现代物联网技术设施农业论文

瓜果蔬菜是不是该“喝”水啦？施肥、打药怎么样掌握分寸呢？设施环境因素可控吗？从靠农民的经验，过渡到靠信息化智能系统来控制农业生产，一种新的技术正悄然来临……继始于1999年的计算机互联网与移动通信网之后，世界公认的第三次信息产业浪潮——物联网的时代悄然到来。下面是小编整理的《现代物联网技术设施农业论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

现代物联网技术设施农业论文 篇1：

物联网在农业中的应用及前景展望

摘要：近年来，随着计算机和3G等网络通讯技术的快速发展，物联网技术日益成熟并迅速应用到农业生产、科研等各个领域中。将物联网技术应用到农业领域，有效促进了传统农业向现代农业的转变。笔者回顾了物联网概念的形成过程，综述了物联网在设施农业、作物病虫害远程诊断、精准灌溉和农田环境监测等方面的研究进展以及4个方面的应用现状。分析了中国农业物联网发展亟需解决的几个主要问题，并针对性地给出了农业物联网未来发展的相应措施。最后对中国农业互联网的发展前景进行了展望，指出农业物联网是中国未来农业发展的方向。

关键词：物联网；农业；计算机

0引言

20世纪90年代，随着计算机技术、信息感知技术、3G等网络传输技术的快速发展和高度融合，物联网（internet of things，IOT）技术诞生并迅速发展，物联网技术被称为是继计算机、互联网之后世界信息产业的第3次浪潮。物联网是“物物相连的互联网”，是通过射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）、无线传感器（WSN）等按约定协议把物品与互联网有机连接起来，进行信息识别、交换和通讯，以实现智能无缝化管理的一种网络。物联网的概念最早是1991年由美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授提出的。1995年比尔·盖茨在其《未来之路》中也提及“物联网（the internet of things）”一词，当时受限于软、硬件设备发展水平，并未引起足够重视。2005年突尼斯世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《2005：物联网》的报告，正式提出了物联网的概念，之后美国、欧盟等许多国家也都陆续提出了物联网计划。2010年中国将“加快物联网的研发应用”首次写入了政府工作报告，随后，物联网正式被列为中国五大新兴战略产业之一，并作为国家“十二五”重点支持发展的方向。此后几年，物联网研究快速发展，在理论研究和实践应用上，都获得了很大的提升。

1物联网技术在农业中的应用

物联网技术自它诞生之日起，几乎与其他行业同步应用于农业领域。在传统农业中，人们主要通过人工测量获得农田信息，这需要消耗大量人力，实时性差，生产效率低。在现代农业中，应用物联网技术可以实时、准确地掌握农作物的生长情况和生长环境信息，实现对农作物的智能化监控和管理。农业物联网技术可以加速对传统农业的改造，提高农业生产效率和农业资源利用效率，优化农业生产及管理水平，有效推动传统粗放型农业向现代智慧型农业的转变。物联网技术已逐渐应用到农业的多个领域。

1.1物联网技术在设施农业中的应用

设施农业是通过人工、工程技术等手段，改造作物生长的自然环境，实现农产品周年生产的一种技术体系。设施农业的主要特点是高投入高产出、劳动力密集、资金技术高度集约化。设施农业环境封闭性强，生长条件容易调控，运用物联网技术可显著提高设施农业生产的精细化程度、实现环保、高效、节约的设施农业生产。阎晓军等以设施蔬菜作为实施应用主体，以设施农业生产综合管理为切入点，采用生物、传感器、无线通信和自动化控制等技术，构建了符合北京市设施农业现状和发展需求的设施农业物联网应用模式。卢俞等建立了基于物联网技术的设施农业服务平台，加强了对蔬菜大棚的精细化种植管理与无线传输，降低了种植管理的成本。杨春勇等研制了一种可满足无人值守情况下的设施农业环境监测系统，能够对环境参数和作物生长形态进行多功能综合采集，实现了环境监测的局域采集与广域覆盖及数据在互联网上集中共享等功能。

1.2物联网在作物病虫害远程诊断中的应用

近年来，随着大气碳排放数量的增加，全球干旱、热冻害等极端气候呈现增多增强的趋势。这种高频率发生的极端气候导致作物病虫害发生数量、规模、种类、周期和时空顺序等都产生很大变化，使作物受灾程度逐年加重，受灾频率、受灾范围和面积逐年增加。利用物联网技术，可实现对作物病虫害的实时监控和有效控制，进行准确预测预报。北京市基于物联网技术建立了一个专家服务平台，用于防控设施农业生产中的病虫害，该平台已经在北京市和河北省进行了初步测试，效果良好。赵静等采用物联网技术对农业中病虫害进行监测。刘宝静等提出一种基于物联网视觉的农作物病斑自动识别系统设计方法，通过物联网技术，克服传统智能方法不能对区域进行计算机远程智能控制的缺陷。

1.3物联网在精准灌溉中的应用

农业是用水大户，水资源利用效率较低，单方水量粮食生产能力不足1kg，不及发达国家的50%。物联网农田节水灌溉系统利用传感器感应土壤和作物的水分盈亏状况，通过无线网络控制设备终端按需供水，从而实现农业自动节水灌溉，最大限度地提高水分利用效率，促进节水农业的快速健康发展。基于物联网设计，赵小强等研发了一套自适应灌溉系统，实现了灌溉、泄水、水质监测等智能化操作。施国英等基于精准灌溉的需要，充分考虑土壤介电常数，研制了一种基于驻波原理的传感器，该传感器能够快速、准确测量土壤水分、工作稳定可靠，适合大多数土壤类型的测量。吴秋明等采用物联网技术，研发了“棉花智能化微灌系统”，并将其应用于新疆库尔勒棉花智能化膜下滴灌示范区中。该系统显著提高了微灌水分亏缺诊断精度、智能化水平及灌溉水分利用效率，为示范区土壤墒情调查和决策提供了理论支持，并有效降低了应用和推广成本。陈勇等基于物联网技术提出了一种农业灌溉监控系统，实现了不同深度土壤含水率的立体监测，具有快速展开、抗毁性强等特点，该系统不需要固定网络支持，大规模使用可有效降低通信成本。

1.4物联网在农田环境监测中的应用

随着各种智能传感器的研发，借助它们可准确测量农田环境，进而获得作物生长的最佳条件，用以指导农业生产，达到调节作物生长周期、增产提效、改善作物品质的目的。王景才等通过田间埋设，比较了15种不同型号、不同工作原理土壤水分传感器的性能，结果表明稳定性上时域反射仪较好，而数据可靠性上频域反射仪更优。李雪刚等研发了一种农田监控系统，基于物联网技术，利用3G等无线网络接入智能终端，通过智能终端实现即时远程监控，解决了农田网络接入问题，同时也较好地降低了流量负载。

2中国农业物联网面临的主要问题及解决办法

农业物联网技术作为一种新兴事物，其应用总体还处于起步阶段，仍然存在如下几个问题：（1）发展模式不够清晰，尚未形成长效运行机制。（2）农业物联网尚未建立统一标准，缺乏数据模型、接口和核心技术RFID（radio frequency identification）的标准化，制约了共享平台的研发和农业资源的共享。（3）制造设备的核心技术欠缺，设备维护和数据传输长期运行费用等导致成本偏高。（4）盈利模式尚不清晰，相应的潜在投资风险较大。（5）农业规模化程度低，农业信息化基本建设缓慢，农村科普模式不完善，专业人才匮乏。（6）网络设备与传输等的安全问题。

针对上述存在的问题，未来物联网技术发展应主要从以下几个方面进行改进：（1）建立和完善国内物联网技术体系标准，尽快建立适合本国国情的物联网发展模式和运行机制。（2）深入开展物联网相关技术和产品的研发，打造拥有自主知识产权的产品和配套技术，加大对物联网关键技术的协同攻关，突破技术瓶颈。（3）加大对农业物联网基础设施建设的投资，降低维护使用成本，逐步提高农民使用物联网的积极性。（4）制订农业物联网产业化的可行性方案，深入探索其应用模式，加快农业物联网应用基地建设，扩大物联网技术在农业领域的应用规模和范围。尽快建立政府引导、市场化手段相结合的互利互惠机制。（5）加强对从业者的知识培训、通过教育提高从业者科学文化素质，提高其使用现代农业技术的能力。（6）加大政府支持引导力度，相关企事业部门提高研发力度和水平，进一步提高运营安全性。

3展望

物联网技术正以空前的速度应用于社会、经济和生活的诸多领域，使人类社会步入了一个全新的高智能化时代。但到目前为止，物联网技术在农业上还主要集中在科研单位和一些农业高新技术园区。随着物联网设备和技术的逐渐成熟，它在农业中的应用也将越来越广泛。例如：（1）与3S结合应用于精准农业的调查、预测预报和决策管理，如在土壤墒情、水肥、病虫害，节水等方面的应用；（2）通过参数传感器、视频传感器实现作物各生育时期可视化、智能化管理；（3）通过环境监测，建立灾害预警、预防系统，有效降低自然灾害对农业的影响，增加农业防灾减灾的能力；（4）通过物联网技术，收集温、光、水、气、风等环境信息，监测各种环境污染源，促进生态环境有效治理；（5）应用于农产品溯源、农业物流配送等农产品流通领域，保证食品安全和个性化服务。农业物联网将加速传统农业向现代农业的快速转型，促进农业生产和管理水平的提高，物联网技术的发展将对现代农业的未来产生深远的影响。

作者：王向东 陈学斌 张爱敏

现代物联网技术设施农业论文 篇2：

网动农业

瓜果蔬菜是不是该“喝”水啦？施肥、打药怎么样掌握分寸呢？设施环境因素可控吗？从靠农民的经验，过渡到靠信息化智能系统来控制农业生产，一种新的技术正悄然来临……

继始于1999年的计算机互联网与移动通信网之后，世界公认的第三次信息产业浪潮——物联网的时代悄然到来。从此，以感知为前提，人与人、人与物、物与物全面互联的网络平台构筑成功，农业生产凭经验、靠感觉的时代将一去不复返。一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题，都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关。

从2009年开始，为有效提高农作物生产过程的管控能力和生产作业的精细化水平，北京市植物保护站将物联网技术引入到设施农业生产中，从而推进北京市种植业生产方式向精细化、智能化、集约化方式转变，推动生态农业、循环农业和低碳农业的发展。

对接

——信息远程“无缝隙”

要问农民在传统农业生产中，施肥、浇水、病虫害管理靠什么来掌握？四个字：感觉、经验。走进位于延庆县的北京绿菜园蔬菜专业合作社的有机西红柿设施温室，笔者看到：一米多高的地方悬挂着防虫板，雄蜂飞舞不停地授粉，吊起来的主茎上挂着一个个“丽蚜小蜂”卡片，地面上铺着黑色地膜，地膜下隐隐露出滴灌管……井然有序的农业生产，却看不到工作人员的身影。合作社理事长赵玉忠说：“有了物联网技术，有机蔬菜生产都靠信息化智能监控系统，当然不用那么多人了。”

赵玉忠说的就是在蔬菜“丛”中的小小盒子。农艺师尹哲介绍，这是无线传感器，有“五合一”的功能，负责采集温室内土壤的温湿度、空气的温湿度和光照强度。传感器每隔30分钟将采集数据通过无线网络传送到监控室，实时反映温室内蔬菜生长环境的变化，技术员足不出门就能及时、准确掌握设施内的环境情况。

与绿菜园合作社一样，北京金福艺农农业科技集团在观光温室也引进了物联网技术指导农业生产。金福艺农技术员陈慧介绍，除了“五合一”的传感器，温室内还增加了二氧化碳浓度监测设备，并且安装了IP网络对讲系统。对讲系统与中控系统连接，操作员与温室工作人员直接交流，实现“无缝隙”对接。

监控

——质量安全“无隐患”

仅仅靠无线传感器采集的信息如何指导技术员？这都要归功于“设施农业远程智能专家系统”。金福艺农技术员陈慧说：“温室内无线传感器采集的信息最终都自动汇总到设施农业远程智能专家系统，这个系统好比物联网技术体系的‘大脑’。”

农艺师尹哲介绍，大量的温室环境因子数据信息经无线传感器传送到设施农业远程智能专家系统后，这个“大脑”将自动生成动态的设施环境实时变化趋势图。同时，针对某些已知的病虫害，将根据其发生、流行环境条件，通过电脑模型制作出设施病虫害预警图。

在金福艺农的监控中心，技术员陈慧打开系统的操作界面：温室种植的农作物名称、农作物全生育期时间、温室环境因子参数、农作物成熟度等信息一目了然。尹哲说：“利用物联网技术科学指导病虫害防控的关键，在于设施环境实时变化趋势图和设施病虫害预警图的对比结果。若设施内综合环境接近某种病虫发生的环境区域，则表明该种病虫即将发生或已经轻度发生，接近的程度越近、重合的区域越大则发病可能性越大或病害越重。”

实际生产中，种植者一般看见病害、发现虫子，甚至情况相当严重时才开始打药防治，往往是亡羊补牢，为时晚矣。而这种基于物联网技术的防控模式，从根本上实现了病虫害防治由被动治疗到主动预防的转变，从而大幅度减少农药使用次数与使用量，甚至完全避免化学农药的使用。

此外，依托设施农业远程智能专家系统，北京市农业专家也被纳入服务平台中，为农业生产现场提供远程服务，身在办公室就把高科技送到田间地头。

产销

——田间餐桌“无距离”

“合作社延伸了物联网技术的应用。利用系统平台，开发实现了绿色履历系统和蔬菜生产基地直接面向消费者的智能社区配送系统，建立生产基地与社区消费者间的直接供应渠道，让消费者可以通过网上查询蔬菜种植信息，网上便捷订购方式，不出社区就可以享受到安全新鲜平价的优质农产品。”赵玉忠说。

2011年，北京北菜园蔬菜专业合作社以北京圆明园小区、双花园小区、莱蒙湖小区中高档小区为试点，为每个小区安装了智能配送柜，实现了高端农产品从地头到餐桌的安全一站式“产销”对接。赵玉忠告诉笔者，消费者通过合作社网站订购所需农副产品，北菜园根据订单将消费者所订购的产品直接放到小区的智能柜里，在合作社工作人员产品配送完成后，系统会自动将取产品的开柜密码以短信的形式发送到消费者手机上，消费者根据收到的信息到相应的智能柜输入密码取菜，在消费者取菜之后关上智能柜门的同时，系统又会自动生成一条交易完成信息，并将这条交易完成信息反馈到北菜园网络平台，至此交易完成。“智能柜的使用，缩短了供应链和供应时间，降低了中间环节成本，同种产品价格要比超市价格低30%。”赵玉忠说。

截至目前，北京北菜园蔬菜专业合作社共在北京市居民小区、别墅、会所等16个地区铺设了22组智能柜，平均每天为100余户消费者配送农产品。

足不出社区就可以享受到直供直销的快捷，想了解自己买的农产品是怎么生产的？安全性如何？“没问题，我们有绿色履历系统，可追溯。”赵玉忠说。绿色履历系统是基于绿色种植智能化生产管理服务开发的面向消费者的增值服务。消费者登陆合作社网站，与系统连接，输入农产品包装上的条形代码或扫描二维码，消费者可以了解种植企业信息、农产品信息、农残检测信息、农事记录信息、种植者信息等绿色蔬菜的完整生产过程，从而提升消费信心，建立品牌忠诚度。

越来越多的种植者享受到科技带来的便利与实惠：一方面生产管理投入减少，作物病虫害防控投入减少，农产品更安全；另一方面产品品质提高，销售价格上涨，生产者获利更多。物联网时代的来临，现代科技的应用逐步让生产者和消费者从传统农业的范畴“解缚”，生态、精准、绿色的农业成为未来人们共同的“财富”。

作者：卢志军 李锐

现代物联网技术设施农业论文 篇3：

北京设施农业植入“智能芯片”

设施农业属于高投入、高产出，资金、技术、劳动力密集型产业，是北京都市型现代农业的主要产业形态。近年来，蓬勃发展的农业物联网技术对北京设施农业的发展，尤其是确保“首都菜篮子”的高效、安全供给起到了关键作用，对丰富北京市淡季农产品供应、发展高效农业、增加农民收入等都起到了重要作用。

北京市农业局相关负责人坦言，过去北京设施蔬菜生产以人力为主，劳动强度大，温室年平均用时达3600 h/667m2以上，人均管理面积仅相当于日本的1/3、西欧的1/5和美国的1/10。蔬菜病虫害防治仍主要依赖化学农药防治，广大农户对病虫害发生规律及防治技术认识不够，盲目用药现象比较突出。

但是，农业物联网技术的应用促成了上述问题的解决。实时自动采集温室内环境参数和生物信息参数，通过物联网智能灌溉控制系统进行灌溉控制；通过智能化施药系统，提高药液的附着，减少损失和污染；通过智能施肥系统，实现水肥一体精准施入，提高肥料利用率，实现对土壤水分的精确控制……这便是农业物联网技术在北京夏黎城设施农业生产合作社的应用，这里也是北京市设施农业物联网应用示范工程核心区示范基地之一。

北京市设施农业物联网应用示范工程以设施蔬菜生产综合管理与病虫害防控为切入点，集中示范应用了一批具有自主知识产权的物联网技术产品，初步建设了5000 亩（333 公顷）设施农业物联网技术核心应用示范区、两万亩直接带动示范区和5 万亩（3333 公顷）辐射带动区，建设了基地、市两级设施农业物联网应用服务体系。设施农业物联网应用示范项目的实施，为京郊设施农业生产基地带来了可观的效益。

据测算，通过物联网技术的应用，核心示范区蔬菜产量平均提高约10%，5000 亩（333 公顷）核心区基地每年增收1600 万元以上，节约投入人工成本1250 万元，肥、水、药等节支显著。

在病虫害防治方面，项目实施后可实现早期预警，通过配套的防控技术与系统支持，实现事前防治，对病虫害的防治由被动治疗转为主动预防，大量减少农药的使用次数与使用量，用药效果显著。与常规防治相比，在防治效果差异不显著的情况下，一个生长季可以节省用药3 次以上，核心基地平均可以减少农药使用量50%以上，5000 亩（333 公顷）核心基地约减少投入300万元左右。

项目的成效还体现在，通过两年的摸索，已经初步制定了较为全面的体系化的设施农业物联网应用技术标准规范，通过与电信运营商、农产品生产流通企业等合作，在可持续投入与运营方面进行了初步尝试，在探索建立符合我国国情的、可持续发挥作用的设施农业物联网应用技术体系和模式方面迈出了坚实的步伐。

来源：中国网