范开勇 陈伟 谷国栋

摘 要：传统的农业生产经营方式已经不能适应进一步发展的需要，农业的信息化发展需要依赖新的技术应用和服务模式。物联网、云计算等技术在农业的广泛应用，不但可以提升农业的经营管理能力，还可以提升政府监管服务效率，有助于打造现代农业新的核心竞争能力。

关键词：农业生产；信息化；服务模式；物联网技术

一、智慧农业介绍

（一）概念

智慧农业是农业发展的高级阶段，是集物联网、移动互联网、云计算等现代信息技术与一体，依托部署在生产现场的各种节点传感器，实现农业生产环境的智能感知、预警、分析和诊断，为农业生产提供精细化培养、可视化管理以及智慧化决策服务。

（二）优势

传统农业采用人工管理，缺乏有效的技术手段采集农作物生产环境参数，在耗费人力与时间的同时，出错率还比较高。现代农业传感数据获取比较单一，需要手动统计分析采集到的数据，缺乏智能化的数据管理和分析平台，不能做到灾害预警和紧急联动功能。

而智慧农业集传感、存储、分析、联动等功能，不仅可以获取多种传感器数据，而且可实现远程控制与监测。在面临农业劳动力日益短缺的同时，实现农业生产的高度规模化、集约化、工厂化；在提高农业生产经营效率的同时，加强了农业生产环境对自然风险的应对能力。

二、建设目标与内容

（一）建设目标

智慧农业管理系统以物联网技术为导向，在终端覆盖范围内实现环境数据与服务平台的交互，为农业生产者、农资提供商、农业协会组织、政府等提供专业的农业数据信息服务。我国的农业前进道路在物联网技术的发展基础上逐渐走上了信息化的生产之路，在向农业产业化、智能化、精细化发展的同时，也引领着农业服务向标准化对接。

（二）建设内容

温室大棚自动控制系统通过建立在大棚内外的小型气象站、各种传感器和基础设施，实时监测环境数据变化，并通过远程遥控等措施自动调节控制，使农作物在最佳的环境下生长。

远程自动灌溉系统根据地区的地貌环境及农作物的类型不同，实现分区种植、远程控制、自动灌溉等高效管理方法。在避免人为因素误差的同时，能够执行严格的灌溉制度，是精准农业的重要技术保障。

远程视频监控系统通过安装在种植现场的高清摄像装置，实现生产管理的远程监控，确保生产种植的标准化、精准化。

农产品质量溯源系统在解决农产品、畜禽产品、水产品的种植、养殖、销售环节发挥重大作用，为农业执法的实时监管提供质量管控。

三、子系统功能介绍

（一）温室大棚自动控制系统

系统整体设备采用无线网络传输，通过传感设备采集温室内各种环境数据，并将数据传输到大棚内唯一的数据控制箱。控制箱将综合的环境数据与设备状态数据通过网络上传至服务控制平台的数据库，通过该平台可以观测到每个大棚的环境数据，并选择相应的设备控制模式执行对应的环境调节功能。

在温室大棚的首尾和中间位置分别安装空气温湿度传感器，并在种植区域安装特定功能的传感器，实时采集温室的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、风速、二氧化碳浓度等数据。服务控制平台结合农作物生产周期和温室内实时空气温湿度数据，向控制箱发送信号实现对保温棉帘的自动卷放、通风口的自动开关、光照灯的启停等控制，使作物始终处于系统设定的最优温湿度环境，从而节约人力、提升管理、提升农产品品质。

（二）远程自动灌溉系统

系统融合最新的物联网和云计算技术，包括云数据中心、现场无线网络及灌溉设备、监控中心与移动管理三部分。

云数据中心作为自动化灌溉系统的核心，辅助接收与发送各个监测点控制箱的数据采集、命令传达。并可通过灌溉管理软件，实施灌溉计划、预警、远程自动化控制管理等功能。现场无线网络及灌溉设备由无线采集节点、无线阀控节点及机井智能控制站组成，机井智能控制站既是一台远程智能控制器，也是无线网关节点。采集节点负责采集各种环境数据，阀控节点实现阀控和状态监测等功能，同时利用自身的短距离通讯模块实现与机井智能控制站的通讯。监控中心和移动管理可通过互联网远程通讯控制，实现灌溉管理系统机井和阀门的启闭。

（三）视频监控系统

监控系统通过有线与无线网络相结合的方式，在关键区域和位置安置高清红外摄像头和球形摄像机。视频监控信号统一传输到数据控制中心，并经过视频服务器处理平台进行管理。经过授权的用户可通过互联网终端设备进行远程访问，控制摄像机、查看监控影像。

摄像机可实现高清夜视，球形摄像机可水平360度旋转及焦距调整，实现远近景查看农作物生产情况。监控系统可远程设置录像规则，实现手动、计划、告警触发、移动监测等多种录像模式。系统采用分布式存储管理模式，对主控制中心、分控制点、前端采集设备等監控视频分别进行存储，并对监控点实现报警前后的录像存储等。

（四）农产品质量安全溯源系统

安全溯源系统基于统一数据接口标准，采用云计算、信息处理、物联网等技术，构建以农产品质量追溯平台为核心的集群化云数据中心。

追溯系统针对规模化蔬菜生产基、水产养殖、家禽养殖，通过登记品种、地块数据等实现基本信息的维护与管理；通过温室大棚用药、除虫、饲料投放等日常管理实现农资数据管理与维护；通过农药检测管理实现采摘包装过程中，农作物农药残留检测结果的数据上报与维护管理；通过溯源码生产与打印管理实现农产品包装后流向信息的查询与管理。消费者可通过溯源码在公众信息查询系统进行农产品溯源查询与原产地甄别。

四、结语：

农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。面向种植、水产、家禽养殖业对物联网技术的需求，研发多功能融合的新型集成化感知层产品。通过智能化操作终端实现农业生产过程的全程监控、科学管理、即时服务，进而实现集约、高产、高效、优质、安全和可追溯的产品，促进现代农业向智能化的发展。

参考文献：

[1]彭秀萍.物联网在农业中的应用研究[J].信息与电脑（理论版），2018（17）：155-157.

[2]陈南南.基于物联网的智能农业控制系统的设计[J].电脑与信息技术，2018，26（04）：85-88.

[3]陈思，丁潇，陈思衡.物联网在智慧农业中的应用研究[J].南方农机，2018，49（14）：120.