠根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況研發(fā)出系統(tǒng)化應(yīng)用的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更加適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，為農(nóng)村振興、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出新的更大的貢獻(xiàn)，并助推我國(guó)實(shí)現(xiàn)從農(nóng)業(yè)大國(guó)向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的跨越！