智慧农业与物联（lián）网之间的联系

摘要（yào）：智（zhì）慧农业是智能农业专家系统的简称，是（shì）将科学技术融合在农业发展领域中的具（jù）体实践和（hé）应用。物联网（wǎng）技术是智慧农业的核心技术之一（yī），“智慧农业”中的物（wù）联网技术可分为三种类型： 传感器技术、信息传输技术（shù）和信息决策技术。智慧（huì）农业是我国未来农业发展的（de）主要趋势，是未来农业（yè）的发展方向，随着信息技术的进（jìn）一步（bù）发展（zhǎn），物联网技术会得到更大范围的应用。

物联网可以让农业具（jù）备怎样的智（zhì）慧

随着我国（guó）社会经济的快速发展（zhǎn）以及（jí）城乡一体化建设的升级，我（wǒ）国新农村（cūn）建设逐步向（xiàng）智慧农（nóng）业发（fā）展，呈现出全面智慧（huì）农业建设（shè）的新气（qì）象（xiàng）［1］。智（zhì）慧农业是充分应用（yòng）现代信息技（jì）术（shù）成果（guǒ），实（shí）现农业（yè）可（kě）视（shì）化（huà）远程诊断（duàn）、远程控制（zhì）、灾变预警等智能管理的（de）过程。物联（lián）网技术（shù）则是智慧农业的（de）核（hé）心技术之一［2］。

1 什么是“智（zhì）慧农业（yè）”

智慧农业（yè）是智能农（nóng）业专家系统的简称，一（yī）般是指利用物联网技术、“5S”技（jì）术、云计算技术和大数据等信息（xī）化技术实现“三农（nóng）”产业的（de）数字（zì）化、智能化、低碳化、生（shēng）态化、集（jí）约化，从空间（jiān）、组织、管理整合现有农业基础设施、通信设（shè）备和（hé）信息化（huà）设施，使农业实（shí）现高效（xiào）、聪明、智慧（huì）、精细的和谐发展和可（kě）持续生态发展，是将科学技术融合（hé）在农业发展（zhǎn）领域中的具体实践和（hé）应用［3-5］。具体来讲，李（lǐ）辉等［6］指出，智慧农业是利用现（xiàn）代（dài）计（jì）算机技术和互联网手段与平台（tái），通过（guò）专（zhuān）家经（jīng）验（yàn）和专（zhuān）家系统的指导（dǎo），定量数字化模拟、加工与决策（cè），使得农（nóng）作物生长（zhǎng）与产供（gòng）销全过程智能化、数字化和信息化（huà），实（shí）现（xiàn）农业信（xìn）息（xī）采集、加工、处理和评价分析现代化、科（kē）学化（huà）和智能化的目（mù）标，是我国农业未来发展的方向之一（yī），是实现农业（yè）现（xiàn）代化重要（yào）举措之（zhī）一。在此基础上，又提出（chū）了（le）构建智慧农业理论体系和（hé）结构及应用措施［7］。

2 什么（me）是（shì）“物（wù）联网”

物（wù）联网（the Internet of Things，简称IoT）的概念是在1999年提（tí）出的，2005年国际电信联盟（ITU）发布的ITU互（hù）联网报告（gào），对（duì）物联网做了如下定义：通过二（èr）维码识（shí）读设备、射频（pín）识（shí）别（RFID）装置（zhì）、红外感应器、全球定位（wèi）系（xì）统和激光扫描器等信（xìn）息（xī）传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联（lián）网相连接，进行信（xìn）息交（jiāo）换和（hé）通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控（kòng）和管理的一种网络［8］。物联网（wǎng）被列（liè）为我国（guó）五大（dà）新兴战略性产业之一，目前，物联（lián）网技（jì）术已经在智慧农业领域得到了广泛（fàn）的应用［9］。

3 物（wù）联网技术在农业中的应用现状

现在，网络技术已（yǐ）经告别（bié）了城（chéng）市（shì）独有专享（xiǎng）的这一（yī）现象，已经逐（zhú）步进入到了村镇（zhèn）。在我国一些较（jiào）为发达的村镇已经出现了光纤网络，网（wǎng）络电视也逐步入户，基（jī）本上实现了网（wǎng）络技术的普及。网络技术的普及，为我国智慧（huì）农业的发展奠定了技术基（jī）础，为广大民众提（tí）供了（le）良（liáng）好的农作物销（xiāo）售渠（qú）道和（hé）农产品研（yán）究的（de）数据信息（xī），进一步提（tí）高了农作物（wù）生产的效（xiào）率（lǜ）。与此同时，也帮助了广（guǎng）大农民群众解决了农（nóng）作物销售难（nán）这一问（wèn）题，有利于帮助农民群众（zhòng）增收［10］。

目前 “智慧（huì）农（nóng）业”中的（de）物联网技术可分为三种类（lèi）型：传感器技术、信息传输技（jì）术（shù）和信息决（jué）策（cè）技术（shù）。

3.1 传感器技（jì）术

用作（zuò）农业的传感（gǎn）器技术是（shì） “智（zhì）慧农业”的技术（shù）基（jī）础和（hé）保（bǎo）障，它实现了信息（xī）的即时采集、记录和传输，使农业设备和装备智能（néng）化。当下被重点（diǎn）关注和投入使用的传感器技术有：MEMS 微传（chuán）感器技术、光（guāng）纤传感（gǎn）器（qì）技术、高（gāo）光谱检测分（fèn）析技术以及仿（fǎng）生传（chuán）感器技术等［11］。这些传感器技术可（kě）以实（shí）现 “智慧农业”全链（liàn）条的数据采集、监（jiān）测和传输。在产前阶段，对农业环境以及种苗选育等（děng）进行（háng）全（quán）方位数据采集（jí）和对比。比如（rú）检测（cè）空气、温室气体中的O2、CO2、CH4 、C2H4等的浓度，监（jiān）测（cè）土壤的温度、湿（shī）度、水分、肥力（lì）等，保证环（huán）境条件达到种植、放养和培（péi）育（yù）的（de）最佳状态，并（bìng）运（yùn）用GPS 导航精量播种，精确田间（jiān）管理（lǐ）;在（zài）产中阶段，采用（yòng）RFID （ 射频识别） 、GIS （ 地理信息系统） 、GPS （ 全球定位系统） 等（děng）技术，对动植物的生长状况，活动位（wèi）置，疫病预警、治疗和监测（cè），灾害的预警和（hé）防治等信息及（jí）数据进行（háng）全天候、即时性的反（fǎn）馈、分析和记录;在产后阶段，对采摘、收获、出栏、加工等（děng）过程进（jìn）行（háng）持续性数据采（cǎi）集，为（wéi）之后（hòu）的销售和交易链条提供信息［12］。

可以（yǐ）说，传（chuán）感器技术是“智慧（huì）农业”数字化（huà）、精准化（huà）、智（zhì）能化的最关键因（yīn）素。

3.2 信息传输技术

传感器技（jì）术的（de）成熟和铺开依赖于稳定的信息传输（shū）技术，目前主要是无线（xiàn）传感器网络（WSN）技术在（zài）“智慧（huì）农业”中广泛地（dì）应用。WSN 技术将物（wù）理（lǐ）世（shì）界与（yǔ）信息（xī）世界融为一体，以（yǐ）数（shù）据（jù）为中心，实现物（wù）与物、物与（yǔ）人的（de）全新交互。传（chuán）感器网络通常由随机（jī）部署（shǔ）在感知区域的大量资源受限的节（jiē）点组成。这些节点（diǎn）通过自（zì）组织方式构（gòu）成无线网络，以协作方式感知、采集和处理（lǐ）网络（luò）覆盖区域中特定的信（xìn）息（xī），观察者可（kě）以随时对任（rèn）意地点（diǎn）的数据进（jìn）行采集（jí）、处（chù）理和分析［13］。

3.3 信息处理技术（shù）

信息处（chù）理技（jì）术是物联网技术的最后环节，也（yě）是（shì）智慧农业实（shí）现自动控制的基（jī）础，应用（yòng）的技术有云计算、决策支持系统、 专家系统、地理信息（xī）系统、智能控制技术等技术［14］。

3.3.1 云计（jì）算

云计算是指（zhǐ）将（jiāng）计算（suàn）任（rèn）务分（fèn）布在资源池上，使应用系（xì）统实现根据需要获取存（cún）储空间（jiān）及软（ruǎn）件服务。面对智慧农业中的（de）大量数（shù）据，云计算可以实（shí）现信（xìn）息存（cún）储资源（yuán）和计算（suàn）能力的分布式共（gòng）享，超级（jí）强大的信息处理能力能为大量信（xìn）息（xī）的处理（lǐ）提供支撑［15］。

近年来，我国开始将云计算应用于农业生产中，并对其在农（nóng）业相关领（lǐng）域的应用进行了研究。目前农（nóng）业云（yún）体验平台包括农业信息智能搜索与服务平台和绿云格平台，通过这2个平台能够实现农业市场信息和（hé）实用技术的准确获取与（yǔ）分（fèn）析，为农业主管部门、企业（yè）及农户个人提（tí）供个（gè）性化检索，同时提（tí）供全方（fāng）位的农业生产环境远程管（guǎn）理服务［16-20］。

3.3.2 决策支持系统

决策支持系统以人机（jī）交互方式进行半（bàn）结构化或非（fēi）结（jié）构化决（jué）策。农业决策支持系统在（zài）农业节水灌溉优化、大型养鸡厂管（guǎn）理、小麦栽培、饲（sì）料配方优化设计、农机化信息管（guǎn）理、土壤信（xìn）息系统管理上进行（háng）了广泛应用研（yán）究［21］。农业决策（cè）支持系统（tǒng）可对地方（fāng）农业生产过程进（jìn）行（háng）分析和模拟，预（yù）测不同决（jué）策方案的效果与（yǔ）效益，从而优化农业生（shēng）产决策（cè）。目前决策支持系统技术在农业（yè）结构优化、产量预测及（jí）潜力（lì）分析、确定（dìng）农业投资（zī）规模等（děng）方面（miàn）得到广泛应用（yòng）［22］。

3.3.3 专家系统（tǒng）

专家（jiā）系统模（mó）拟人类（lèi）专家解决各种复（fù）杂的实际问题（tí），具有与专家（jiā）水平相同的解决（jué）问题的（de）能力。该（gāi）系统在利用农业（yè）专家多年积（jī）累的知（zhī）识与（yǔ）经验的基础（chǔ）上，对需要（yào）解决的农业问（wèn）题进行分析判断，提出（chū）决策，使计算机（jī）在农（nóng）业生产（chǎn）中起到人类（lèi）农业专家（jiā）的作用［19］。例如专家系（xì）统在榨（zhà）菜病虫害防治中的应用，为农户和科技（jì）人员（yuán）提供了病虫害信息交流平台，为菜农提供了病虫害防（fáng）治的科学指（zhǐ）导，现实意义显著［20］。

3.3.4 地理信息系统

地（dì）理信息系统（tǒng）主要用于建（jiàn）立自然条件、 生产条（tiáo）件、土壤数据、作物病虫草害（hài）发（fā）展趋势、作（zuò）物产量（liàng）等的空间信息数（shù）据库，为分析差异性和实施调控提供决策方案［17］。利用（yòng）地理信息系统进行土壤适宜（yí）性评价就（jiù）是将土壤（rǎng）质地、类型（xíng）、氮磷（lín）钾含量、有（yǒu）机质含量等土地数据进行整合，并（bìng）赋（fù）予权重，再进行分析运算，生成土壤适宜性评价图，也可（kě）建立数学模型，实现土地适宜性的分级［18］。

3.3.5 智能控（kòng）制技术

智能控制技术（shù）主要用（yòng）来解（jiě）决用传统（tǒng）方法（fǎ）无法顺利解决（jué）的复（fù）杂问题。目前智能控制技术（shù）的主要研究方（fāng）向包括神经（jīng）网络控制、模（mó）糊控制、综合智（zhì）能（néng）控制技术（shù），并（bìng）在设施园艺、大田种植、畜禽养（yǎng）殖等（děng）方面得（dé）到初步（bù）应用［22］。

4 展望

智慧（huì）农业是我国未来农业发展（zhǎn）的主要趋势，是未来农业的发展（zhǎn）方（fāng）向，随着信（xìn）息技术的进（jìn）一步发（fā）展，物联网技（jì）术会得到更大范围（wéi）的应用。现在，已经可以（yǐ）看到物联网技术（shù）为智慧农业（yè）带来更多的智能（néng）化和信息化，而现在要做的就是提升农业物联网的自主创（chuàng）新能力，加快低（dī）成本、高可靠（kào）性（xìng）、 使（shǐ）用（yòng）期限长的传感器开发，加强Zig-Bee技术等新型无线传输（shū）技术在农业上的应用（yòng）研（yán）究，提升智能决策系（xì）统（tǒng）的实用性和可靠性，通过（guò）单项技术突破与多项技术集成应用并举，加（jiā）快技术研发和（hé）应用的（de）步伐，使基于（yú）物联网的智慧农业可（kě）以在农村（cūn）地区大范围使用，这是我国未来农业的趋势和目标［14］。未来（lái），物联网必（bì）将让农（nóng）业拥有更多“智慧”。