李畅　李欣洋　胡星辰　梁尘

【摘  要】智慧农业是大数据时代传统农业与科学技术结合的产物，主要是通过新兴物联网技术、人工智能技术以及计算机技术对传统农业生产方式和管理方式进行革新，实现农业生产管理的信息化和智能化。本文利用建立点对点信任机制的区块链技术以及DPBFT动态实用拜占庭容错算法形成实时数据处理的“溯源+大数据”的智慧农业系统。该系统基于图形数据库Neo4j的RDF数据存储和Spark Streaming，对农业大数据进行管理，使其完整地采集数据、传输数据、存储数据、处理数据;同时与大数据具有的分析挖掘技术相结合，使农业生产环境可以实现专家在线进行指导、智能探究、智能决策、智能警告信息、智能感知，保障农业企业生产在种植技术方面的精确性，实施财务管理信息可视化、决策明智化。

【关键词】智慧农业;溯源+大数据;物联网

1 前言

2014年，市场上开始引入智慧农业这个新概念。近年来，我国各地对于物联网、大数据、卫星导航定位等在农机装备和作业中的应用进行了深入研究，在精准作业、农业智能管理等领域中不断发展与创新。从当前国内一些“智慧农业”试点可以看出目前最首要的问题是：应用在农业中的物联网技术在经济指标上没有量化。盲目地要求技术的高发展导致了大量的成本支出，但依然无法实现相关量化，项目的层次还普遍停留在较低水平。因此，在利用物联网技术对“智慧农业”进行调控、管理以及评价方面上还需要进行更标准、更科学的改进。

2 市场发展前景分析

近年来，广西围绕“互联网+现代农业”，以建设智慧农业为目标，发展物联网新模式下的智慧农业，预示着未来的智慧农业市场将向着智能化发展。传统农业的每一个环节都将从人工化向智能化转变，在种植育種环节设立集生理监测、模型分析和数据调控为一体的自动化农业生产，实现产品差异化生产，追踪整个过程信息;在生产管理过程中，智能设施以及互联网技术应用于测土配方、留作业计划经济和农场生产数据信息管理等生产发展计划系统。各地农户也可根据旅客需求提供个性化旅游服务及周边产品，农家乐等农业休闲旅游将在互联网的发展的推波助下成为农民增收新途径和农村经济新业态，提供准确、动态、科学的综合信息服务，实现对农业物资采购及产品相关流通等的数据进行实时监控，同时也能进行实时传输，更高效解决信息不对称的相关问题。

3 目前发展现状

3.1 传统智慧农业发展出现的问题

传统的溯源体系中，依然存在信息不透明、不安全等的问题。我国发展智慧农业生产行业企业竞争格局主要是通过建立“公司+农业产业园区+市场”的组织结构形式：传统的“公司+农户”模式已经出现了很多社会问题，主要是农户组织文化程度不高造成交易管理成本巨大，而且各方违约严重影响了小农户的利益，近年来我国农产品质量安全溯源中存在的许多问题也已经造成了人们对各个农产品链的信任危机。农业产业链的成功取决于产业链的效益，产业链的效益取决于“三重：品牌、规模、标准”的管理体系。品牌是实现终端产品附加值的关键手段。如果没有终端产品的品牌溢价，就无法实现产业链价值的提升，也无法避免遇到风险的可能。

目前我国许多发展农业物联网技术的企业存在诸多问题。大多数企业都只是在实验室里操作。这是一种概念技术，难以与实际农业环境相联系，在实际应用中有待提高。传感器技术目前实现了全方位应用，但缺乏对某些环境因素的信息感知和监测，加上成本一般偏高，则不利于广传，操作复杂导致农户难以使用;同时在使用方法和运行方式上也需要进行相关的改进与创新。

3.2 对策建议

相比于传统农业巨头，拥有较为成熟的技术的互联网企业，相较都拥有自己完整的产业链，从技术到物流、金融等等都有已经搭建好的平台相互串联。本文提出的农业园区建设解决了一系列问题，具有一定的可行性。在三结合的生产管理模式中，公司是模式中的主导。确保区内设计统一;建立生产标准;投入物料（肥料、饲料等）的供应;而规模则是拷贝大化产业链的模式，以此达到规模效应。全产业链的发展模式是以消费者为导向的，从产业链的源头开始，对每个环节进行标准化控制，环环相扣，实现对食品安全问题可追溯，形成更健康、透明、安全的供应链。

利用密码学和共识机制原理，在安全性较低的网络中建立点对点信任机制的区块链技术（使用SHA256算法运算区块链的哈希值、使用leveDB作为区块链节点的数据库）实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的技术;同时将供应链与区块链进行整合，形成多点实时上传及即时信息共享系统满足多方需求，展现出数据的透明性、安全性、高效性。针对现有因RDF数据分多维存储浪费大量空间的问题，还研究了将RDF数据以图形的形式存储在图形数据库Neo4j中的方法，大幅降低rdf数据存储量，建立三维索引机制，提高信息查询的效率。

4 结语

加强农业大数据研究与分析，各种信息技术不断更新换代，大数据战略、智慧农业发展等是当下的热门内容。智慧农业的发展，其核心是先进的科学技术以及对这些技术的应用，对大数据应用程度加深，深度挖掘数据，加强农业大数据研究与分析，充分发挥大数据在智能农业发展中的作用和价值，推动其高质量发展，使其在信息化、智能化、集约化上有更深远的发展可能，最大限度地促进农业的智慧发展和可持续发展。

参考文献：

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[4]赵春江，李瑾，冯献.面向2035年智慧农业发展战略研究[J]. 中国工程科学，2021，第23卷（4）：1-9.

作者简介：

李畅，女，桂林电子科技大学商学院本科2018级学生。

课题项目：

广西壮族自治区2021年大学生创新训练省级立项“‘溯源+大数据一体化智慧农业研究”项目成果，项目编号：202110595328