物联网技术在智慧农业中的应用

物联网技术在智慧农业中的应用

黄林 乌尼尔 路敏 武文红 马瑞强

内蒙古工业大学信息工程学院

摘要：物联网技术是一种应用计算机技术、自动传感技术、大数据技术等诸多现代化技术的综合性技术， 其在智慧农业中的应用是将农业种植信息完全传递到计算机中，根据计算机的智慧分析采取科学、合理的农业管理模式，具有信息共享、自动识别、智能控制等功能，充分体现了农业种植的智能化发展。物联网技术的应用让智慧农业得到了进一步的发展，不仅让农业种植行为变得更加科学，而且能够对所有农业种植信息进行搜集，完善农业种植数据，为农业的长久发展奠定良好的基础。本文阐述了物联网技术在智慧农业中的应用意义和发展建议，并对物联网技术在智慧农业中的应用实践进行了分析，期望可以给予农业技术研究人员和农业种植人员一定的参考。

关键词：物联网技术；智慧农业；应用实践

一、物联网技术在智慧农业中的应用意义

物联网技术日益成熟，传统农业生产正变得更加智能和高效，并在农业领域得到广泛应用。农业中的物联网又称精准农业，是一种通过对农业生产实施专业指导，提升农业种植、农业灌溉等综合管理水平，实现增产、提质、调节生长周期、提高效益，实现农业生产向智慧农业发展。

二、 农业生产的现状

随着社会的发展和科技的进步，我国农业的发展也越来越快，然而，目前我国农业生产仍然面临以下问题：

1)生产者规模小，产品缺乏标准。以零散农户为个体生产单位居多，以公司为生产单位的少，生产规模偏小。带来的问题是，农业生产管理偏向个体化，往往是一个农户管理几亩农田或果园、菜地。管理没有统一的参考依据，采取管理措施不统一，产品难以标准化。成为产品走向大市场、出口国际的障碍。

2)农药施用过量，农药残留严重。对病虫害防治了解不够科学，农药施用的时机，施用的量没有科学依据。存在施用时机错误，施用频率过高，施用量过大的问题，造成产品农药残留超标，同时增加生产成本负担。

3)肥料施用过量，环境危害严重。对土壤的理化现状缺乏科学监测，对农作物的需肥量也缺乏精准把握，存在肥料施用过量，造成土壤板结问题和肥料淋溶污染地下水问题。

4)灌溉管理不节约，水资源浪费严重。对土壤含水量情况和相应的气温、光照、蒸腾等指标没有连续监测和分析，不能准确把握作物灌溉的时机和灌溉量，造成水资源浪费。

三、物联网技术在智慧农业中的应用实践

3.1物联网技术在农业生产中的应用

1).农作物的施肥

基于物联网技术实现农作物精准施肥的智慧农业方案可以分为三个部分：传感器采集、数据处理和智能施肥系统。在农作物种植区域的土壤中安装传感器，用于监测土壤的水分、养分含量、温度等信息。当土壤水分、养分含量低于一定的阈值时，智能施肥系统会自动向农作物施肥。通过对传感器采集到的数据进行处理，智能施肥系统可以计算出农作物所需的养分含量，从而指导施肥。智能施肥系统可以根据辣椒所需的养分含量和传感器采集到的土壤信息，自动向农作物施肥。该系统可以通过智能化的施肥算法，根据农作物的生长期、产量和质量需求，精准施肥，从而提高农作物的产量和质量。

2).农作物的灌溉

物联网大田智能灌溉系统通过先进的远程工业自动化控制技术，足不出户便可以实现远程控制灌区设备。提供自定义灌溉方案和计划，一键切换自动控制，系统将会按照方案配比自动灌溉。提供PC和手机客户端功能，可以通过电脑或手机在任意地点对灌区的所有设备远程控制。

物联网大田智能灌溉系统可靠性高，配有一键自动切换，操作过程更加便捷，灌溉区域配有摄像头，可监测各个区域的实时数据，第一时间掌握区域内的各项环境数据。智慧灌溉系统将传感器采集到的土壤温度、土壤水分、土壤PH值、空气湿度、光强等实时环境数据，通过四信无线LoRa终端，LoRa智能网关组网的无线网络传输到智慧云平台。

3).对土壤土质的了解

智能土壤状况监测就是这样一种应用——而且也是一种多用途应用。通过在整个农业环境中部署土壤传感器网络，农民可以测量一系列不同的因素，从而帮助他们更有效地种植作物。这些因素包括：

土壤成分：即使是我们中最不擅长耕种的人也可能意识到，某些土壤对某些作物的生长比其他土壤更好，这是因为它们的酸度、排水性和它们所含的养分等因素。

土壤温度：温度在促进种子发芽和健康根系生长方面起着至关重要的作用。然后，在作物的整个生命周期中，土壤温度仍然是影响氮的生长、呼吸、分解和矿化的重要因素。

土壤水分/湿度水平：很明显，作物需要水才能生长——不需要太多，也不需要太少。测量土壤中的水含量是评估作物水分含量的一种更为准确的方法，而不是依靠观察天气甚至作物本身。

3.2 物联网技术在病虫害防治中的应用

在害虫监测方面，物联网所发挥的重要作用几乎无可替代。借助物联网，农业植保人员可以远程监测特定害虫，以了解它们的活动、模式和位置。根据害虫活动的范围和周期，植保人员可提前做好害虫自动化监测和数据收集工作，以采取更准确和更迅速的对策。

各类智慧系统的采用，也让病虫害防治变得更加简单、高效、可控。例如，无人机无人机运营监管系统。基于无人机运营监管系统，农技人员足不出户就可以对植被生长状况、是否受害虫侵扰等状况进行实时监控自动采集。以无线传输方式将全天候实时采集到的各类信息数据自动上传数据库后，农技人员人员可以根据实时数据及历史大数据，分析对比农作物在一段时间内的长势及病虫害分布状况，以此做到病虫害防治的网络化、可视化、智能化和标准化。

3.3 物联网技术在农业监管中的应用

1)农业生态环境监管

农业种植的产量、质量与周围的生态环境有一定的关联，在电子信息技术的支持下，可以对农业种植地周围的生态环境进行实时监测，及时关注周围的生态状况，一旦周围出现工业废水、废气的情况，可以及时进行调整，避免对农作物造成更大的损害，造成更大的经济损失。除此之外，还可以对种植区域内的空气湿度、温度进行监测，部分农作物在种植过程中会出现畏热、畏寒等现象，通过实时监测可以及时了解环境是否适合农作物的生长，当对农作物造成负面影响的时候可以及时采取相应的处理措施。

2) 对农作物进行安全监管

物联网将有效地解决农产品质量安全问题。从产品生产(甚至是原材料生产)开始，就在产品中嵌入EPC标签，记录产品生产、流通的整个过程。消费者在购物时，只要根据卖家所提供的产品EPC标签，就可以查询到农产品从原料供应、生产、加工到食品，再到销售的整个过程，以及相关的信息，从而决定是否购买，彻底解决了商品信息仅来自卖家介绍的问题，使消费者通过物联网能主动了解产品信息。

3.4 物联网技术在农业销售中的应用

“三网合一”指的是互联网、物联网及农产品物流信息网，通过对这三个网络的建设和整合，构筑农产品供应链管理新平台。在“三网合一”的供应链管理平台上，各个网络所承担的功能不一样，它们各自所托的资源也不尽相同。首先，互联网，它所依托的是一种全新的技术资源，通过它在全球范围内的复制性建设，可构筑在信息高速流转时代的技术平台。其次，农产品供应链主要包括五个环节，即原料供应环节、生产环节、加工环节、交易流通环节和消费环节。通过物联网，企业可以实现对每一种农产品的实时监控，对交易物流体系进行管理，不仅可对农产品在供应链中的流通过程进行监督和信息共享，还可对农产品在供应链各个环节的信息进行分析和预测，及时采取补救措施或预警，提高农产品供应链管理水平，增强企业对市场的反应能力。最后，充分运用农产品物流信息网强化追溯、预警和信息发布，逐步建立起农产品质量安全综合管理信息平台。

四、结束语

综上所述，随着现代科学技术水平的进一步提高，智慧农业在我国的建设范围不断扩大，物联网技术与智慧农业之间的联系也更加紧密。基于物联网技术在大棚中设置不同类型传感器，准确获取大棚内的温度、湿度及二氧化碳含量等数据，系统根据反馈数据发出相应的指令，使得各项参数始终保持在设定范围内。同时设计APP 应用软件，使用户能够在任意时间与地点对各个设备进行远程控制，进而为农作物提供一个更好的生长环境。

参考文献：

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[2] 纪娜，何国荣.基于物联网的农业大棚环境监测系统硬件设计分析[J].自动化技术与应用，2021，40

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