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序論：在您撰寫農業物聯網的發展趨勢時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
Key words： agricultural Internet of things；southwest area of Shandong Province；agriculture informatization；transformation
中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）12-0248-02
0 引言
魯西南，即山東的西南部，廣義上包括菏澤、濟寧、棗莊，以菏澤市為主。地形東高西低，受自然環境影響，以平原農田旱地耕作為主，地區屬暖溫帶季風型大陸性氣候，光熱充足，四季分明，但自然災害頻繁，加上農業基礎設施建設滯后，規劃化經營程度低，導致農業生產多數農民還憑經驗施肥灌溉，缺乏科學指導，現代農業方面智能管理問題和困難，對農業可持續性發展帶來嚴峻挑戰，農業物聯網在解決以上農業問題顯得尤為重要。
1 農業物聯網應用的背景及意義
我國農業正處于傳統農業向現代農業轉型時期，全面實踐這一新技術體系的轉變，網絡信息化技術發揮獨特而重要的作用。以歐美為代表的發達國家，在農業信息網絡建設、農業信息技術開發、農業信息資源利用等方面，全方位推進農業網絡信息化的步伐，利用“5S”技術（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、環境監測系統、氣象與病蟲害監測預警系統等，對農作物進行精細化管理和調控，有力地促進農業整體水平的提高。目前我國正處在互聯網快速發展的歷史進程之中，我國高度重視互聯網發展，21年前接入國際互聯網以來，我們按照積極利用、科學發展、依法管理、確保安全的思路，加強信息基礎設施建設，發展網絡經濟，推進信息惠民。隨著工業互聯網迅速崛起，物聯網3.0時代悄然來臨，這給未來農業物聯網的發展標準化提供一個平臺和發展空間。
物聯網以感知為前提，實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡。農業物聯網是將大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息，以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。一場農業科技革命的浪潮正在席卷中國大地，越來越多的人放棄了傳統耕作模式，開始用傳感器與農作物進行“交流”，成為智慧農業時代的“新農人”。這就是“農業物聯網”，一個幾年前還略顯陌生的事物，如今卻給我國的農業生產方式帶來了深刻變革。
2 魯西南地區農業現狀及存在的問題
2.1 魯西南地區農業現狀
山東是傳統的農業大省，而魯西南地區以菏澤為例，菏澤是山東省傳統的農業大市，粗放式農業耕作模式還處于主導地位，耕作方式受地理環境及天氣影響，農業機械化水平不高，裝備技術水平落后，抗自然災害能力低下，資源不能科學利用，農民信息化意識薄弱，制約著農業可持續發展。
以大豆為例：大豆是魯西南地區主要夏季播種物之一，種植規模每年都在百萬畝以上，因自然災害，據調查，2013年8月到9月，服務區域降水偏少，氣溫又高，受自然災害影響，土壤含水量不足，導致大豆畝產減幅15.5%[1]。而2014年9月13日開始降雨，到16日降水量有地區高達96.9毫米，土壤水分含量極高，農民對土壤水分含量掌握很難達到精確。如果能做到科學種田，控旺防倒，土壤水分實時采集，土壤化肥營養元素，溫度等信息農民及時獲取并有效控制，實現農業生產的自動化、智能化，將大幅度提高農作物產量。實現從傳統農業向現代農業的順利過渡，必須依賴信息化，以農業信息化發展帶動農業產業發展。
2.2 魯西南地區農業存在的問題
農業的精細化要求：喜溫植物不能長期忍受5度以下的低溫，10度以下停止生長，如黃瓜，西葫蘆，茄果類，菜豆等；耐熱蔬菜生長溫度要求在20至30度，要求晝夜溫差不低于10度。但農民對農作物的生長環境主要依靠感官經驗，而不是精確、可靠的量化數據，成功的種植經驗不容易被總結和復制；完全依賴人工控制種植過程，無法對過程進行監督和控制，尤其以科研機構和大型種植基地為例，溫室的種植往往是聘請農民工，由于缺乏有效的信息化手段，使得難于對他們工作的質量進行控制。
3 農業物聯網應用下轉型智慧農業的對策方案
3.1 方案目的及依據
借助物聯網技術和云計算技術，在遠程支持與遠程服務平臺上，建立智慧農業遠程托管中心，實現遠程栽培指導、遠程故障診斷、遠程信息監測、遠程設備維護等。
物聯網技術在農業領域應用廣泛：農業資源管理（農業土地資源、水資源、生產資料等）、農業生態環境管理（土壤、大氣、水質、氣象、災害等）、生產過程管理（農業精耕細作、設備農業、健康養殖等）、農業裝備與設施（工程檢測、遠程診斷、服務調度等）等方面。植物生長環境（土壤、水、大氣）、生命信息（生長、發育、營養、病變、脅迫等），利用農用傳感器“感知”信息，托普農業物聯網技術，在農作物服務區內安裝農業物聯網監測設備，通過農業物聯網技術實時監測生長環境信息，根據產生的智能監測信息對農作物進行精確管理，通過土壤濕度傳感器對灌溉自動控制，完全實現自動化，以遠程技術為服務手段，促進有機高效農業發展。
3.2 物聯網技術下農作物信息管理系統控制平臺建設方案
3.2.1 農作物信息管理系統架構
整個系統從下到上分感知層、網絡層、應用層三次架構如圖1所示。
感知層：傳感器的選擇，滿足露天農田中土壤溫濕度、土壤養分、光照、風向等數據的采集。
網絡層：搭建無線傳感器網絡，做好節點的部署；移動互聯的應用，滿足大數據的傳輸。
應用層：動態實時監控，專家系統，手機APP的開發，食品溯源系統的建立。
3.2.2 系統實施方案
系統感知層的農用傳感器等設備[2]，檢測環境中的物理量參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到遠程對生產環境監控。達到增產、改善品質、適應需求、提高經濟效益的目的。
建立無線網絡傳輸層，通過PAN網絡、LAN網絡、WAN網絡將感知層獲得的農作物信息數據實時上傳到控制監控平臺，控制監控平臺做出的控制反饋到感知層。
利用云計算、模糊識別等智能計算機技術，監控平臺海量的數據和信息進行分析和處理，對農作物的生產過程進行實時監管和控制。構建農業物聯網信息管理系統，在農作物生產過程中，對作物的生長環境等智能化監控，不僅節省了大量的人力資源，而且降低生產成本，提高產量，達到規范化和網絡化管理。
4 農業物聯網魯西南農業信息化建設中的發展趨勢
魯西南農作物種植過程中受自然天氣影響很嚴重，信息化建設對魯西南農業發展至關重要。農業物聯網魯西南農業信息化建設中的發展趨勢有：
摘要 伴隨信息技術在農業領域應用的深入，重慶依托物聯網技術在農業領域建設了各類現代農業示范點。該文通過追蹤農業物聯網技
>> 物聯網技術在設施農業中的應用 物聯網技術在農業灌溉中的應用探討 探討物聯網技術在氣象中的應用 農業物聯網技術在現代農業中的應用研究 探討物聯網技術在平安城市中應用 物聯網技術在現代農業中的應用 物聯網技術在農業信息化中的應用 農業物聯網技術在冬棗產業中的應用 物聯網技術在農業機械化推廣中的應用 農業物聯網技術在作物種植環境系統中的應用 智能化物聯網技術在現代農業發展中的應用 物聯網技術在農業智能化系統中的應用初探 云計算與物聯網技術在農業信息化中的應用 物聯網技術在設施農業中的應用及其研究方向 淺析物聯網技術在農業大棚中的應用 物聯網技術在農業信息化中的具體應用 分析物聯網技術在農業信息化建設中的應用 物聯網技術在農業信息化建設中的應用 物聯網技術在現代農業中的應用研究 農業物聯網技術在葡萄種植中的應用探微 常見問題解答 當前所在位置：.2015-6-20.
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我國傳感器行業近幾年呈現持續增長的趨勢，增長幅度超過20%，未來將在物聯網、汽車、機器人、可穿戴設備等產業的需求拉動下，呈現快速的發展。本文針對目前傳感器市場的現狀，從技術層面和應用領域層面提出了未來傳感器行業的發展趨勢。
【關鍵詞】傳感器 技術發展 應用趨勢
中國傳感器的市場近幾年一直持續增長，增長速度超過20%，傳感器應用四大領域為工業及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品專用設備。目前我國從事傳感器的生產和研發的企業已經多達1700多家，所生產的產品覆蓋工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境檢測、安全保衛、家用電器、醫療診斷、交通運輸等領域。傳感器在科學技術領域、工農業生產以及日常生活中發揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術發展的強大動力，而現代們學技術突飛猛進則提供了堅強的后盾。隨著科技的發展，傳感器也在不斷的更新發展。傳感器的市場規模也將在市場需求額推動下大幅增長。據預測，未來幾年，中國傳感器市場規模在物聯網、智能化浪潮等的推動下，將達到1200億元左右。
傳感器產業的發展將在市場需求的推動下不論是在技術層面還是在應用領域方面，都將呈現嶄新的趨勢。
1 技術發展趨勢
從技術發展來看，未來傳感器技術的發展趨勢主要體現在以下幾點：
（1）利用新的理論、新的效應研究開發工程和科技發展迫切需求的多種新型傳感器和傳感技術系統。隨著科技的發展以及傳感器在各個領域的應用，人類社會對傳感器提出的更高更新的要求。
（2）側重傳感器與傳感技術硬件系統與元器件的微小型化。利用集成電路微小型化的經驗，從傳感技術硬件系統的微小型化中提高其可靠性、質量、處理速度和生產率，降低成本，節約資源與能源，減少對環境的污染。這種充分利用已有微細加工技術與裝置的做法已經取得巨大的效益、極大地增強了市場競爭力，例如：80年代進口一套AE傳感器及其住處預處理硬件的成本已被降至原來的百分之幾到千分之幾，使我國經“七五”和“八五”攻關的產品化系統處于無力競爭的地位。后者采用獨創的寬帶高精度AE傳感器和厚膜集成電路預處理硬件，但其成本仍比國外先進的產品高數倍到數十倍。在微小型化中，為世界各國注目的是納米技術。
（3）集成化。進行硬件與軟件兩方面的集成，它包括：傳感器陣列的集成和多功能、多傳感參數的復合傳感器（如：汽車用的油量、酒精檢測和發動機工作性能的復合傳感器）；傳感系統硬件的集成，如：信息處理與傳感器的集成，傳感器―處理單元―識別單元的集成等；硬件與軟件的集成；數據集成與融合等。
（4）研究與開發特殊環境（指高溫、高壓、水下、腐蝕和輻射等環境）下的傳感器與傳感技術系統。這類傳感器及傳感技術系統常常是我國缺少的一類高新傳感技術和產品。
（5）對一般工業用途、農業和服務業用的量大面廣的傳感技術系統，側重解決提高可靠性、可利用性和大幅度降低成本的問題，以適應工農業與服務業的發展，保證這種低技術產品的市場競爭力和市場份額。
（6）徹底改變重研究開發輕應用與改進的局面，實行需求驅動的全過程、全壽命研究開發、生產、使用和改進的系統工程。
（7）智能化。側重傳感信號的處理和識別技術、方法和裝置同自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應和自組織等人工智能技術結合，發展支持智能制造、智能機器和智能制造系統發展的智能傳感技術系統。
2 應用趨勢
從傳感器的應用領域來看，未來傳感器在以下幾大領域的應用需求將會大幅增長。
2.1 汽車產業：智能化升級，傳感器先行
在科研、產業和政府的合力之下，全球汽車智能化升級的浪潮正奔騰而來。當下的智能汽車仍處于產業鏈發展由第一階段（以汽車制造商為中心）向第二階段（汽車制造商與電信運營商、汽車電子廠商、軟件廠商影響力此消彼長）過渡的初期，短期內需求增長最為確定的零部件主要是智能感知設備，尤其是包括攝像頭、車用雷達在內的各類傳感器等。
2.2 機器人：產業迎來爆發，拉動傳感器需求
人工替代和產業升級兩大因素驅動我國工業機器人市場快速增長，而家用服務機器人相對于人工成本的上升正顯現出越來越高的性價比。未來以e-皮膚為代表的高智能化零部件投入機器人生產制造將大大提升單個機器人使用傳感器的數量。疊加機器人需求的爆發性增長，相關傳感器未來幾年的增速有望遠遠超過工業機器人行業或服務機器人行業的需求增速。
2.3 可穿戴設備：巨頭競相布局，傳感器點石成金
全球幾大消費電子巨頭紛紛搶占可穿戴設備市場，其中以谷歌眼鏡為首的綜合智能終端最具平臺潛質，很可能成為繼電視、電腦、手機之后的“第四平臺”預計到2016 年可穿戴設備的市場規模將達100 億美元。傳感器已成為可穿戴設備產業鏈中的點金石，是硬件產業鏈上機會確定性較強的一塊領域。未來可穿戴設備的發展將會拉動對傳感器的市場需求。
2.4 物聯網：政策大力推動，傳感器基礎必備
目前，我國物聯網應用已經進入到實際運用階段，并且隨著我國近幾年物聯網產業政策的密集出臺，以及關于物聯網各種發展專項資金的突出，我國物聯網產業將出現井噴式的發展，而作為物聯網產業鏈上游的傳感器，并且傳感器是整個物聯網產業中需求量最大和最為基礎的環節，將隨著物聯網的逐步普及，未來將對傳感器的市場需求產生很大的拉動。
我國傳感器行業市場進入壁壘比較低，市場競爭激烈，整個市場基本處于完全競爭的狀態，企業如何能夠從眾多的競爭對手對手中脫穎而出，迅速的占據市場份額。關鍵就看企業能否掌握未來技術發展趨勢，加大技術研發，并且迅速布局下游應用領域，取得先發優勢。所以，企業在發展過程中，要緊貼市場脈搏，根據市場需求，加大研發投入，爭取在快速發展的下游應用領域占據一定的市場份額，保持企業的可持續增長能力。
參考文獻
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關鍵詞：物聯網；智慧農業；應用模式
中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A
1 引言
隨著當今互聯網技術、物聯網技術的蓬勃發展，農業領域的科技網絡應用也越來越多了，我國農業也開始從粗放型農業逐步向智慧型農業邁進。“智慧農業”是信息化和農業現代化融合在農業發展領域中的具體實踐和應用，是以物聯網技術為支撐和手段的一種現代農業形態；物聯網是發展“智慧農業”的核心。探討物聯網技術在智慧農業中的應用，將極大促進農業的轉型和發展，對于傳統農業大省的湖南來說，更是一個大的發展機遇。
2 物聯網與智慧農業的內涵
物聯網技術是實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。它是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次革命。物聯網分為感知層、傳輸層和應用層三層。感知層的主要功能是識別物體和采取信息，它主要應用了傳感器、RFID、GPS以及RS 技術等，完成信息的收集、信息簡單處理以及信息向傳輸層的發送。傳輸層負責處理感知層傳來的信息及信息的遠距離傳輸，它位于整個體系結構的中間層，是物聯網的神經中樞；其中運用最廣泛的是無線傳感網絡（WSN）、互聯網、ZigBee 技術等。應用層主要負責服務及應用，它是物聯網和用戶的接口，主要涉及云計算、GIS、專家系統和決策支持系統等信息技術，通過它們將海量數據分類、整理、計算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧農業等領域得到應用。
“智慧農業”是“感知中國”、“美麗中國”理念在農業發展中的具體應用，指利用物聯網技術、云計算技術等信息化技術實現“三農”產業的數字化、智能化、低碳化、生態化、集約化，從空間、組織、管理整合現有農業基礎設施、通信設備和信息化設施，使農業和諧發展，實現“高效、聰明、智慧、精細”[1]。物聯網是“智慧農業”智能化和精細化生產、管理、決策的技術支撐。物聯網在農業的應用——建設智慧農業已成為各地實現農業轉型、步入農業現代化、實現農業可持續發展的重要組成部分。
3 湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析
作為傳統農業大省的湖南，正面臨農業產業的轉型和升級。現階段加快推進基于物聯網技術智慧農業建設，是切實可行的，具體來說它具有以下一些優勢。
3.1 國內外基于物聯網智慧農業發展趨勢及可借鑒經驗
近年來，國內外已經形成了基于物聯網技術的智慧農業發展趨勢。在歐美發達國家，物聯網已滲透到農業領域的各個方面，現已演化成農業工業，步入了科學的新農業發展道路。隨著我國對農業投入的不斷增加，以及國內物聯網技術的成熟，包括北京，上海，無錫，蘇州等地，政府和企業對農業物聯網的投資數量加大，相應的農業物聯網產品和服務也得到了市場的肯定，如：墑情監測、大棚溫室監控、節水、食品安全溯源等，且涌現了楊凌智慧農業和大唐移動智慧農業等典型示范案例，產生了比傳統農業更高的價值。
這些國內外農業物聯網技術的發展、以及在智慧農業中的成功應用為我省推進基于物聯網技術的智慧農業建設提供了寶貴的學習借鑒經驗。
3.2 不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈
湖南農業信息化建設，經過多年的發展，已不斷完善。2011年湖南省被立項開展國家農村農業信息化示范省建設試點。省、市、縣各級各類農業網站、農業信息平臺逐步建立；農業電子商務交易規模增長迅速，如 “特色湖南”網絡平臺，剛上線就實現了4個月網上銷售400多萬元的良好業績；農業信息網絡服務體系基本形成，90%以上縣設置了專門的農業信息管理和技術支持服務機構。同時，湖南省物聯網產業鏈已初具規模。據統計，截止2013年6月，湖南省有從事物聯網研發、制造、運營和服務的企業共240多家；分布在傳感器、芯片設計、電子標簽、智能終端、應用軟件、系統集成、運營服務等產業環節，基本形成了初級產業鏈，在部分領域還有一定優勢。
不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈為基于物聯網技術的湖南智慧農業發展提供了設施保障。
3.3 湖南堅實的農業經濟基礎有利于農業物聯網應用推廣
湖南土地資源豐富，全省擁有耕地4870萬畝，山地2.56億畝，水面2043萬畝。農產品基地建設初具規模；目前，全省已建立棉花生產基地、水稻生產基地等優質農產品基地共計100多個。涌現大批具有一定的規模和品牌影響力的農產品，如寧鄉花豬、臨武鴨、洞庭湖大閘蟹、隆回藥材、祁東黃花菜等。農業產業化快速發展，湖南是我國農民專業合作經濟組織建設的試點省之一，在調整農業產業化經營的過程中，涌現出了大量農村專業合作經濟組織、營銷大戶和農民經紀人。農業產值快速增長，十一·五期間年平均增長4.7。
農業物聯網應用需要大量投入，農業產值快速增長，農民收入水平高，為智慧農業建設提供了必要的經濟基礎；豐富的土地資源、規模化農產品基地、農業的產業化發展，以及蓬勃興起的高效特色農業，為湖南提速智慧農業建設提供了強有力的支撐平臺。
4 物聯網技術在湖南智慧農業中的應用
根據物聯網的技術內涵，結合湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析，現階段物聯網技術在湖南智慧農業中的應用可以采用以下應用模式。
4.1 利用農業物聯網技術進行智慧生產
農業物聯網的在生產環節的應用主要包括現代化溫室和工廠化栽培調節和控制環境。它是利用農業物聯網技術中的信息感知技術，主要包括農業傳感器技術、RFID 技術、GPS 技術以及RS 技術等；利用它們采集各個農業要素信息，包括種植業中的光、溫、水、肥、氣等參數，在不同的作物生長期，實施全面監測[2]。這種生產環節的物聯網應用見效快，能夠為高附加值產品錦上添花；方便的快速復制，可以快速應用到不同的作物；而且這種技術各地都有類似的項目，有很成熟的應用。對于農產品基地建設初具規模的湖南，非常適合此類應用，如，我們可以建設棉花生產基地、水稻生產基地等科技示范基地項目，利用農業物聯網實現智慧生產。
4.2 利用農業物聯網技術實現農產品智慧流通
農產品的智慧流通主要包括智慧倉儲、智慧配貨、智慧運輸和流通安全溯源。利用物聯網中的RFID 技術建立自動識別技術的倉庫物流管理系統，實現庫房高效管理，收發貨高速自動記錄，收貨、入庫、盤點、出庫等多個流程能平滑連接，實現流通環節的智慧倉儲。通過RFID結合條碼技術、二維碼技術，為農產品及加工產品加貼RFID電子標簽、對農產品的流通進行編碼，實現農產品的安全溯源。利用物聯網技術“網絡化”發展戰略，建立批發市場信息數據庫和集團協同管理信息平臺，用來收集、儲存、傳輸與整合：客戶信息、業務信息、交易信息、市場管理信息等，最終實現客戶數據、業務數據的有效性、可靠性、整體性，通過信息流帶動物流、商流，協同管控，同時采用RFID、傳感器、GPS等高新技術實現智慧配貨、智慧運輸[3]。
農產品的智慧流通，它涉及到農產品質量和食品安全以及農產品市場價格的穩定，社會意義重大，同時也具有很大的市場潛力。湖南可以從一些有一定的規模和品牌影響力的農產品流通著手，如唐人神肉食品、寧鄉花豬、臨武鴨等，建立基于物聯網技術的農產品智慧流通示范，再擇機在其他農產品流通環節推廣。
4.3 利用農業物聯網技術實現農產品的智慧銷售
農產品的智慧銷售是指產品從預訂、生產到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中，能實現全程跟蹤。它應該包括以下三個環節：①產品預訂；產品的預訂首先需要建立商務平臺，目前農產品的商務平臺主要采用農產品電商預售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生產地，通過物聯網技術中的條碼技術、二維碼技術進行農產品的產地和出貨狀況的管理，并將農產品信息上網。平臺用戶通過注冊會員的形式，實現農產品自由集約訂購。②有機生產；邀請行業專家，依據國家標準，結合各產區的實際，制訂各農產品有機種植的具體標準，在安全生產監控下，遵規執行。③安全監控；為實現消費者的產品認證環節，采用物聯網相關技術，通過監控系統，全程進行跟蹤；為用戶提供詳細的數字及視頻信息保障，使產品從生產，到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中。在田間設立高桿多視角攝像頭，通過無線方式連接至種植戶或養殖戶和駐點收購站，監控全程的無公害生產，監控視頻圖在平臺網站上實時，訂購者可隨時監督。在物流配送中采用GPS等技術實現跟蹤定位監控，確保配送過程安全[4]。
目前，湖南農產品電子商務平臺主要有“網上供銷社”、“特色湖南”等網絡平臺，這些平臺已有一定影響力，且平臺業務功能也已成熟；只需在此基礎上，利用農業物聯網技術實現消費者的產品認證環節，應能很好地實現農產品的智慧銷售。
4.4 利用農業物聯網技術實現農業的智慧管理
智慧管理包括智慧預警、智慧調度、智慧指揮、智慧控制等。湖南土地資源復雜、山地、河湖水面較多，利用物聯網技術中的GIS，可以建立土地及水資源管理、土壤數據、自然條件、生產條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理，實現智慧預警。利用專家系統（簡稱ES），依靠農業專家多年積累的知識和經驗，對需要解決的農業問題進行解答、解釋或判斷，提出決策建議，實現智慧指揮。利用農業決策支持系統（簡稱DSS）可以實現我省在水稻栽培、飼料配方優化設計、大型養殖廠的管理、農業節水灌溉優化等方面的智慧調度。智能控制技術（稱ICT） ，包括模糊控制、神經網絡控制以及綜合智能控制技術，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。通過這些技術可以實現我省在規模化的基地種植、設施園藝、畜禽養殖以及水產養殖中的智慧控制。
5 結束語
物聯網在智慧農業中的應用很多，面對新時代農業的發展、轉型，湖南應不失時機地大力發展智慧農業，加快物聯網技術在湖南智慧農業中的應用力度，使之成為我省農業普及現代信息技術、實現農業現代化的突破口。長期以來的實踐證實，現代農業離不開現代信息技術，在農業發展中引入新興的物聯網技術，可以極大地提升生產效率，創造新的生產模式。
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關鍵詞：溫室;設施農業;物聯網;應用研究
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong， QIAN Chun-yang， SONG Zhi-wen， WANG Jian-chun， LYV Xiong-jie， LI Feng-ju， LIU Shao-wei
（Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China）
Abstract：This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem， put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends， mainly in five aspects， including the data accumulation and analysis， research suitable application model， development for making a fool of Internet management system， study agriculture IOT application standards， strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words： greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
農業物聯網是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。它利用各類感知設備，采集農業生產、農產品流通以及動植物本體的相關信息，通過無線傳感器網絡、移動通信無線網和互聯網傳輸，最后通過智能化操作終端，實現農業產前、產中、產后的過程監控、科學決策和實時服務[1]。
近年來，隨著物聯網技術的不斷發展，其應用已經涉及水產養殖與畜牧業、種植業、農產品加工、運輸與流通等農業領域。由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產，更有利于物聯網技術助力設施農業實現精準高效，因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著，前景十分廣闊。
1 物聯網技術應用于設施農業的歷史及現狀
發達國家設施農業物聯網發展較快，20世紀后期就已經有基于網絡化、分布式的溫室環境控制系統研發的報道，這與他們先進的生產管理水平密切相關。英國研發出用于儲藏室或花園溫室的入侵警報系統和霜凍系統、通風加熱控制系統、遠程無線灑水系統等系列無線設備;日本研究開發出“Open Plannet，OP”雙向遠程監控系統，利用基于以太網的嵌入式網絡技術實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[2]。荷蘭向花卉培育者提供植物生長控制系統，可以實現復雜環境下溫室植物的個性化追蹤管理。在美國，20%的精細農業都應用感知技術，在農業生產信息獲取、生產管理、輔助決策、智能實施中發揮了關鍵作用。美國加州研發出的“草莓培育物聯網系統”能夠實時監測植物的生長狀況，根據土壤和環境空氣的動態變化，自動啟動施肥澆水或溫度調節等智能設施。近年來，隨著一些發達國家大面積推廣精細化、自動化的農業生產技術，對農作物的生長環境進行監測，并針對作物生長需要進行生長環境、農業機械的自動控制，使得物聯網技術可以無縫接入，應用環境較為完善[3]。著名的系統有英國開發的農業管理與決策選擇系統、美國的作物決策管理系統等[1]。有此作保證才能真正實現農業生產管理的智能決策與控制。這其中，歐美發達國家尤其值得我們學習的是農業知識處理與應用系統開發方面，他們通過集成大量知識和農業生產流通第一線數據，來為品種選擇、土壤營養診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農產品加工、流通等農業生產全過程提供信息化服務。
我國物聯網的研究幾乎與國外發達國家同步進行，在農業上的研究應用領域也較為廣泛。2011 年，農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》，包括北京市設施農業在內的三大國家級物聯網應用示范工程開始啟動， 2013年，上海、天津、安徽3個省市被農業部列為農業物聯網區域試點[4]，我國農業物聯網發展駛入快車道。迄今全國已有8個省（區、市）（另外還有黑龍江、內蒙古、新疆）承擔的國家物聯網應用示范工程和農業物聯網區域試驗工程先后啟動實施，并取得了階段性成果，也帶動了各地農業物聯網的發展。
成績較為突出的如：北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范，開發了與農業技術結合的墑情監測系統，為政府決策、農戶技術指導、公眾消費和設施蔬菜生產管理提供了便利，實現了設施農業環境監測和農業用水精細管理[5]。江蘇省則開發了基于物聯網的智能農業管理平臺，側重對設施農業、豬舍生產環境進行監控，一定程度上實現了對農業設施的自動化管理，并逐漸開始進行規模推廣[6]。天津市建成了國際先進的農業物聯網平臺，實施了農業生產經營物聯網智能化控制與管理工程。應用種植業設施環境信息監測、智能化控制與管理等物聯網技術，建設了總面積逾667 hm2的核心試驗基地，開展了約1 000棟節能溫室的示范應用。此外，國內許多企業也加入到農業物聯網研發行列，如北京昆侖海岸傳感技術有限公司、大唐移動通信設備有限公司、上海順舟網絡科技有限公司等在開發產品的同時，還提出了設施農業物聯網體系解決方案來構建設施農業智能控制系統，以適應各種類型和不同規模的生產需要 [7]。
2 物聯網技術在設施農業應用的發展瓶頸
雖然農業物聯網技術在我國設施農業中的應用成效較為顯著，但農業物聯網是項復雜的工程，在我國總體上尚處于試驗階段，目前主要在示范型農業、科研溫室等系統中有所應用，距離大規模商業化應用還需要一定時間。促進農業物聯網蓬勃持續發展，必須面對制約其發展的瓶頸問題。目前，我國設施農業物聯網發展中的主要問題可以概括為以下3個方面。
一是優質農業專用傳感器的缺乏。農業部信息中心主任李昌健說：“目前我國農用傳感器種類不到世界的10%，國產化率低、缺乏市場規模效應。在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[4]。”而且，國內產農用傳感器良莠混雜，質量參差不齊，性能不夠穩定，使得監測數據不夠準確，又沒有權威的評價標準，因此農業生產者很難信賴物聯網設備。
二是資金投入大、回報周期長。農業物聯網基礎設施建設不僅一次性資金投入大，需要長期更新維護，而且回報周期長。目前，我國仍以小農戶分散經營為主，農業整體比較效益低下，對于普通農民來講，物聯網設備價格偏高[4]，過于“高大上”，很難大面積推廣。只有規模經營或者高效種養殖業才更有利于物聯網技術的推廣應用。
三是應用研究缺乏，急需“接地氣”的生產應用參數及軟件產品研發。目前國內農業物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主，在設施農業生產上還主要停留在監測與初步分析環節，沒有真正意義實現科學決策和智能控制，根本原因在于對數據分析及其生產應用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問題，首先對于設備問題，我國的企業、科研機構普遍較為重視，相信隨著科技的迅猛發展，大批低成本、低功耗、性能好的各類農業傳感器很快會在市場上涌現。其次對于資金問題，當前還是政府投入引導為主，隨著設備成本的降低，政府補貼的實施（據報道，有關部門正在研究建立農業信息補貼制度，加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄[4]），將會引入電信運營商、企業、科研單位、高校等社會力量的加入，逐步形成政府引導、投資主體多元化、運行維護市場化的格局。因此，制約農業物聯網技術在我國推廣應用的最大瓶頸無疑是采集數據如何應用，物聯網如何為農業生產帶來實實在在的效益，即如何打破“拿上來一大堆數據，卻不知道干什么用”的窘況。重視“應用層”這個頂層設計，以應用為導向來做研發，是農業物聯網發展到今天必須引起重視的核心原則和目標。
3 設施農業物聯網技術應用研究方向
設施農業物聯網應用研究涉及的領域較為廣泛，確立研究方向要結合生產實際和未來發展趨勢，可以重點從5個方面研究入手。一是注重數據的積累與分析，通過分析各類型數據發現農業生產規律，建立設施作物水肥管理模型、病蟲害發生預警模型等，用于指導生產;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類型設施的應用模式，包括研究設施內網絡節點的布控、設備系統的集成等;三是開發適用于當地設施生產實際、擴展性好、操作簡便的物聯網管理軟件，結合專家模型的嵌入，成為農民身邊的技術管家;四是以農業物聯網技術應用研究為基礎，制訂操作性強的農業物聯網應用標準，如針對不同設施蔬菜種植制定物聯網栽培管理應用標準、蔬菜環境監測系統集成規范等，便于推廣應用;五是加強作物生理生態信息的監測與研究，從長遠來看，研究作物生理生長模型是提高設施作物生產潛力的根本和核心技術，有必要及早開始規劃并實施[8-9]。
綜上所述，隨著科技的不斷發展，農業物聯網技術設備將會日臻成熟，但要大規模推廣應用，得到市場的認可，還必須與各地區農業生產實際相結合，不能操之過急。要優先從基礎好、規模化程度高、產值高的行業入手，但更為關鍵的是要提升數據分析能力，加強應用層面的把控與研究，才能充分發揮農業物聯網的優勢。
參考文獻：
[1] 余欣榮.物聯網 改變農業、農民、農村的新力量 農業物聯網知識讀本[M].合肥：安徽科學技術出版社，2012：63-64.
[2] 張唯，劉婧.設施農業種植下物聯網技術的應用及發展趨勢[J].科技廣場，2012（1）：238-241.
[3] 唐珂.國外農業物聯網技術發展及對我國的啟示[J].中國科學院院刊，2013，28（6）：700-707.
[4] 喬金亮.物聯網如何和農業更好結合[N].經濟日報，2013-11-5（13）.
[5] 許世衛.我國農業物聯網發展現狀及對策[J].中國科學院院刊，2013，28（6）：686-692.
[6] 劉家玉，周林杰，荀廣連等.基于物聯網的智能農業管理系統研究與設計――以江蘇省農業物聯網平臺為例[J].江蘇農業科學，2013，41（5）：377-380.
[7] 李作偉.物聯網技術在設施農業中應用的調查研究[D].鄭州：河南科技大學，2012.
[關鍵詞]農業物聯網技術農田節水灌溉系統
中圖分類號：S274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）15-0125-01
1 引言
隨著信息技術的飛速發展，農業集約化、規模化程度不斷提高，使傳統農業向現代農業生產方式轉變成為必然，為信息技術在農業領域中的應用提供了廣闊的發展空間，我國農業發展面臨著新的機遇。
水是農業的根本，也是整個國民經濟和人類生活的根本。水資源狀況和利用水平已成為評價一個國家一個地區經濟能否持續發展的重要指標。我國是一個干旱缺水嚴重的國家。
2 農業用水現狀及節水灌溉發展趨勢
農業是我國的用水大戶，約占總用水量的73%，但有效性很差，水資源浪費非常嚴重。并且隨著城市化和經濟社會發展，土地被大量占用，非農業灌溉用水需求在急劇增加，農業與工業、農村與城市、生產與生活、生產與生態等諸多用水矛盾進一步加劇。在我國盡管采取了最嚴格的耕地保護措施，但大量的農田和灌溉用水被城市和工業占用，耕地資源減少的勢頭不可逆轉，水資源短缺的壓力進一步增大。
目前，比較有發展潛力的節水灌溉新技術是：一是與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。二是應用3S技術的精細灌溉技術。三是智能化節水灌溉裝備技術。
本文所設計的農田節水灌溉系統是將上述的三者進行有機的結合，在此基礎上運用物聯網技術，從而實現全自動化與信息化的節水灌溉系統。
3 系統結構設計
農田節水灌溉系統由土壤水分傳感器、物聯網終端采集單元、噴灌機控制終端、遠程監控計算機系統組成。如圖1所示。傳感器埋入土壤，直接獲取0～100cm地表層下各個深度處的土壤水分信息，并將其轉化為0～5V模擬電壓信號。物聯網終端采集單元一方面進行土壤水分信息的采集，另一方面用于在GPRS網絡模式下土壤水分信息與監控中心的監控計算機相互傳遞。監控中心計算機循環接收各個采集終端發送的土壤墑情信息，監控計算機將接收到的數據進行分析，與數據庫中的農作物需水量進行比較，形成最佳灌溉計劃，監控計算機將灌溉命令下發到噴灌機控制終端，噴灌機控制終端直接控制噴灌機以及深井泵等設備進行灌溉作業。
4 物聯網采集單元的設計
物聯網采集單元的設計為本系統的終端采集單元，因為農田灌溉上探測范圍比較大，數量多、位置不固定并只用于農耕季節等特點考慮，采集終端需要設計成可靈活移動、易于安裝的方式，第二在每一個采集終端上安裝GPS定位模塊，使發送到監控中心計算機上的數據帶有地理位置，中心計算機根據上傳的數據的地理位置下標來確定采集點具體地理位置，從而實現準確的數據采集。另外，由于數據采集單元放置在農田里，采用的供電方式為“太陽能電池板+蓄電池”。
采集終端主要由MCU單元、采集單元、太陽能供電單元、通信單元、GPS定位單元等部分組成，其結構所示。其中，采集單元利用土壤濕溫度傳感器采集土壤墑情數據，數據經嵌入式微控制器MCU（MicroControUer Unit）處理后，通過GPRS網絡發送至監控中心計算機上，中心計算機收集溫濕度數據，并自動顯示相關信息。土壤傳感器輸出的信號被信號調理電路處理后傳送到子系統內部的模數轉換器ADC（AnMog―to―DistalConvener）。MCU定時啟動ADC，進行模數轉換并取走數據，然后把經過處理的數據通過串行口傳送到GPRS模塊，并啟動該模塊將數據發送到GPRS無線網絡。數據被GPRS網絡接收后經由網關轉送至Internet，最后被連接到Intemet的中心站計算機接收。
嵌入式GPRS模塊的供電為直流5V供電，TXD、RXD為通信接口，在本設計中可直接連接至AVR單片機的串行接口上， ONLINE為在線指示接口，當連接到網絡以后該端口輸出一個低電平信號，通過74ALS04進行反向以后驅動D1發光二極管，當發光二極管點亮以后便證明現在控制器已連接網絡。GPS模塊通過單片機的COM2口連接。
5 應用前景分析
該系統的室外進行了測試的基礎上，2011年在廊坊市安次區馬神廟12畝農田上實際應用，取得了顯著的效益，節水量較以前比較節約45%左右，晚春播玉米平均畝產929.44公斤，比對照畝增產252.84公斤，增幅為37.36%。對未來農業發展起到了重要作用。
參考文獻
[1]梅方權，智慧地球與感知中國―物聯網的發展分析，《農業網絡信息》2009（12）
[2].孫忠富等，物聯網發展趨勢與農業應用展望，《農業網絡信息》2010（5）
1、軟件工程。軟件工程專業近些年來的就業情況一直比較不錯，算是計算機相關專業中的佼佼者。軟件工程有三個特點，其一是注重基礎知識的同時也注重學生實踐能力的培養；其二是軟件工程專業與IT行業的結合比較緊密；其三是緊跟技術發展趨勢，從近些年來的畢業設計就能夠體現出來。
2、物聯網工程。隨著5G標準的落地，未來物聯網領域將迎來廣闊的發展空間，而且物聯網作為產業互聯網的重要基礎，所以物聯網領域將陸續釋放出大量的就業崗位。未來智慧城市、車聯網、工業物聯網、農業物聯網、移動互聯網、可穿戴設備等領域將有廣闊的發展空間，而這些領域都需要大量的物聯網專業人才。
3、大數據。當前正處在大數據時代，大數據技術目前也正處在落地應用的初期，隨著大數據逐漸落地到廣大的傳統行業，未來大數據領域將有大量的就業崗位。從大數據未來的發展趨勢來看，大數據人才的就業面還是比較廣泛的，不僅可以就業到科技行業，也可以就業到金融、交通、教育等傳統行業。
4、人工智能。當前人工智能是市場的熱點之一，所以不少大型互聯網公司都陸續開始布局人工智能領域，目前人工智能領域的人才缺口還是比較大的。雖然目前本科階段開設人工智能專業的學校比較少，但是相信未來會有更多的高校會陸續開設人工智能專業。
（來源：文章屋網 ）
