面向智能农业物联网应用探究

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1、面向智能农业物联网应用探究　　摘要物联网技术已经成为科学研究领域的前沿课题之一，因其巨大的应用前景而备受关注。阐述了物联网的概念、技术架构及关键技术，介绍了其在智能农业领域中的应用。可以看出，将物联网技术应用于智能农业生产中，能够改变粗放的农业经营管理方式，降低劳动力成本，从而引领现代农业的发展。关键词物联网；智能农业；信息采集；应用中图分类号TP393文献标识码A文章编号1007-5739（2013）14-0337-03智能农业是指将人工智能技术应用于农业领域的一项新兴技术，是我国传统农业发展的必经途径和重要战略。物联网是指通过一些信息传感设备，如

2、射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等按约定的协议，连接任何需要交换和通信的物品与互联网，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1-2]。目前，物联网技术在我国传统农业的信息感知、传输、控制等方面起到了重要作用，促进农业向智能农业发展。1物联网概述1.1物联网的定义9物联网是指将所有现实物体通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化的识别和管理。其获取信息的途径为感知，以网络传输进行信息的传递和交换，通过计算机对信息进行处理，帮助人们感知和监控物理世界的信息。实现物联网技术的基础是嵌入式系统和互联网技术

3、的应用。物联网通过连接物体，对其进行感知，然后通过计算机、决策终端等设备将信息反馈成人们所能识别的信息，使资源利用率和生产力水平得到提高，从而实现智能农业[3-4]。物联网目前正成为世界各国竞相聚焦的战略性新兴产业。1.2物联网的体系架构物联网的体系架构可分为3层：感知层、网络层和应用层[5]。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，主要任务是识别物体、采集信息并进行智能化识别，然后通过接入设备将信息与互联网进行资源共享与互交。网络层由各种私有网络、互联网、网络管理系统、通信网和计算机平台等组成，负责将感知层获取的数据进行分类、汇聚、处理和传输。应用层

4、是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，实现信息的处理和决策，解决特定的智能化应用和服务问题，实现物联网的智能应用。1.3物联网的关键技术9物联网的关键技术有射频识别技术（RFID）、传感器技术、传感器网络技术和网络通信技术等。射频识别（RFID）技术的识别不需要接触，不管环境是否恶劣都可以工作，其传输信息是利用射频信号和空间耦合（电感和电磁耦合）传输特性，可以实现无线双向通信，自动识别被识别的物体[6]。一个典型的RFID系统包括RFID标签、读写器和信息处理系统。RFID标签可以标识物体，由读写器收集所需要的信息，然后由信息系统对信息进行

5、处理，从而实现物体信息的交换[7]。RFID在畜产品精细化养殖系统、动物识别与跟踪系统、农畜产品安全生产监控系统等很多方面已正式投入使用。传感器是指能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，一般由敏感元件和转换元件组成。物联网的传感器节点在传统传感器的基础上，具有感知、计算和通信能力，其功能为数据的采集、筛选、计算以及交互。其中，嵌入式智能技术将硬件和软件结合起来，具有低功耗、高集成度和高效率等特点[8]。因此，传感器是物体感知世界的“感觉器官”。9传感器网络是由部署在监测区域内大量的低功耗微型传感器节点通过无线通信方式形成的一

6、个自组织的网络系统，能协作地感知、监测、采集网络覆盖区域中的各种微观环境信息，并对这些信息进行处理，发送给观察者[9]。传感器网络技术可分为近距离通信技术和广域网通信技术2类。传感器网络通信技术为物联网数据提供传送通道。通过IP互联网、固定和移动通信技术，可以将物体与物体、物体与用户相连，实现信息的交互与处理，从而实现网络层和应用层的功能。与传感器节点有关的近距离通信技术主要有蓝牙、ZigBee、WiFi等。2面向智能农业的物联网技术2.1智能农业农作物的生长与自然界的多种因素息息相关，如大气温湿度、土壤温湿度、光照强度、CO2浓度、气压、土壤养分等

7、。在传统农业生产过程中，人们主要依靠自身的感知能力对影响农作物生长的环境参数进行辨识和管理，存在极大的不准确性，农业生产也成为一种粗放式管理。随着科学技术的发展，越来越多的劳动力从农业生产解放出来，劳动力成本的不断增加使得传统农业无法进一步的发展。因此，将先进技术应用于农业生产势在必行。智能农业是指将人工智能技术应用于农业领域的一项高新技术。智能农业涉及的关键技术包括检测技术、嵌入式技术、通信技术等。智能农业系统覆盖了从影响农业生产的自然参数的采集，到利用知识推理和计算机技术进行参数分析，最终通过农业专家系统指导农业生产的整个生产管理链。显然，智能农

8、业可以推动中国农业向实质意义上的“工厂化、现代化”方向持续快速地发展。2.2物联网应用于智能农业的意义9农业