一、引言
物联网（IoT）技术在智能农业领域的应用正变得日益广泛，这不仅彻底改变了农业的传统经营方式，还为实现高效、可持续的农业生产提供了新的可能性。物联网设备能够实时监测作物生长环境和土壤条件，如温度、湿度、光照和营养水平。这些数据通过分析帮助农民做出更准确的决策，从而优化资源利用，提高作物产量和品质。通过传感器和实时数据分析，物联网技术支持精准农业的实施。农民可以根据具体情况进行灌溉、施肥、病虫害防治等操作，减少资源浪费，降低环境影响。文章将探讨大数据背景下在智能农业中物联网技术的运用技术。
二、智能农业系统技术实现
智能农业系统总体架构可分为五个部分：
1. 生产环境监控组，主要由特种全景摄像头、通用视频监控摄像头、广角摄影等组成，用途是实时监控农田、温室、畜牧场等农业生产环境。通过安装高清摄像头，可以远程查看农作物的生长情况、畜禽的活动状态以及农业设施的运行状况、配合生产环境安防系统对进入生产环境的人员进行管理、对生产环境在环境发生重大变化时进行及时告警。
2. 传感组，传感组主要实现如温度、湿度、光照、土壤湿度、土壤养分等的信息采集，包括温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、土壤导电率（EC）传感器、pH传感器、微距摄像以及无线或有线组网模块等。
3. 智能农业大数据中心，是智慧农业系统的“大脑”，它负责处理和分析从传感组收集到的数据。通过使用预设的算法和模型，智能农业大数据中心可以根据传感组收集的干湿度、光照、PH、作物生长状态等信息进行计算，匹配相应的模型，从而预测农作物的生长趋势、作物产量、病虫害发生的可能性等，并给智慧农业系统使用者提供相应的管理建议或直接对农业设施和设备进行操作。
4. 远程控制组，远程控制组允许管理人员或智能分析模组通过互联网远程控制农业设施和设备，例如，可以远程开启或关闭灌溉系统、调节温室内的温度和光照、控制畜禽舍的通风等。
5. 智能客户端，智能客户端是农场主或管理人员与智慧农业系统进行交互的界面。通过手机端和电脑端的应用程序或小程序等方式进行呈现，可以方便管理者对农业生产过程进行监测和操作。智能系统用户可以通过智能客户端查看实时数据、接收警报和通知、控制农业设备以及管理农业生产计划等。智能客户端还可以提供历史数据分析和可视化工具，帮助用户更好地了解农业生产情况并做出改进。
智能农业大数据中心是现代农业的核心枢纽，它负责协调和管理各个农业系统，包括数据计算、模型存储、综合控制等关键功能。该中心具有数据存储与处理规模庞大、智能化与自动化、可扩展性与灵活性强等特点。首先，通过智能农业大数据中心可以通过匹配存储的海量农业大数据模型，结合天气预报、自然灾害预警等系统，为农业生产前、生产过程中以及生产销售的全流程决策提供参考。同时，大数据中心能够整合智能农业系统的各种设施，包括灌溉、通风、光照等前端控制系统，这些系统能够结合传感组设备，通过实时收集生产环境和农作物生长状态的数据，做到实时同步、实时处理的效果。此外大数据中心，通过不断收集数据模型，不断自我优化和迭代，产出农产品产量更大、品质更高的模型，为农业生产提供海量的数据支撑，为农业的可持续发展提供了强大的技术保障。
三、物联网在农业上的实际应用建议
1.草莓大棚
物联网技术在设施农业中的应用为精准农业管理提供了有效的解决方案，尤其是在温室大棚的环境控制上展现出巨大的潜力。利用先进的自动化系统，大棚内部环境可以实现智能化管理，提高了作物生产的效率和品质，同时显著降低了劳动力成本。在这种智能系统中，当温室内的温度达到设定的阈值，例如30℃时，系统会自动启动风机和开启天窗等降温设备。这一过程无需人工干预，由温度传感器捕获的数据会即时传输至中央控制系统，系统分析数据后迅速做出决策，通过驱动器激活风机和调节天窗开度，快速响应以调节温室内的温度。操作员在控制室内通过触摸屏监控系统可以实时监控大棚内的温度、湿度、光照等多个关键环境参数。通过直观的用户界面，操作员可以轻松调控各项设备的运作状态，或是在必要时进行手动干预，以确保大棚内环境始终处于最适宜草莓生长的条件。该系统还可以控制草莓的自动化生产流程，如自动化灌溉、精准施肥、病虫害监测和控制等，进一步优化生产流程。智能化的灌溉系统可以根据土壤湿度和作物需求进行调整，确保草莓得到恰当的水分供应，而自动施肥系统则根据土壤肥力和植物生长阶段精准投放肥料，避免过量或不足。通过这些自动化技术，不仅大大节约了人工成本，而且减少了因人为操作失误导致的资源浪费。
2.蔬菜大棚
在这个信息技术高速发展的时代，物联网技术的应用改变了传统的农业管理模式。以蔬菜大棚为例，通过智能监控系统，管理员可以坐在控制室内，凝视电视屏幕便能洞察大棚内的一切。智能监控系统能实现实时视频传输（延迟≤2s），高清监控（分辨率至少1080p），并具有快速响应能力（响应时间≤5s）。在这个智能化系统中，各种传感器（温度传感器：测量范围-10～50℃，精度±0.5℃。湿度传感器：测量范围0～100%RH，精度±3%RH。土壤传感器：至少30cm检测深度，精度±2%。肥力分析仪：测量范围0～200mg/kg，精度±5%。）被布置在大棚的每一个角落：温度传感器监测温度变化，湿度传感器保证空气和土壤湿度的适宜，土壤传感器实时监控土壤的状况，肥力分析仪则确保植物能够获得充足的营养。这些传感器收集的适时数据信息，经由网络传输至控制室的中央处理系统（中央处理系统具备高速数据处理能力（每个传感器数据处理时间≤1s），以及快速用户界面刷新（≤3s），然后呈现在管理员的电视屏幕上，以数字和图形的形式直观展现。
3.茶叶基地
茶园管理也步入了智能化、精细化的新时代。通过在茶园中安装高清摄像头，可以实现对茶树生长状况的全天候实时监控，这对提高茶叶质量和产量具有显著效益。利用安装于茶树间的摄像头，管理员可以在监控中心实时观看茶园的每一处。这些摄像头不仅能捕捉茶树的长势，还能及时发现受病虫害侵扰的茶树。此外，一些高级的摄像头配备有图像识别功能，能够自动监测病虫害，并立即向管理系统发送警报。这样，即便是在茶园辽阔或地形复杂的条件下，管理员也能准确、迅速地掌握到每一块茶园的健康状况，及时采取防治措施。通过监控系统，管理员还可以与茶园现场工作人员进行视频通话，这样的远程交流方式提高了工作效率。管理员可以直接在监控画面上看到施工现场的实际情况，针对性地提供指导和建议。比如，在有机肥的施用过程中，管理员可以根据茶树的生长情况和土壤肥力，实时指导工人调整施肥量和施肥位置。在病虫害防控方面，管理员可以根据实时视频，远程指导工人采取科学的防治技术和方法，比如使用生物防治方法来控制害虫，减少化学农药的使用，既保护了茶园生态环境，又确保了茶叶的品质和安全。总的来说，通过农业物联网技术的应用，茶园管理可以实现精准化和智能化，大大提高管理的科学性和效率，确保了茶叶的高质量生产。这种技术的应用，不仅为茶园管理人员提供了便利，也为消费者带来了更健康、更安全的茶叶产品。
四、结语
随着物联网技术的发展，农业数据的收集和分析将变得更加精细和全面。基于大数据和人工智能的分析预测模型将进一步提升决策的准确性和时效性。物联网技术与农业机器人的结合预计将推动农业自动化的发展，如无人驾驶拖拉机、自动化植保无人机等，这些技术将大幅提高农业作业的效率和精确性。
参考文献：
[1] 张羽. 物联网和人工智能技术在农业中的应用研究[J]. 智能城市,2023,9(5):1-3.
[2] 邢孔尧. 物联网技术在农业智能灌溉系统中的应用[J]. 集成电路应用,2023,40(7):356-357.
[3] 龚琴. 基于物联网的温室大棚智能监控系统在农业中的应用[J]. 电脑与信息技术,2022,30(1):53-56.
[4] 张宾. 物联网和人工智能技术在智慧农业中的应用[J]. 河北农机,2022(3):70-72.
