李 继，田安红

1.中讯邮电咨询设计院有限公司 成都分公司，四川 成都 610042；

2.曲靖师范学院 信息工程学院，云南 曲靖 655011

传统农业存在三个方面的问题[1-4]，第一，因农产品的生产过程没有安全保障，且农药化肥超标等原因，造成农产品的质量有待提高。第二，因农产品无法进行大规模化的增产，依赖传统技术造成生产技术含量不高。第三，因生产环节与销售环节比较脱节，造成市场需求难于满足。随着新兴技术的发展，传统农业的生产经营方式受到一定的限制。智慧农业将依赖新兴的技术和商业服务模式，不仅可以提高农民的经营管理能力，而且可以提升政府部门的监督管理效率。未来智慧农业发展规划的重点是大力推进农业现代化的发展，加大农业机械化的资金投入，加强农业基础设施的资金投入，并将更多扶持政策投入农业电商和快递流通行业。

一、智慧农业物联网体系架构

图1 智慧农业物联网体系架构

智慧农业的发展需求主要包含农业资源管理、选种育种、土壤改良、品牌经营、监测病虫害、节水灌溉、质量追溯等方面[5-8]。智慧农业物联网体系架构图如图1所示，主要包含应用层、数据层、平台层、网络层、感知层。应用层主要包含有产品交易服务、农机化管理服务、专家在线服务、质量追溯检测；数据层主要包含有云平台服务、产业链、产品大数据信息；平台层主要是智慧农业物联网平台；网络层主要是4G/5G无线网络、物联网、移动互联网；感知层主要是二维码、电子标签、视频监控、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感、光照传感器、二氧化碳传感器。该体系架构通过数据采集与获取，对农业大数据进行分析，对整个生产过程进行自动化监测与控制管理，实现高效、安全、优质的目标，实现现代化农业的发展。

二、智慧农业数据采集平台

智慧农业的数据采集平台如图2所示，重点包含大数据分析、专家在线咨询、智能控制系统、预警信息系统、生产视频监控、自动采集环境数据。主要是在农业生产现场放置多种传感器节点，比如说温度传感器、光照传感器、湿度传感器、烟雾传感器、雨雪传感器、风速传感器等，通过获取数据信息和视频图像信息，实时采集土壤环境的数据并实时显示，统计农产品的生长变化趋势，实现大数据智能分析与处理，并提供农场生产指导、病虫害咨询、可视化管理、智能化决策，且对突发事件进行报警。

图2 智慧农业数据采集平台

三、智慧畜牧业

（一）畜牧场环境监控

畜牧场环境中的实时视频信息可以通过视频节点采集，而空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度等数据由专门的采集节点完成，这些采集到的信息传输到智慧畜牧业物联网平台，平台不仅能自动地对数据进行统计分析，而且能实时监测环境质量、水质质量、畜禽的生长状态。同时，平台还能控制后端设备，如自动添加水、自动加湿、自动添加饲料、启动与关闭风机和补光灯等。整个平台的监控省时省力，且通过实时环境监控达到增产增收的目的。

（二）食品溯源系统

食品溯源系统如下图3所示。主要包含的环节为牲畜饲养、屠宰加工、物流配送、批发零售、绿色畅销。

牲畜饲养：牲畜一旦出生，将RFID标签安装在其身上，详细记录在饲养过程中牲畜的饲料配方情况、生长发育过程、生病记录状况等信息，并将这些记录信息存储提供给下面的环节。

屠宰加工：在屠宰牲畜之前，先获取牲畜佩戴的RFID标签，检验牲畜的生病、防疫记录，并确保健康的牲畜才可以进行屠宰。同时牲畜屠宰之后将RFID信息存放在二维条形码中，进行下一步的检疫。

物流配送：采用手持式RFID读写器获取装载有肉品的运送车辆的车载RFID卡，其信息吻合相关规定后完成装载，装载结果后食品溯源系统能记录相关信息。

批发零售：经销商采用手持二维码获取肉品信息，并将经销商的商户信息与肉品信息一起赋予追溯码。

肉品销售：消费者登录食品溯源系统，查询掌握食品的各项检查信息。同时提供电话热线、短信、网络平台等资源，提供查询和举报服务。

图3 食品溯源系统

（三）角色分级

智慧畜牧业平台的分级管理包含政府单位、养殖单位、服务单位、输送单位，如图4所示。政府单位主要包含监督养殖环境与处理废弃物品的环保部门，监督养殖规范管理的监管部门，以及核实健康数据和疫苗检疫的检疫部门。养殖单位主要包含个体养殖户、小型养殖场和大型养殖场。服务单位主要包含跟踪牲畜健康并提供保险情况的保险机构，提供金融贷款服务给个体养殖户或大小型养殖场的金融机构，提供牲畜病情诊断和防疫的防疫所，以及提供屠宰管理信息的屠宰场。输送单位主要包含反馈市场销售情况的分销商，上传产品加工信息的加工机构，提供物流信息的物流机构。

图4 分级管理

综上所述，物联网技术作为智慧农业发展的关键技术之一，能精确管控农业大数据，加快农业信息化的建设。未来可进一步融合5G技术和物联网技术，提升农业生产的质量，实现智慧农业的快速发展。