導讀：随著(zhe)我國社會經濟的(de)快(kuài)速發展以及城(chéng)鄉一體化(huà)建設的(de)升級，我國新農村(cūn)建設逐步向智慧農業發展，呈現出全面智慧農業建設的(de)新氣象。智慧農業是充分(fēn)應用(yòng)現代信息技術成果，實現農業可(kě)視化(huà)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程控制、災變預警等智能管理(lǐ)的(de)過程。物(wù)聯網技術則是智慧農業的(de)核心技術之一。

智慧農業是智能農業專家系統的(de)簡稱，是将科學技術融合在農業發展領域中的(de)具體實踐和(hé)應用(yòng)。物(wù)聯網技術是智慧農業的(de)核心技術之一，“智慧農業”中的(de)物(wù)聯網技術可(kě)分(fēn)爲三種類型: 傳感器技術、信息傳輸技術和(hé)信息決策技術。智慧農業是我國未來(lái)農業發展的(de)主要趨勢，是未來(lái)農業的(de)發展方向，随著(zhe)信息技術的(de)進一步發展，物(wù)聯網技術會得(de)到更大(dà)範圍的(de)應用(yòng)。

随著(zhe)我國社會經濟的(de)快(kuài)速發展以及城(chéng)鄉一體化(huà)建設的(de)升級，我國新農村(cūn)建設逐步向智慧農業發展，呈現出全面智慧農業建設的(de)新氣象[1]。智慧農業是充分(fēn)應用(yòng)現代信息技術成果，實現農業可(kě)視化(huà)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程控制、災變預警等智能管理(lǐ)的(de)過程。物(wù)聯網技術則是智慧農業的(de)核心技術之一[2]。

1 什(shén)麽是“智慧農業”

智慧農業是智能農業專家系統的(de)簡稱，一般是指利用(yòng)物(wù)聯網技術、“5S”技術、雲計算(suàn)技術和(hé)大(dà)數據等信息化(huà)技術實現“三農”産業的(de)數字化(huà)、智能化(huà)、低碳化(huà)、生态化(huà)、集約化(huà)，從空間、組織、管理(lǐ)整合現有農業基礎設施、通(tōng)信設備和(hé)信息化(huà)設施，使農業實現高(gāo)效、聰明(míng)、智慧、精細的(de)和(hé)諧發展和(hé)可(kě)持續生态發展，是将科學技術融合在農業發展領域中的(de)具體實踐和(hé)應用(yòng)[3-5]。具體來(lái)講，李輝等[6]指出，智慧農業是利用(yòng)現代計算(suàn)機技術和(hé)互聯網手段與平台，通(tōng)過專家經驗和(hé)專家系統的(de)指導，定量數字化(huà)模拟、加工與決策，使得(de)農作物(wù)生長(cháng)與産供銷全過程智能化(huà)、數字化(huà)和(hé)信息化(huà)，實現農業信息采集、加工、處理(lǐ)和(hé)評價分(fēn)析現代化(huà)、科學化(huà)和(hé)智能化(huà)的(de)目标，是我國農業未來(lái)發展的(de)方向之一，是實現農業現代化(huà)重要舉措之一。在此基礎上，又提出了(le)構建智慧農業理(lǐ)論體系和(hé)結構及應用(yòng)措施[7]。

2 什(shén)麽是“物(wù)聯網”

物(wù)聯網(the Internet of Things，簡稱IoT)的(de)概念是在1999年提出的(de)，2005年國際電信聯盟(ITU)發布的(de)ITU互聯網報告，對(duì)物(wù)聯網做(zuò)了(le)如下(xià)定義：通(tōng)過二維碼識讀設備、射頻(pín)識别(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和(hé)激光(guāng)掃描器等信息傳感設備，按約定的(de)協議(yì)，把任何物(wù)品與互聯網相連接，進行信息交換和(hé)通(tōng)信，以實現智能化(huà)識别、定位、跟蹤、監控和(hé)管理(lǐ)的(de)一種網絡[8]。物(wù)聯網被列爲我國五大(dà)新興戰略性産業之一，目前，物(wù)聯網技術已經在智慧農業領域得(de)到了(le)廣泛的(de)應用(yòng)[9]。

3 物(wù)聯網技術在農業中的(de)應用(yòng)現狀

現在，網絡技術已經告别了(le)城(chéng)市獨有專享的(de)這(zhè)一現象，已經逐步進入到了(le)村(cūn)鎮。在我國一些較爲發達的(de)村(cūn)鎮已經出現了(le)光(guāng)纖網絡，網絡電視也(yě)逐步入戶，基本上實現了(le)網絡技術的(de)普及。網絡技術的(de)普及，爲我國智慧農業的(de)發展奠定了(le)技術基礎，爲廣大(dà)民衆提供了(le)良好的(de)農作物(wù)銷售渠道和(hé)農産品研究的(de)數據信息，進一步提高(gāo)了(le)農作物(wù)生産的(de)效率。與此同時(shí)，也(yě)幫助了(le)廣大(dà)農民群衆解決了(le)農作物(wù)銷售難這(zhè)一問題，有利于幫助農民群衆增收[10]。

目前 “智慧農業”中的(de)物(wù)聯網技術可(kě)分(fēn)爲三種類型：傳感器技術、信息傳輸技術和(hé)信息決策技術。

3.1 傳感器技術

用(yòng)作農業的(de)傳感器技術是 “智慧農業”的(de)技術基礎和(hé)保障，它實現了(le)信息的(de)即時(shí)采集、記錄和(hé)傳輸，使農業設備和(hé)裝備智能化(huà)。當下(xià)被重點關注和(hé)投入使用(yòng)的(de)傳感器技術有：MEMS 微傳感器技術、光(guāng)纖傳感器技術、高(gāo)光(guāng)譜檢測分(fēn)析技術以及仿生傳感器技術等[11]。這(zhè)些傳感器技術可(kě)以實現 “智慧農業”全鏈條的(de)數據采集、監測和(hé)傳輸。在産前階段，對(duì)農業環境以及種苗選育等進行全方位數據采集和(hé)對(duì)比。比如檢測空氣、溫室氣體中的(de)O2、CO2、CH4 、C2H4等的(de)濃度，監測土壤的(de)溫度、濕度、水(shuǐ)分(fēn)、肥力等，保證環境條件達到種植、放養和(hé)培育的(de)最佳狀态，并運用(yòng)GPS 導航精量播種，精确田間管理(lǐ);在産中階段，采用(yòng)RFID ( 射頻(pín)識别) 、GIS ( 地理(lǐ)信息系統) 、GPS ( 全球定位系統) 等技術，對(duì)動植物(wù)的(de)生長(cháng)狀況，活動位置，疫病預警、治療和(hé)監測，災害的(de)預警和(hé)防治等信息及數據進行全天候、即時(shí)性的(de)反饋、分(fēn)析和(hé)記錄;在産後階段，對(duì)采摘、收獲、出欄、加工等過程進行持續性數據采集，爲之後的(de)銷售和(hé)交易鏈條提供信息[12]。

可(kě)以說，傳感器技術是“智慧農業”數字化(huà)、精準化(huà)、智能化(huà)的(de)最關鍵因素。

3.2 信息傳輸技術

傳感器技術的(de)成熟和(hé)鋪開依賴于穩定的(de)信息傳輸技術，目前主要是無線傳感器網絡(WSN)技術在“智慧農業”中廣泛地應用(yòng)。WSN 技術将物(wù)理(lǐ)世界與信息世界融爲一體，以數據爲中心，實現物(wù)與物(wù)、物(wù)與人(rén)的(de)全新交互。傳感器網絡通(tōng)常由随機部署在感知區(qū)域的(de)大(dà)量資源受限的(de)節點組成。這(zhè)些節點通(tōng)過自組織方式構成無線網絡，以協作方式感知、采集和(hé)處理(lǐ)網絡覆蓋區(qū)域中特定的(de)信息，觀察者可(kě)以随時(shí)對(duì)任意地點的(de)數據進行采集、處理(lǐ)和(hé)分(fēn)析[13]。

3.3 信息處理(lǐ)技術

信息處理(lǐ)技術是物(wù)聯網技術的(de)最後環節，也(yě)是智慧農業實現自動控制的(de)基礎，應用(yòng)的(de)技術有雲計算(suàn)、決策支持系統、 專家系統、地理(lǐ)信息系統、智能控制技術等技術[14]。

3.3.1 雲計算(suàn)

雲計算(suàn)是指将計算(suàn)任務分(fēn)布在資源池上，使應用(yòng)系統實現根據需要獲取存儲空間及軟件服務。面對(duì)智慧農業中的(de)大(dà)量數據，雲計算(suàn)可(kě)以實現信息存儲資源和(hé)計算(suàn)能力的(de)分(fēn)布式共享，超級強大(dà)的(de)信息處理(lǐ)能力能爲大(dà)量信息的(de)處理(lǐ)提供支撐[15]。

近年來(lái)，我國開始将雲計算(suàn)應用(yòng)于農業生産中，并對(duì)其在農業相關領域的(de)應用(yòng)進行了(le)研究。目前農業雲體驗平台包括農業信息智能搜索與服務平台和(hé)綠雲格平台，通(tōng)過這(zhè)2個(gè)平台能夠實現農業市場(chǎng)信息和(hé)實用(yòng)技術的(de)準确獲取與分(fēn)析，爲農業主管部門、企業及農戶個(gè)人(rén)提供個(gè)性化(huà)檢索，同時(shí)提供全方位的(de)農業生産環境遠(yuǎn)程管理(lǐ)服務[16-20]。

3.3.2 決策支持系統

決策支持系統以人(rén)機交互方式進行半結構化(huà)或非結構化(huà)決策。農業決策支持系統在農業節水(shuǐ)灌溉優化(huà)、大(dà)型養雞廠管理(lǐ)、小麥栽培、飼料配方優化(huà)設計、農機化(huà)信息管理(lǐ)、土壤信息系統管理(lǐ)上進行了(le)廣泛應用(yòng)研究[21]。農業決策支持系統可(kě)對(duì)地方農業生産過程進行分(fēn)析和(hé)模拟，預測不同決策方案的(de)效果與效益，從而優化(huà)農業生産決策。目前決策支持系統技術在農業結構優化(huà)、産量預測及潛力分(fēn)析、确定農業投資規模等方面得(de)到廣泛應用(yòng)[22]。

3.3.3 專家系統

專家系統模拟人(rén)類專家解決各種複雜(zá)的(de)實際問題，具有與專家水(shuǐ)平相同的(de)解決問題的(de)能力。該系統在利用(yòng)農業專家多(duō)年積累的(de)知識與經驗的(de)基礎上，對(duì)需要解決的(de)農業問題進行分(fēn)析判斷，提出決策，使計算(suàn)機在農業生産中起到人(rén)類農業專家的(de)作用(yòng)[19]。例如專家系統在榨菜病蟲害防治中的(de)應用(yòng)，爲農戶和(hé)科技人(rén)員(yuán)提供了(le)病蟲害信息交流平台，爲菜農提供了(le)病蟲害防治的(de)科學指導，現實意義顯著[20]。

3.3.4 地理(lǐ)信息系統

地理(lǐ)信息系統主要用(yòng)于建立自然條件、 生産條件、土壤數據、作物(wù)病蟲草(cǎo)害發展趨勢、作物(wù)産量等的(de)空間信息數據庫，爲分(fēn)析差異性和(hé)實施調控提供決策方案[17]。利用(yòng)地理(lǐ)信息系統進行土壤适宜性評價就是将土壤質地、類型、氮磷鉀含量、有機質含量等土地數據進行整合，并賦予權重，再進行分(fēn)析運算(suàn)，生成土壤适宜性評價圖，也(yě)可(kě)建立數學模型，實現土地适宜性的(de)分(fēn)級[18]。

3.3.5 智能控制技術

智能控制技術主要用(yòng)來(lái)解決用(yòng)傳統方法無法順利解決的(de)複雜(zá)問題。目前智能控制技術的(de)主要研究方向包括神經網絡控制、模糊控制、綜合智能控制技術，并在設施園藝、大(dà)田種植、畜禽養殖等方面得(de)到初步應用(yòng)[22]。

4 展望

智慧農業是我國未來(lái)農業發展的(de)主要趨勢，是未來(lái)農業的(de)發展方向，随著(zhe)信息技術的(de)進一步發展，物(wù)聯網技術會得(de)到更大(dà)範圍的(de)應用(yòng)。現在，已經可(kě)以看到物(wù)聯網技術爲智慧農業帶來(lái)更多(duō)的(de)智能化(huà)和(hé)信息化(huà)，而現在要做(zuò)的(de)就是提升農業物(wù)聯網的(de)自主創新能力，加快(kuài)低成本、高(gāo)可(kě)靠性、 使用(yòng)期限長(cháng)的(de)傳感器開發，加強Zig-Bee技術等新型無線傳輸技術在農業上的(de)應用(yòng)研究，提升智能決策系統的(de)實用(yòng)性和(hé)可(kě)靠性，通(tōng)過單項技術突破與多(duō)項技術集成應用(yòng)并舉，加快(kuài)技術研發和(hé)應用(yòng)的(de)步伐，使基于物(wù)聯網的(de)智慧農業可(kě)以在農村(cūn)地區(qū)大(dà)範圍使用(yòng)，這(zhè)是我國未來(lái)農業的(de)趨勢和(hé)目标[14]。未來(lái)，物(wù)聯網必将讓農業擁有更多(duō)“智慧”。