種植業(yè)離不開澆水、施肥、打藥，農(nóng)民種地憑經(jīng)驗、靠感覺，他們面朝黃土背朝天地在田里耕作，并把這些經(jīng)驗和方法一代代相傳。然而這些瓜果蔬菜該不該澆水、施肥、打藥，怎樣才能保持適宜的濃度、溫度、濕度、光照，如何實行按需供給，這些以往在作物不同生長周期憑經(jīng)驗、靠感覺“模糊”處理的問題，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)開始了實時定量的把關(guān)。作為集成新一代信息技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的“種地”模式，已經(jīng)成為彌補(bǔ)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)弊端的一種新型農(nóng)業(yè)模式。這種通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開啟的智慧風(fēng)暴，讓農(nóng)民實現(xiàn)了“環(huán)境可測、生產(chǎn)可控、質(zhì)量可溯”的目標(biāo)，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，引導(dǎo)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

什么是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?

簡單說，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（呼和浩特物聯(lián)網(wǎng)）即在大棚控制系統(tǒng)中，運用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，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自動控制，保證農(nóng)作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。遠(yuǎn)程控制的實現(xiàn)使種植人員在辦公室就能對多個大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測控制。采用無線網(wǎng)絡(luò)測量獲得作物生長的合適條件，可以為溫室準(zhǔn)確調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、提高品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，基礎(chǔ)技術(shù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的完善。傳感系統(tǒng)的完善與否直接影響著整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運行。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)由感知層、傳輸層和處理層構(gòu)成。感知層的傳感器技術(shù)、條碼技術(shù)、定位等技術(shù)采集的數(shù)據(jù)信息通過傳輸層的有線、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動通信技術(shù)傳輸?shù)教幚韺拥霓r(nóng)業(yè)預(yù)測、診斷、控制、決策以及預(yù)警等智能化模塊。

一、關(guān)鍵技術(shù)

 1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)

感知層主要包括各類傳感器及節(jié)點技術(shù)、定位系統(tǒng)技術(shù)和條形碼技術(shù)等，實現(xiàn)對土壤水分、環(huán)境溫濕度、家禽水產(chǎn)健康狀況等信息的采集功能，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，光溫水氣熱等環(huán)境傳感器應(yīng)用相對成熟，土壤傳感器是研究的熱點，通過電磁波反射或吸收能量水平的大小可判斷土壤結(jié)構(gòu)，根據(jù)離子選擇性膜電極與被測離子溶液間的點位輸出可測定土壤里的特定離子。利用光學(xué)和電磁學(xué)原理制成的動植物生命信息傳感器也是研究的熱點和難點之一。

2、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)

當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的傳輸技術(shù)主要為無線和有線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及移動通信技術(shù)。其中，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用較常見，國外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)到了實踐階段。

荷蘭的一個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到馬鈴薯生長環(huán)境的監(jiān)測中，生產(chǎn)者可根據(jù)監(jiān)測結(jié)果控制疫病，從而實現(xiàn)防患于未然。我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸技術(shù)處于試驗階段，有學(xué)者構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對種植環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，園區(qū)布置的傳感器節(jié)點可采集土壤與空氣的溫濕度、CO2 的濃度以及光照強(qiáng)度等參數(shù)。

3、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)處理技術(shù)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)處理層的技術(shù)包括云計算、云服務(wù)和模塊決策，這個層面是將采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為實際的操作，利用控制模型和策略對相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施進(jìn)行智能控制，比如打開水龍頭、關(guān)閉燈光、自動施肥等。

智能決策是預(yù)先把經(jīng)驗和專家知識輸入模塊，通過推理模擬思維，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)參考，比如對農(nóng)田肥力、灌溉、病蟲防治、動物飼料配方和園藝設(shè)施等方面提供技術(shù)支持。智能預(yù)警是以數(shù)學(xué)模型為手段，對實際不正常狀態(tài)進(jìn)行報警，給出危害提醒。

二、核心應(yīng)用領(lǐng)域

按照監(jiān)測對象的不同，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)、動植物生命信息監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測與質(zhì)量追溯物聯(lián)網(wǎng)等。

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)，主要指利用傳感器技術(shù)采集和獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境各要素信息，如種植業(yè)中的光照、溫濕度，二氧化碳濃度、土壤肥力、土壤含水量等參數(shù)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的酸堿度、溶解氧、氨、氮、濁度和電導(dǎo)率，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的氨氣、二氧化硫、粉塵等有害物質(zhì)濃度等參數(shù)，通過對采集信息的分析決策來指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的調(diào)控，實現(xiàn)種養(yǎng)殖業(yè)的高產(chǎn)。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，需要在高溫、高濕、低溫、雨水等惡劣多變環(huán)境下連續(xù)不間斷運行，且傳感器節(jié)點布置稀疏不規(guī)則，布線不方便，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)簡單、無需布線，具有低成本、靈活的優(yōu)勢，成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用方式。

2、動植物生命信息監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)

對植物信息采集的研究主要包括表觀可視信息的獲取和內(nèi)在信息的獲取，表觀信息如作物苗情長勢、病蟲害、果實膨大狀況、生物量、莖干直徑、葉面積等信息，內(nèi)在信息包括葉綠素含量、作物氮素、光合速率、種子活力、葉片溫濕度等，主要監(jiān)測手段為光譜技術(shù)及圖像分析等;

對動物生命信息的監(jiān)測主要包括動物的體溫、體重、行為、運動量、取食量、疾病信息等，通過相關(guān)監(jiān)測，了解動物自身的生理狀況和營養(yǎng)狀況以及對外界環(huán)境條件的適應(yīng)能力，確保動物個體健康生長，主要監(jiān)測手段包括動物本體監(jiān)測傳感器、視頻分析等。

3、智能農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)

近年來隨著土地流轉(zhuǎn)的進(jìn)行，農(nóng)機(jī)作業(yè)范圍不斷擴(kuò)大，農(nóng)機(jī)作業(yè)信息滯后、時效性差、缺乏有效的監(jiān)管手段，機(jī)收的組織者和參與者對信息快捷、準(zhǔn)確、詳細(xì)的要求難以滿足等問題逐漸突顯。

如何通過技術(shù)手段有效地進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度，提高工作效率和作業(yè)質(zhì)量尤其是保障農(nóng)機(jī)夜間作業(yè)質(zhì)量和農(nóng)機(jī)裝備的智能化水平，是農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的迫切需求之一。農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)主要研究方向包括農(nóng)機(jī)作業(yè)導(dǎo)航自動駕駛技術(shù)、農(nóng)機(jī)具遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度、農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控等方面。

4、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯物聯(lián)網(wǎng)

農(nóng)產(chǎn)品信息感知技術(shù)主要包括農(nóng)產(chǎn)品顏色、大小、形狀及缺陷損傷等外觀信息和農(nóng)產(chǎn)品成熟度、糖度、酸度、硬度、農(nóng)藥殘留等內(nèi)在品質(zhì)信息。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與追溯對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的運用集中在農(nóng)產(chǎn)品倉儲及農(nóng)產(chǎn)品物流配送等環(huán)節(jié)，通過電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)、條形碼技術(shù)和RFID 電子標(biāo)簽等技術(shù)實現(xiàn)物品的自動識別和出入庫，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉儲車間及物流配送車輛進(jìn)行實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)主要農(nóng)產(chǎn)品來源可追溯，去向可追蹤的目標(biāo)。

在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛，農(nóng)民看到了運用先進(jìn)技術(shù)帶來的效益，將主動選擇適合自己農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化系統(tǒng)，以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、增加收益，并且在未來的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將更加準(zhǔn)確化、智能化。隨著云計算技術(shù)的不斷成熟，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、智能。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會主動分析出適合當(dāng)?shù)胤N植的品種，及各種品種的優(yōu)劣勢，供農(nóng)民選擇。