大数据技术在农业物联网中的应用

王晓君,曹丽君,张怡,蒋雯婧

河北科技师范学院 河北 秦皇岛 066004

摘要:农业物联网在农业上的应用一定程度上促进了智能农业的出现，使农业进入了一个新的数字化时代。然而，随着大数据技术的不断发展，农业信息的互联、过滤、筛选、分析、查询都离不开大数据技术。基于上述背景，本文对大数据技术在农业物联网领域的应用优势和基于大数据技术的农业物联网应用系统进行了分析，并对其发展战略进行了探讨。

关键词：大数据技术；农业物联网；农业；

1　农业物联网概述

科学技术的发展推动了传统的农业发展方式的转变。智能农业是现代农业发展的一个新趋势，也是实现农业现代化的一个重要手段。目前，农业物联网已经广泛地应用于农业领域，如：土壤肥力监测、田间灌溉、设施农业滴灌、智能大棚等[2]。

1.1农业物联网的概念

农业物联网是指将信息技术融入农业生产的整个过程中，从而实现智能灌溉、智能施肥、智能喷药、无线采集、无线和异地监控等，达到增产增效的目的。它的基本原理是利用电脑技术在不需要人参与的情况下，实现物与物的相互沟通，实质上是利用无线射频技术，在因特网上实现物与物的自动识别和共享。

1.2农业物联网的特点

农业物联网是把物联网技术运用到农业生产的各个环节当中，在每一个环节中起着举足轻重的作用。农业物联网的优势如下。

一是节省时间和精力。利用物联网技术，农户可以在家里用网络监控温室内外的各种情况，并利用自动控制装置对温室内的风机、灌溉设施进行控制。

二是可以做到精细耕作。传统的耕作方式主要是依靠农民的经验，而采用农业物联网技术，可以将土壤的信息收集起来，然后上传到后台，还可以根据土壤的干旱程度、土壤的肥力，对不同的作物进行不同的选择，从而达到精确的播种效果。

2大数据技术对农业物联网的影响

随着科学技术的不断发展，传感器应用、无限通信等农业物联网技术的应用，使现代农业向智能化、专业化方向发展。传感器应用技术是通过对环境和特定物体的感知信息，将其转换为数字或数据，再通过计算机向服务器传输，最终生成数据进行处理；无线通信技术则是传感器技术的基础，农业生产、销售环节的观察和记录是农业生产过程中一个重要环节，将无线通讯技术应用到其中不但能改善传感网络，而且能实现对农业生产信息的收集和分析。使用大数据技术则可以将这些农业物联网技术的应用环节纳入到智能管理，既能改善农业品质，又能实现农业增产和增效，还可以提升智能农业的效率和准确性，从农业物联网的发展来看，大数据技术其中扮演着重要角色。

3大数据技术在农业物联网中的应用模式

3.1农业物联网应用系统的介绍

农业物联网应用系统由感知层、网络层和应用层构成。感知层是基于无线射频技术和传感技术的智能终端设备，是物物联通的基础。网络层是支持物物数据传输和共享的连接体系。应用层是一个公开的、面向整个农业生产的网络平台。当前在我国许多农业生产当中，虽然使用了农业物联网应用系统实现了农业信息化，但在实际操作层面上的农业智能化水平并不高。利用大数据技术可以使农业物联网应用系统中的网络层和应用层得到最优化，进而提升农业的智能化水平。其中的优化表现在大数据技术可以根据气温、空气湿度、农作物生产周期等数据，给出最优的方案，设定最优的温度范围，并根据作物的生长情况，进行智能调整。此外，大数据技术还可以提高农业数据的处理能力和应用平台的技术水平。

3.2基于大数据技术的农业物联网应用系统设计

农业物联网技术是现代农业发展的重要手段，大数据技术可以优化农业物联网的功能。因此在农业物联网领域，应该农业物联网技术为基础并借助大数据技术来构建农业物联网应用系统。

3.2.1农业物联网应用系统规划

在农业物联网应用系统设计中，首先要对这感知层、网络层和应用层3个层次进行合理的规划，并构建一个完整的体系架构。在感知层面，需要规划传感器、摄像头、语音设备等信息收集手段，以获取农业数据。在网络层面，主要是规划和构建无线通信通道。应用层主要是针对用户的终端设计，包括移动电话、计算机等，还可以实现远程控制。目前，以控制终端为智能手机的主要模式，农民可以通过手机直接操控农业物联网，实现对温室的遥控。农业物联网应用系统的实现则需要数据库的支撑，Hadoop大数据技术则是当前构建数据库技术中使用最广泛的一种。这种技术要求开发人员使用一个简单的模型来实现对计算机进行分布式的管理，每个服务器都能接收到本地电脑所存储的数据和资源。相比于传统的数据库，它的读取速度更快，更容易存储。以Hadoop大数据技术构建的数据库为基础来建设农业物联网应用系统，可以对海量的数据进行分析和利用，为农业信息化提供更好的技术支持。

3.2.2系统功能设计

农业物联网应用系统不仅要实现其基础功能，而且要充分发挥其在农业领域的优越性。总体上，该系统的设计具有如下功能。

一是对环境进行实时监控。农业物联网的基础功能设计主要是利用传感器对室内空气温度、光照、水分等环境进行实时监控，并将其信息以图形、图表等方式显示，然后由服务平台进行数据分析和处理。

二是远距离控制。农民只需通过手机或计算机登陆该系统，通过移动网络，通过设置好的系统参数，对大棚内的设施进行智能化的遥控，并可以随时查看大棚的监视器和设施状况。

三是分析与预测。农业物联网突破了以往农民凭经验耕作的传统。利用大数据技术，可以分析作物的生长特征以及周期、土壤的肥力以及干旱程度，从而确定作物的生长状况，并通过大数据分析，判断作物的生长状况，从而进行相应的调整。

4农业物联网中保障大数据技术应用的对策

4.1农业信息化基础设施的优化

大数据技术在农业物联网中应用需要以信息化为支撑。农业信息化的发展为农业运营商实现互联网和大数据的互联创造了条件。因此，要将大数据技术应用于农业物联网中，就必须大力发展农村的农业信息化系统，并提供相应的网络、硬件设施，以达到大数据技术应用的要求，进而解决由于基础设施不足而导致发展缓慢的问题。

4.2大力推动农业物联网信息资源共享

要保障大数据技术在农业物联网中的应用并充分发挥其优势，就需要农业物联网信息的资源共享。为此，可以通过政府牵头，通过构建的云计算平台对各类农业物联网数据进行分析、管理，并在网上进行共享。同时，还可以编制统计报告、统计年鉴等公开的数据资源，方便需要的使用者查询，也可以通过用户查询到的关键字，了解到用户需要的数据，制定一个循序渐进的发展规划，逐步实施数据公开，使大数据技术在农业物联网中发挥更大的作用。

4.3壮大专业技术性人才队伍

要使大数据技术在农业物联网中得到更好的发展，必须培养专业技术人员，提高农民的专业技术，以适应现代农业发展的各种要求。另外，在网络环境下，有关部门要结合农业的实际发展，不断地进行创新和改革。

参考文献：

[1]李道亮,杨昊.农业物联网技术研究进展与发展趋势分析[J]．农业机械学报,2018,49(1)：1-20．

[2]李道亮,杨昊.农业物联网技术研究进展与发展趋势分析[J].中国农业文摘-农业工程,2018,30(2):3-12.

[3]李春辉.大数据在农业物联网中的应用研究[D].齐齐哈尔:齐齐哈尔大学,2015．

[4]苗德伟.大数据在农业物联网中的应用现状和改善策略[J].新农业,2019(5):73-74．

[5]韩洋.基于大数据技术的农业物联网应用系统分析[J].计算机产品与流通,2019(9):118.

[6]张震.大数据在农业物联网的应用[J].农村经济与科技,2020,31(17):339-340．

作者简介：王晓君（1999-），女，河北邯郸人，在读硕士，研究方向为农业物联网与大数据处理，电话同微信：18831052476，邮箱：[e-mail]。

通讯作者：曹丽君（1971-），女，河北秦皇岛人，教授，研究方向为数据处理。