農業物聯網，即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自動控制中的物聯網。可以為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。

農業物聯網一般應用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。

農業物聯網原理

在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別（RFID）技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。

農業物聯網的功能

實時監測功能

通過傳感設備實時采集溫室（大棚）內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤溫度、棚外溫度與風速等數據；將數據通過移動通訊網絡傳輸給服務管理平臺，服務管理平臺對數據進行分析處理。

遠程控制功能

針對條件較好的大棚，安裝有電動卷簾，排風機，電動灌溉系統等機電設備，可實現遠程控制功能。農戶可通過手機或電腦登錄系統，控制溫室內的水閥、排風機、卷簾機的開關；也可設定好控制邏輯，系統會根據內外情況自動開啟或關閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設備。

查詢功能

農戶使用手機或電腦登錄系統后，可以實時查詢溫室（大棚）內的各項環境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息； 登錄系統后，還可以查詢當地的農業政策、市場行情、供求信息、專家通告等，實現有針對性的綜合信息服務。

警告功能

警告功能需預先設定適合條件的上限值和下限值，設定值可根據農作物種類、生長周期和季節的變化進行修改。 當某個數據超出限值時，系統立即將警告信息發送給相應的農戶，提示農戶及時采取措施。

農業物聯網的優勢

1、科學栽培：經過傳感器數據剖析可斷定土壤適合栽培的作物種類，經過氣候環境傳感器能夠實時收集作物成長環境數據。

2、精準操控：經過布置的各種傳感器，體系迅速依照作物成長的請求對栽培基地的溫濕度、二氧化碳濃度、光照強度等進行調控。

3、進步功率：與傳統農業栽培方法不一樣，物聯網農業栽培方法根本完成體系主動化智能化和長途化。比手工栽培模式更精準更高效。

4、綠色農業：傳統農業很難將栽培過程中的一切監測數據完好記錄下來，而物聯網農業可經過各種監控傳感器和網路體系將一切監控數據保存，便于農商品的追根溯源，完成農業出產的綠色無公害化。

物聯網技術在農業信息化中的實際應用

在農業生產過程中，要完成人與人、人與物、物與物相連的物聯網，可以利用各種傳感設備和識別技術等記錄農作物的生長過程、成熟時間、運輸過程、儲存環境等信息，來確保農畜產品和食品的安全。在農產品和食品流通領域，各種識別技術和傳感器網絡的應用可以對農產品實行從農田到餐桌、從生產到流通這一整個的全過程的智能監控。在不同供應鏈之間，食品追溯系統完成了對農畜產品和食品質量信息的無縫銜接，不僅使農畜產品和食品的運輸過程得以實現數字化記錄，同時也使農畜產品和食品的質量在很大程度上得到了提高。

1.農業病蟲災害的檢測與防治

農作物生長期間發生的病蟲災害將會對農業的生產產生顯著的影響，災害發生嚴重的地方，農作物會出現很大程度上的減產，同時也會使農產品的質量發生明顯的下降。在發生病蟲災害的地方，農產品由于帶有較高的危險性，所以不但不能出口到其他國家，而且也不能在國內市場上進行銷售。病蟲災害的發生不僅會影響到農業商品經濟的迅速發展，而且會使人民生活水平的質量和身體健康素質的提高有所減緩。所以從某種意義上來說，農作物的病蟲害不僅阻礙了當地地方經濟的快速發展，更是對中國的糧食產量與質量、食品安全與衛生產生了重大的影響。到目前為止，各種各樣的病害蟲，特別是同時具有危害性較強的同一種害蟲可能會在很大程度上影響到多種農作物的生長。

針對農業生產過程中發生的一系列病蟲災害現象，在農業病蟲害信息監測系統中，物聯網通過利用各種具有害蟲傳感功能的監測傳感器來完成對病蟲害全天24小時的信息監測、傳輸和收集。從整體結構上看，農業病蟲害監測信息系統的關鍵主要分為四大部分：網絡感知節點的設計、監測信息的采集、傳感技術、無線通信技術以及數據智能化處理［9］。傳統的害蟲監測手段最重要的是利用昆蟲間化學信息的交流和物理學的反應，普遍使用的是性引誘劑和黑光燈。然而，這種監測手段具有許多弊端，它不僅需要耗費大量的時間，還需要較多的人力和物力支持，更嚴重不足的是收集到的害蟲數據利用率非常低。為了避免此類弊端，信息監測系統根據對害蟲群密度的發熱獲取相關信息，同時與傳統的監測技術相組合。傳感器技術、聲音信號技術和3S技術等現代信息技術，除了能夠較好的對農業生產中的各種各樣的病害蟲進行自動監測和計數之外，還可以使每畝的農藥和化肥的平均施用量減少到10%以上，產量提高到5%-10%。

2.智能化管理控制

現在，智能化管理控制被廣泛地應用于農業生產中。通過在農業生產中對種植地采用智能化控制與采集系統，可對種植地的土壤濕度、空氣濕度、溫度等生態環境進行檢測。這樣，農業生產者就可以立即了解到影響農作物生長的參數信息，分析這些參數的變化，從而能夠及時地對保溫系統、自動噴灌系統等基礎性設施進行調控，保證農作物能夠進行正常生長，確保農作物擁有最佳的生長環境，實現農產品的優質、高產、高效。

在整個保溫系統中，將不同的無線傳感器節點和工作電流較低的執行結構節點組合在一起，形成一個無線網絡。它利用生物信息獲取的方法采集在農作物的生長過程中所需要的最佳條件，并對農作物現在的生長環境進行分析，為溫室的精確控制提供科學依據［11］。在自動噴灌系統中，同樣先組成一個無線網絡，采用無線傳感器設備感知土壤的濕度，再根據預先制定的條件與接收器通信，打開或關閉自動噴灌控制系統的閥門，便可以實現自動節約用水并進行澆水的目的。它既可以實現水資源的高效利用，緩解水資源使用率日益緊張的情況，也減少了30%左右的勞動力，從而為農作物生長提供良好的生長環境。

3.物聯網在食品安全追溯管理上的應用

最近幾年以來，與食品安全問題有關的事件發生的頻率不斷增加，引起了社會的廣泛關注，其中一個很重要的原因是對農產品從生產到銷售這一過程的監管力度嚴重不足，消費者對食品的生產過程了解的也比較少，所以如果加強監管力度，則可以將食品安全問題發生的概率降至最低。而物聯網技術在這個過程中所發揮的作用不容忽視。利用食品安全追溯系統可實現農副產品從生產到加工制作，進行儲存與運輸，再到銷售流通這一全過程的監控和追蹤，保證農畜產品的質量與安全。

在北京舉辦奧運會的時候，食品從生產到銷售這一流程就廣泛地應用了RFID標識技術，實施了食品安全追溯系統。通過該系統的應用，將所有的奧運食品貼上“電子標簽”，這樣就可以從一個運動員所食用的食物就能追溯到農田，實現了從“農田到餐桌”、從“生產到流通”這一系列全過程的食品安全的智能監控，從而保證食品的安全［13］。另外，還可以對供應企業的農產品加工、運輸、供貨等過程進行不間斷地監控，包括采用GPS定位技術對奧運食品運輸車輛進行定位，一旦出現存放產品環境的溫濕度超過規定范圍，系統就會自動向管理人員發出警報。食品安全追溯系統不僅保證了農副產品的安全供應，而且更為物聯網的廣泛應用奠定了堅實的基礎。

農業物聯網發展的意義

物聯網不是一項全新的技術。早在1988年，當時的美國副總統戈爾便提出了“數字地球”的概念，這一概念集合了SS技術，網絡，虛擬技術等多項技術，其核心思想是用數字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，并且更加迅速、準確地獲得信息、交換信息。物聯網正是繼承了這一概念，通過計算機、通訊技術、傳感技術、網絡技術以及信息處理技術發展到今天而產生的集成性創新技術。數字農業是數字地球的一個分支，它利用現今的物聯網技術，實現農產品生產、加工、流通和消費等信息的獲取，通過智能農業信息技術實現農業生產的基本要素與農作物栽培管理、畜禽飼養、施肥、植保及農民教育相結合，提升農業生產、管理、交易、物流等環節智能化程度，從而可以以最少的或最節省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環境，高效地利用各類農業資源，取得經濟效益和環境效益。農業物聯網是一項綜合性很強的系統工程，是農業實低耗、高效、優質、環保的根本途徑，是世界農業發展的新趨勢，也是我國農業邁向21世紀的最佳選擇。

國內外農業信息化的發展現狀

發達國家的農業信息化相對來說發展的比較好，特點比較明顯，其中最突出的就是網絡化。農業生產者利用現在的科技產品，比如常用的手機、電腦和電話等，就能體會到網絡的作用，并可以借此查閱與農業相關的信息，快速的了解到與農業生產相關的動向信息，從而得到及時的指導并做出正確的決策，從而使風險降到最低。再有就是綜合化，把多種現代技術相結合，發揮最大的作用。最后是全程化。就現在的狀況來說，科研機構和信息研究等越來越注重結合性，在各個階段都有交叉部分。這些結合的項目不但使原有的優勢得以鞏固和發展，也彌補了原先的不足之處，使原有的弊端得到一定程度的改善，使農產品的競爭力在世界市場上得到了進一步地增強。

目前，我國在農業生產、資源利用以及其他方面的科學研究都采用了多種信息技術，并且都取得了很大的發展。盡管如此，與發達國家進行比較而言，我國仍存在較大的差距。發達國家的平均單位產量比我國高出30%，我國的單位產量成本反而比發達國家多出50%，這主要是因為我國農村的信息基礎設施相對來說還比較地落后，比如信息的獲取、保存、傳輸、處理等過程，大部分還使用傳統的手工方式，利用計算機等現代化設備處理信息的比率還比較低［7］。所以說，我國的農業生產效率比較低。農業從事者往往不能夠及時的得到相關的信息，信息傳播不及時。應該根據不同地區的不同特點，進行有目的有針對性的改善和發展，將農業信息化最大程度的利用起來。

農業物聯網是運用物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、Ph值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數，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自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。遠程控制的實現使種植人員在辦公室就能對多個大棚的環境進行監測控制。采用無線網絡來測量獲得作物生長的最佳條件，可以為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。

農業物聯網發展趨勢

傳感器將向微型智能化發展，感知將更加透徹：

農業物聯網傳感器的種類和數量將快速增長，應用日趨多樣。近年來，微電子和計算機等新技術不斷涌現并被采用，將進一步提高傳感器的智能化程度和感知能力。

移動互聯應用將更加便捷，網絡互聯將更加全面：

移動寬帶互聯正在成為新一代信息產業革命的突破口。寬帶化、移動化、智能化、個性化、多功能化正引領著信息社會的發展。

物聯網將與云計算大數據深度融合，技術集成將更加優化：

云計算能夠幫助智慧農業實現信息存儲資源和計算能力的分布式共享，大數據的信息處理能力將為海量的信息處理和利用提供支撐。

物聯網將向智慧服務發展，應用將更加廣泛：

隨著物聯網關鍵技術的不斷發展和產業鏈不斷成熟，物聯網應用將從行業應用向個人、家庭應用拓展。農業物聯網的軟件系統將能夠根據環境變化和系統運行的需求及時調整自身行為，提供環境感知的智能服務，進一步提高自適應能力。