基于物联网的智慧农业的研究

郭婷

中国通信建设集团设计院有限公司第二分公司 西安市 710119

摘要：随着信息技术的高速发展和广泛应用，信息产业在国民经济中已独立成为一个重要产业，社会经济逐步成为信息经济，人类进入信息社会。在从工业经济到信息经济，从工业社会到信息社会这个动态演进过程中，信息化逐步上升为推动世晃经济和社会全面发展的关键因素，成为人类进步的新标志。在经历了机械化、杂交种化、化学化、生物技术化后，正在走向智慧农业，截止2022年，美国每个农场已拥有50台连接物联网的设备，智慧农业的应用前景十分广阔。本文就智慧农业的发展和应用进行了相关的阐述和分析。

关键词：智慧农业 ；物联网 ；传感器 ；无线通信技术。

1. 智慧农业的研究背景

农业信息化就是要将信息技术应用、贯穿于农业发展的各个方面和整个过程。如今，我国农业信息化的发展已经取得了一些可喜的成就，但与发达国家相比，信息化程度依然比较低；与我国的企业信息化、政府信息化、教育信息化相比，也存在一定的差距。我国是个农业大国，农村人口有9亿多，占全国总人口的70％左右，而我国农业生产总值只占国民生产总值的20％。我国农业信息化水平的高低，直接关系着国家信息化的整体水平，也关系着我国农业生产和发展的水平。

农业信息化是指通过先进的农业信息技术在农村社会、经济和农业生产各个领域的全面推广应用，加速改造传统农业，大幅度提高农业生产效率和生产力水平，全面促进农业可持续发展，大力推进农业现代化进程的发展过程。农业信息化预示着农业现代化发展到一个新阶段，它有利于实现农业信息传输手段的现代化，为农业和农业企业的管理提供大量完整的、准确的、及时的信息，从而提高农业信息资源的利用率，加快传统农业的改造步伐，加速农业现代化的进程，为实现农业现代化提供基础性的措施。

智慧农业是农业发展的新业态，是进一步解放生产力、激发农业转型的内在动力，智慧农业的建设已经成为我国推动乡村振兴战略的重要内容。智慧农业也是农业发展的大趋势，大力发展智慧农业对促进农业转型升级、提高农业质量效益和竞争力，提升我国农业现代化水平，具有特别重要的现实意义。

1. 智慧农业促进农业生产精细化与高效化

智慧农业对生产过程各个环节，按照一定技术标准和规范要求，通过智能化设备进行影响和控制，大大改善了农产品品质；通过智能化设备实时精准检测农产品品质，保障农产品符合消费者需求，实现了供给与需求的有效对接。

智慧农业利用空间地理信息、遥感等技术，提高了大田粮食生产的监测、预警水平和产量评估水平，增强了农业生产对自然环境风险的应对能力；通过智能设施合理安排用工用时用地，提高了农业生产组织化水平，提高了劳动生产效率。

2. 智慧农业推动资源高效利用及农业可持续发展

智慧农业通过精细化生产，实现农业节水、节药、节肥，推动农业废弃物资源化利用；借助互联网及二维码等技术，建立农产品溯源系统，互联共享的农产品质量和食品安全信息平台，健全从农田到餐桌的农产品质量安全监管体系，有利于保障人民群众“舌尖上的安全”；构建农业生态环境监测网络，精准获取土壤、墒情、水文等农业资源信息，实现农业环境综合治理，推动形成资源利用高效、生态系统稳定、产地环境良好、产品质量安全的农业发展新格局。

3. 智慧农业促进农业现代化及转型升级

智慧农业利用互联网、物联网和云计算等现代信息技术成果，改造提升整个农业产业链，促进农业与二三产业交叉渗透、融合发展，提升了农业竞争力，拓展了农业发展空间。智慧农业是农业发展的必然趋势，大力发展智慧农业对提高我省农业现代化水平、促进农业转型升级、提高经济发展质量和效益，有着重要的现实意义。

4. 为广大农户、农场与农企提供科学的生产管理方案

智慧农业不仅仅是现代永业，更多的是为农户、农场与农企提供科学的生产管理解决方案，告别劳动力成本过高、生产管理粗放等难题。例如，通过数字农业基础设施、精准农业智能装备及农业物联网与人工智能等技术，系统能够匹配作物生长的关键指标，精准管理农事生产规划与执行，提高管理效率的同时追求产量与质量的最优平衡，实现农场生产力与盈利能力最大化。

5. 智慧农业是现代农业发展的必然趋势

智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。我国是传统的农业大国，种植面积广，但是产量缺很少。全国多地发展智慧农业，科技带来的自动化、智能化、便利化在农业领域“各显神通”。智慧农业逐渐被重视，在农业发展领域中扮演着越来越重要的角色。然而，智慧农业在我国起步晚，还面临着重重挑战。

2. 智慧农业的具体解决方案

2.1 智慧农业云平台

搭建统一智慧农业管理决策平台，成为统一的农业生产、经营、管理和决策系统。

智慧农业云平台是全区域农业大数据云平台。该平台整合市县农业资源，汇聚农业宏观经济、农业、农村、农民等数据，共享政府、企业和社会三方数据，形成全市农业大数据中心，并对各类涉农资源进行综合利用分析，构建互联共享的“互联网＋农业”的信息服务体系，服务于农业生产、经营、管理、技术指导等领域。

农业大数据中心的建设将包括农业数据标准与资源目录、数据交换、存储及安全、农业数据资源库、农业大数据应用等内容。

2.2 智能水肥一体化控制系统

水肥一体化是借助压力系统或地形自然落差，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配对成肥液与灌溉水一体，经可控管道系统供水、供肥，使用水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，是主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同事根据不同的作物需肥特点，土壤环境和养分含量状况；蔬菜不同生长期需水、需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接供给给作物。

滴灌水肥一体化系统组成基本有首部水源工程、变频柜、前置过滤器（过滤水杂质）、配肥系统（如施肥机、文丘里等）、二级过滤器（过滤肥液杂质）、肥料桶、输水管网系统、灌水器（各种滴灌方式）和安全防护装置。

2.3土壤墒情监测系统

土壤墒情监测系统能够实现对土壤墒情（土壤湿度）的长时间连续监测。用户可以根据监测需要，灵活布置土壤水分传感器；也可将传感器布置在不同的深度，测量剖面土壤水分情况。系统还提供了额外的扩展能力，可根据监测需求增加对应传感器，监测土壤温度、土壤电导率、土壤 PH 值、地下水水位、地下水水质以及空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、雨量等信息，从而满足系统功能升级的需要。

土壤墒情监测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾抗旱、施肥灌溉提供了重要的基础信息。

结束语：目前智慧农业在世界各国建设发展的如火如荼。一些起步较早的政策支持、科研开发、创新科技应用方面都早已大规模展开并快速发展。一些农业发达国家的智慧农业已经达到世界领先水平。我们要面对当前我国智慧农业存在的主要问题，因地制宜，努力提高智慧农业的整体水平，积极学习先进的思想，转变管理模式。智慧农业发展和实现在我国任重道远，需要有足够的资金和技术支持才能达到理想的效果，推动我国智慧农业不断发展向前。

参考文献：

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【2】王小兵 康春鹏 刘洋等。牢牢抓住建设智慧农业的时代主题.中国农业资源与区划.2021,12

【3】籍延宝 姚鑫锋 袁涛等。浅谈智慧农业.上海科技农业2019,15

【4】鲁旭涛 张丽娜 刘昊。智慧农业水田作物网络化精准灌溉系统设计。农业工程学报。2021.17

【5】赵峰 发展生态智慧农业 中国科技投资 2021.19

【6】杨志林 人工智能与智慧农业 当代农机 2021.6

【7】刘昊 李静 鲁旭涛5G背景下智慧工业通信节点部署策略。2020.10