农业物联网的三个关键技术

　　1 信息感知技术

　　农业信息感知技术是智慧农业的基础，作为智慧农业的神经末梢，是整个智慧农业链条上需求总量最大和最基础的环节。主要涉及农业传感器技术、RFID 技术、GPS 技术以及 RS 技术等。

　　农业传感器技术是农业物联网的核心，也是智慧农业的核心，农业传感器主要用于采集各个农业要素信息，包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数;畜禽养殖业中的二氧化碳、氨气和二氧化硫等有害气体含量，空气中尘埃、飞沫及气溶胶浓度，温、湿度等环境指标等参数; 水产养殖业中的溶解氧、酸碱度、氨氮、电导率和浊度等参数。

　　RFID 技术即 Radio Frequency Identification ( 射频识别) ，俗称电子标签。这是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。该技术在农产品质量追溯中有着广泛的应用。

　　GPS 是美国 20 世纪 70 年代开始研制，于 1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统，具有全天候、高精度、自动化和高效益等显著特点。在智慧农业中，GPS 技术的实时 3 维定位和精确定时功能，可以实时地对农田水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述和跟踪，农业机械可以将作物需要的肥料送到准确的位置，而且可以将农药喷洒到准确位置。

　　RS 技术在智慧农业中利用高分辨率传感器，采集地面空间分布的地物光谱反射或辐射信息，在不同的作物生长期，实施全面监测，根据光谱信息，进行空间定性、定位分析，为定位处方农作提供大量的田间时空变化信息。

　　2 信息传输技术

　　农业信息感知技术是智慧农业传输信息的必然路径，在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络 ( WSN) 是以无线通信方式形成的一个自组织多跳的网络系统，由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。在智慧农业中，ZigBee 技术是基于 IEEE802. 15. 4 标准的关于无线组网、安全和应用等方面的技术标准，被广泛应用在无线传感网络的组建中，如大田灌溉、农业资源监测、水产养殖和农产品质量追溯等。

　　3 信息处理技术信息

　　处理技术是实现智慧农业的必要手段，也是智慧农业自动控制的基础，主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术。

　　云计算 ( Cloud Computing) 指将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。智慧农业中的海量感知信息需要高效的信息处理技术对其进行处理。云计算能够帮助智慧农业实现信息存储资源和计算能力的分布式共享，智能化信息处理能力为海量信息提供支撑。

　　GIS 主要用于建立土地及水资源管理、土壤数据、自然条件、生产条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方决策方案。

　　专家系统 ( Expert System，简称 ES) ，指运用特定领域的专门知识，通过推理来模拟通常由人类专家才能解决的各种复杂的、具体的问题，达到与专家具有同等解决问题能力的计算机智能程序系统。研制农业专家系统的目的是为了依靠农业专家多年积累的知识和经验，运用计算机技术，克服时空限制，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，提出决策建议，使计算机在农业活动中起到类似人类农业专家的作用。

　　决策支持系统 ( Decision Support System，简称DSS) ，是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。农业决策支持系统在小麦栽培、饲料配方优化设计、大型养鸡厂的管理、农业节水灌溉优化、土壤信息系统管理以及农机化信息管理上进行了广泛应用研究。

　　智能控制技术 ( Intelligent Control Technology，简称 ICT) ，是控制理论发展的新阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。目前智能控制技术的研究热点有模糊控制、神经网络控制以及综合智能控制技术，这些控制技术在大田种植、设施园艺、畜禽养殖以及水产养殖中取得了初步应用。