大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

【摘要】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展逐步實現(xiàn)了中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的變革，是向智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要橋梁。隨著各類傳感器的使用，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中得到了至關(guān)重要的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中合理使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的互通互聯(lián)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)的查詢、分析和存儲以及各類傳感器冗余信息的過濾和清洗。在信息化時代，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將對農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展起重要指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)技術(shù);智慧農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng);農(nóng)業(yè)信息化

【中圖分類號】S126;TP311.13

【文獻標(biāo)識碼】A

中國自古以來就是一個農(nóng)業(yè)大國。從新石器時代的中國古代農(nóng)業(yè)的興起，到明末清初精耕細(xì)作的深入發(fā)展，再到新中國成立后機械化生產(chǎn)，中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式逐漸走向成熟。現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人類社會逐漸向智能社會發(fā)展。大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)預(yù)測、遠(yuǎn)程控制、查詢及預(yù)警等領(lǐng)域，并且使用傳感器采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中的大數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了數(shù)據(jù)參考。大數(shù)據(jù)技術(shù)作為智能社會的支撐技術(shù)，將推動農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中起著舉足輕重的作用。

1 大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實踐

1.1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)簡介

近年來，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展如火如荼.新型科技在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用引起了社會以及國家的關(guān)注。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的影響下，傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)在農(nóng)業(yè)均有發(fā)展和應(yīng)用，其顛覆了傳統(tǒng)手工勞作方式，打破了粗放式的生產(chǎn)模式，逐步向智慧化、數(shù)據(jù)化、自動化、精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變。目前物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)播種，種植生產(chǎn)、灌溉收割、運輸以及農(nóng)產(chǎn)品加工和經(jīng)銷等環(huán)節(jié)。在市場經(jīng)濟競爭激烈，價格信息滯后，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷困難的情況下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用變得尤為重要。從一個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的方案設(shè)計來看，從傳感器的數(shù)據(jù)采集處理應(yīng)用，到種植生產(chǎn)過程的決策管理，到大數(shù)據(jù)平臺對產(chǎn)銷信息的處理分析，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1.2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的特點

根據(jù)大數(shù)據(jù)的理念、技術(shù)以及方法特點，其在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)。不論是在耕種、灌溉、施肥，還是農(nóng)產(chǎn)品存儲運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)技術(shù)均可在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上發(fā)揮重要作用。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化，都可結(jié)合農(nóng)業(yè)自身特點進行農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)化覆蓋。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可劃分為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化，其中包括土地信息數(shù)據(jù)，例如土地位置、面積、高度等;環(huán)境信息數(shù)據(jù)，例如氣象數(shù)據(jù)、土壤濕度數(shù)據(jù)、溫度和濕度數(shù)據(jù)等;作物信息數(shù)據(jù)，例如作物生長數(shù)據(jù)、病蟲害數(shù)據(jù)等。隨著農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的完善和現(xiàn)代化技術(shù)的進步，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用愈加廣泛，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)迎來發(fā)展的新契機。

1.3 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過高集成式，分布式和價格低廉的傳感器節(jié)點來采集各種環(huán)境數(shù)據(jù)。其將采集的風(fēng)向、土壤濕度、酸堿度、溫度等數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊實時發(fā)送至云平臺或本地主機進行數(shù)據(jù)的清洗集成轉(zhuǎn)換以及存儲顯示。本地主機通過對環(huán)境數(shù)據(jù)的分析處理，優(yōu)化決策。農(nóng)戶不僅可以完成足不出戶的設(shè)備管理與操作，更能從農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺得到最優(yōu)的操作建議反饋和完成災(zāi)難預(yù)測應(yīng)對聯(lián)動，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程更具智能化，精確化和實時化。

1.4 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢

大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，相當(dāng)于給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程安裝了一個“智能大腦”。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，首先帶來的是自動化生產(chǎn)。通過各類傳感器采集農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，如基本的實時環(huán)境數(shù)據(jù)和作物生產(chǎn)過程中各種指數(shù)數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)通過無線通信技術(shù)（如Lora、NB-Iot）傳輸至本地主機或者云端數(shù)據(jù)中心。通過可視化操作系統(tǒng)，農(nóng)戶可以在本地客戶端或移動客戶端上實時查看生產(chǎn)情況。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過大數(shù)據(jù)技術(shù)的清洗集成轉(zhuǎn)換等一系列操作，清除了傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)冗余，通過可視化方式呈現(xiàn)在農(nóng)戶眼前。通過對作物生長的歷史記錄和實時數(shù)據(jù)分析，提高了農(nóng)戶對種植面積、生產(chǎn)能力、產(chǎn)量以及天氣情況、氣溫和土壤溫濕度的聯(lián)合監(jiān)測能力。更進一步來說，通過數(shù)據(jù)處理挖掘，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)實際狀況和天氣預(yù)測，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能決策和自然災(zāi)害預(yù)警。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程更具科學(xué)性，計劃性，對自然災(zāi)害的應(yīng)對更具聯(lián)動性，大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低自然災(zāi)害風(fēng)險。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)種植，更多的是個體的有限預(yù)測和決策，其銷售過程中的信息閉塞也是制約農(nóng)村農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。通過數(shù)據(jù)上云，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)帶來的是精準(zhǔn)化生產(chǎn)。因為市場供需關(guān)系的存在，農(nóng)產(chǎn)品市場經(jīng)常出現(xiàn)供過于求的情況，這就導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品價格“跳水”，農(nóng)戶經(jīng)濟遭受重大損失。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，將農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)匯總分析，可以大大緩解供求不平衡的局面。例如某農(nóng)場當(dāng)年西瓜產(chǎn)量高，當(dāng)?shù)厥袌鲂枨罅啃　Ｍㄟ^農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，發(fā)現(xiàn)臨省某地市場需求量高，即可在銷售前提前進行市場溝通，以此來平衡供求關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)采集量具有一定規(guī)模，大數(shù)據(jù)平臺則可聚合各種信息如消費者需求報告，農(nóng)作物生產(chǎn)歷史報告等，向農(nóng)戶提供市場分析協(xié)助，幫助其降低生產(chǎn)風(fēng)險，提前規(guī)劃生產(chǎn)銷售，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

食品安全問題一直是大眾關(guān)注的焦點，農(nóng)產(chǎn)品也不例外。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品可追溯，保證食品安全。利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品各個階段的可追蹤性。甚至可以將大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合，從生產(chǎn)環(huán)境到施肥灌溉再到經(jīng)銷運輸，每一個環(huán)節(jié)都可以實現(xiàn)記錄，并且由區(qū)塊鏈技術(shù)保證了信息的真實性。同時，通過大數(shù)據(jù)平臺對全國的銷售信息和物流運輸信息的挖掘整合，可對農(nóng)產(chǎn)品銷售情況進行監(jiān)測和預(yù)警，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售提供更加精確的信息服務(wù)，提高農(nóng)產(chǎn)品利用率和流通性，減少了農(nóng)產(chǎn)品過剩和食源性疾病危害的可能性。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的影響

智慧化農(nóng)業(yè)將在大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)下得到極大發(fā)展。隨著各種觀測技術(shù)，傳感器技術(shù)，無線通信技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加快，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更趨于智慧化，產(chǎn)業(yè)化。隨著技術(shù)進步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用更具普適性。應(yīng)用傳感器對于動植物本體進行數(shù)據(jù)感知采集，應(yīng)用觀測技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境選取，生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)進行評估，應(yīng)用無線通信技術(shù)，增強了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在不同地域的適用性，不僅保證了傳感器網(wǎng)絡(luò)的完善布置，也有助于數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到市場再到農(nóng)產(chǎn)品管理，大數(shù)據(jù)技術(shù)為完善農(nóng)業(yè)智能化監(jiān)測體系，加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，提高數(shù)據(jù)實時監(jiān)測和分析能力提供了有力支撐。利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工、存儲運輸、銷售等環(huán)節(jié)形成產(chǎn)業(yè)鏈，在每一個環(huán)節(jié)都有大數(shù)據(jù)提供的智能決策，提高了智慧化農(nóng)業(yè)的協(xié)調(diào)能力與控制能力。這種產(chǎn)業(yè)化鏈條的產(chǎn)生，不但增加農(nóng)民的收入，增強了農(nóng)業(yè)企業(yè)的競爭力，而且還保證了農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)制度的推進和食品產(chǎn)品安全追溯制度的實行。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，讓農(nóng)業(yè)真正實現(xiàn)了智慧化。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用策略

現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用更趨于區(qū)域化，集約化，更多的是實驗性的園區(qū)或者農(nóng)業(yè)大戶才有條件和能力應(yīng)用。為了促進智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該以具有集約化農(nóng)業(yè)特征的地方政府或大規(guī)模特征農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體為核心，逐步推廣農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)生產(chǎn)指導(dǎo)，因地制宜地進行發(fā)展。同時，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展離不開對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與分析，而物聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展的時間還不長，還難以形成感知、傳輸和控制的成熟傳感器網(wǎng)絡(luò)。其中所用的傳感器還存在著諸如傳感器不夠穩(wěn)定、性能不夠好、價格較高等問題。而新型無線通信技術(shù)Lora和NB-Iot的實現(xiàn)，還存在不同的局限性，在農(nóng)村地區(qū)組網(wǎng)應(yīng)用還需要更成熟的基礎(chǔ)建設(shè)的支持。所以應(yīng)當(dāng)努力完善傳感器網(wǎng)絡(luò)布置，推進物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)和大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)等一系列基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善。

3.1 加強農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

不論是在農(nóng)村地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，還是大數(shù)據(jù)技術(shù)的實施都依賴最基礎(chǔ)的硬件設(shè)施。在農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)絡(luò)普及差異大，基礎(chǔ)設(shè)備不完善，缺少區(qū)域性信息互通的狀況下，政府應(yīng)加大政策支持，加快農(nóng)村信息化建設(shè)，以農(nóng)村基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)為中心，不斷完善農(nóng)村基礎(chǔ)建設(shè)，增加農(nóng)村以及偏遠(yuǎn)山區(qū)基站數(shù)量以及網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，為大數(shù)據(jù)平臺的使用和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的部署打下堅實基礎(chǔ)。

3.2 建立完善大數(shù)據(jù)平臺

大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用還有很長的路要走。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的難點不僅在于數(shù)據(jù)量的巨大，還在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，類型多樣以及數(shù)據(jù)價值挖掘等問題。這些問題都制約著農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的建立，因此需要投入更多的技術(shù)力量來研究農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的處理。各地政府也應(yīng)積極合作，打破區(qū)域間信息孤島，提高信息互通J陛，統(tǒng)一農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用和感知標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)部門應(yīng)重點研究農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理挖掘和農(nóng)業(yè)智能決策服務(wù)，以建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。根據(jù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用方面建設(shè)各種側(cè)重不同的平臺，注重實際應(yīng)用，充分完善農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。

3.3 培養(yǎng)專業(yè)人才

新型技術(shù)的應(yīng)用離不開專業(yè)人才隊伍的建設(shè)。在現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)從業(yè)者專業(yè)技術(shù)水平不高的情況下，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)相關(guān)建設(shè)人才隊伍顯得尤為重要。根據(jù)農(nóng)村人員實際情況和技術(shù)差異，針對性地培養(yǎng)人才。不僅要提高農(nóng)業(yè)從業(yè)者自身技術(shù)素養(yǎng)，也要積極引進人才，為大數(shù)據(jù)技術(shù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施提供人才支持和技術(shù)保障。

3.4 企業(yè)參與

企業(yè)對于新型技術(shù)的推廣和應(yīng)用尤為重要。一方面，要號召企業(yè)參與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，更好地應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺的信息服務(wù)，加強相關(guān)企業(yè)參與的積極性，將大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的融合推向市場，增強企業(yè)的核心競爭力。另一方面，企業(yè)的積極參與也帶動了基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，提高了新型技術(shù)的發(fā)展活力，有利于維護農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

在智能化社會逐漸發(fā)展的年代，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用具有極其廣闊的前景。中國農(nóng)業(yè)的智能化是未來的發(fā)展趨勢，需要更多的人才加入，需要更多的企業(yè)和地方政府推動這次農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的大變革。

[參考文獻]

[1]丁蓮，杜巍.大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J]，福建電腦，2017，33（ 11）：139+144.

[2]葛昆，基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集研究[J].信息與電腦（理論版），2018 （12）：166-168.

[3]梁桂福，大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019 （ 09）：156.

[4]胡升耀.大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程，2019，9（ 05）：38-39.

[作者簡介]張震（1996-），男，江蘇淮安人，在讀碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)漁業(yè)信息化。