物联网技术在设施园艺中的应用

邓帅涛

（山西农业大学 农学院，山西 晋中 030800）

0 引言

物联网技术的快速发展推动了各行各业进入智慧化发展阶段，信息网络技术的发展使得各行业更加顺应时代发展潮流，尤其是在农业上的应用，使传统农业变得智能化。物联网技术在设施园艺中的应用使得设施园艺逐渐朝着信息化、智能化的方向发展。本文着重讨论了物联网技术在设施园艺中的应用等方面内容，进而分析物联网技术对设施园艺发展的影响。

1 物联网技术内涵及其应用要求

1.1 物联网技术的内涵

物联网技术是一种集传感器、射频识别以及红外感知等技术于一体的综合性网络技术，其应用过程中需要根据既定的规则进行设计，以便于数据的实时采集与监控。物联网技术实现了物与物、物与人之间的网络交流，并借助其无线传输技术进行信息的交互与共享，以满足更多实际应用需求[1]。

1.2 物联网技术的应用要求

物联网技术应用的主要目的在于实现物与物的相连。在物联网技术应用的过程中，操作人员要拥有完善的物联网技术理论知识；同时所用的物联网设备要保证系统的安全性，确保在使用过程中数据的完整性以及保密性。

1.3 农业物联网的发展

农业物联网是信息技术在农业领域的综合应用，能够实现农业生产环境的远程控制与监测，从而实现农业生产管理的智慧化。基于物联网技术的智慧温室大棚，可实现对棚内环境的远程监控及操作，并能根据不同作物对不同生长环境实行精确控制，从而提高管理的高效性[2]。

2 物联网技术在设施园艺上的应用

2.1 设施园艺概念

设施园艺（protected horticulture）是指在农产品生产阶段摆脱自然环境的束缚，而创造出最适合其生长发育的环境条件，从而获得更加优质、高产农产品的现代化农业经营活动，具有投入高、收获高、效益高等优点[3-5]。

2.2 物联网技术在设施园艺上的应用

由于设施园艺中能人为控制作物的生长环境，因此可对其进行闭环的物联网应用。通过无线传感技术对作物生长过程中的环境进行控制，实现对设施园艺浇水、施肥等过程的自动化控制，根据作物的肥水需求进行智能化分配管理，从而最优化地控制作物生长环境[6]。

2.2.1 个体识别技术

设施园艺物联网中常见的个体识别技术有二维码技术以及RFID 技术。二维码技术拥有储备量大、成本低等特点，被广泛应用于农业物联网中。通过二维码技术识别不同作物的原产地、生长环境及肥水需求等信息。RFID 技术是一种无线网络通信技术，与二维码信息技术相比，不受特定工作条件的限制，并且不需要人为干预，操作更加快捷方便[7]。

2.2.2 信息传递技术

物联网技术在设施园艺中的信息传递方式主要包括电力通信、光纤通信、蓝牙通信、射频通信等通信方式，其中电力通信和光纤通信称为有线通信，蓝牙通信和射频通信称为无线通信。5G 通信技术的出现为农业生产中大量数据的实时获取提供了保障，同时为物联网技术在农业上更好地发展提供了技术支持。

2.2.3 农业信息的处理

通过对数据采集系统收集到的农业数据信息进行处理，可实现对农作物生长环境等的智能化判断。采用云计算技术与农业物联网技术相结合的方式，将物联网数据采集系统中产生的传感器数据、图片数据以及二维码数据等构建成云数据库，使农业数据分析变得更加便捷，从而促进现代化农业的发展[8]。

2.3 物联网技术在设施园艺应用中存在的问题

2.3.1 设施装备不完善

目前设施园艺发展过程中的设备仍存在不完善的问题，对环境的调控能力不强，同时设备抵抗自然灾害的能力也不高。因此，有待于提高设备的性能，从而提高设施园艺设备调控环境和抵抗灾害的能力。

2.3.2 物联网技术的安全稳定性不高

目前使用的物联网系统中存在各种通信标准不统一的问题，不利于信息的安全传输。此外，在农业物联网的建设和发展过程中，需要依靠大量的传感器进行环境数据的收集与传输，目前使用的传感器的稳定性和精确度仍有待提高，这也将导致物联网设备成本升高。

2.3.3 物联网技术在农业方面的发展延迟

物联网技术在农业中发展得较晚，并且需要高水平的农业基础设施的建设作为支持，使得它在农业中的发展整体较延迟。目前农业建设中，缺乏高标准的设施建设，尤其是在设施园艺中，棚架构造较为简单，导致农作物的生长环境检测、生长的指标监控以及生长过程中的智能化控制难度较大，制约着物联网技术在设施园艺上的应用[9]。另外，由于物联网技术成本较高，也反过来制约着设施园艺向智能化发展的速度[10]。

2.3.4 基层物联网技术专业人才的缺失

基层物联网技术从业者大多没有经过物联网知识的系统学习，对物联网知识的认识不够深入，不懂得如何操作物联网基本设备，导致物联网基础设施的建设严重受阻[11]；在信息应用过程中，存在物联网意识淡薄、物联网使用氛围不强、网络专业知识较低、对物联网技术的使用需求不强等问题。专业的物联网知识人才非常缺乏，这对物联网在设施农业中的发展产生一定的限制[12]。

2.4 物联网技术在设施园艺应用中的建议

2.4.1 加强农业设施基础建设

完善设施园艺的基本架构装备，研究出适合设施园艺生产的机械和装备，提高机械的高水平化；同时将基础设施与物联网设备相结合，优化设施结构，降低能耗，达到对设施园艺的精准控制[13]。

2.4.2 加强物联网技术体系构建

加强设施园艺网络体系的构建，包括环境检测体系、数据采集体系以及信息资源安全共享体系等，支撑设施园艺的物联网平台的平稳运行[14]。开发研制操作更加便捷的物联网系统，增强数据传输过程中的稳定性和安全性，降低物联网系统的制作成本，选用性能好、价格实惠的物联网器件进行物联网平台的搭建[15]。

2.4.3 重视人才培养及引进

完善农业物联网市场相关体系，加快相关的法律法规建设，为物联网在农业领域的应用创造一个良好的氛围；同时制定相关的人才培养方案，重视物联网技术人才队伍的基层建设，优化人才引进方案。以物联网技术在设施园艺中的应用为契机，带动物联网技术更好地在设施农业上的应用。

3 结语

农业智能化发展越来越受到世界各国的重视，同时也是农业发展现代化的重要标志[16]。物联网技术是信息技术的一次革新，其在设施园艺上的应用也是设施农业向智能化发展迈出的创新性的一步。目前由于应用物联网技术的成本较高以及物联网设备操作的专业性，其在农业领域的发展有些滞后，但随着信息技术在设施园艺中应用得不断深入，物联网技术在设施园艺中的应用会更加广泛。农业物联网的发展是时代的需求，抓住机遇不断创新会使我国的农业智能化发展更加迅速。

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