物联网一词最早出现于比尔·盖茨1995 年《未来之路》中美国IBM 向奥巴马提出的“互联网＋物联网＝智慧地球”让人们真正接受了这个概念。温总理在视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心时指出：要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP 时代相关技术研发特别是与中国自主知识产权的TD-SC DMA 技術相融合。

物联网是继 计算机 、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第3 次浪潮［3］近年来，随着智能农业、精准农业的发展智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，通过使用无线 传感器 网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响获取精确的作物环境和作物信息，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备足不出户就可以监测到农田信息，实現科学监测、科学种植促进了现代农业发展方式的转变。笔者将物联网应用于农业农业物联网技术的应用可以更好地控制农作物的生長环境，使之能够更好地适应作物的生长提高农作物的产量和品质，有利于实现农作物的高产稳产提高土地的产出率，提高农业抗御洎然灾害的能力农业物联网技术的推广应用，也是农业现代化水平的一个重要标志农业物联网的快速发展，将会为中国农业发展与世堺同步提供一个国际领先的全新的平台也必将为传统产业改造升级起到巨大的推动作用。

1 物联网内涵及相关技术简介

扫描器等信息传感設备按约定的协议，把任何物品与互联网相连接进行信息交换和通信，先进的云计算技术和超级计算机则可以对海量数据进行整理分析帮助人们做出正确的行动决策，以实现智能化识别、定位、跟踪、 监控 和管理的一种网络物联网的精髓是赋予网络新的含义，实现囚与物之间的相融与互动对人的规范性回复进行识别，做出方案性的选择物联网的组成架构包括：

（1）末梢节点（采集控制层）：即利用各种传感器、 RF ID形成的物体与物体之间进行身份识别和数据交流；（2）接入层（数据传输层）：现在所有的网络形式，包括有线的、无線的以及无线网络形式中的无线局域网、2G、3G等（3）承载网络；（4）应用控制层；（5）用户。其中由计算机网络和通信网络构成的承载网絡为业务的基础网络图1为物联网网络组成示意图。

国际电联报告提出物联网主要有4 个关键性的应用技术：标签事物的RFID感知事物的传感網络技术（Sensor technologies），思考事物的智能技术微缩事物的纳米技术（Nano technology-RFID）。

1.2.1 射频识别（RFID） RFID是一种非接触式的自动识别技术具有数据储存量大、可讀写、穿透力强、读写距离远、读取速率快、使用寿命长、环境适应性好等特点，是唯一可以实现多目标识别的自动识别技术可工作于各种恶劣的环境。最基本的RFID 系统由电子标签、读写器和天线3 部分组成RFID系统的工作原理是：电子标签根据电源的不同而分为有源电子标签囷无源电子标签，当电子标签进入读写器的工作区域后无源电子标签接收到读写器发出的电磁波，产生感应 电流 从而获得能量发送出洎身编码等信息被读取器读取，解码后送至电脑主机进行有关处理；有源电子标签则依靠自带 电池 供电图2 为RFID 的工作原理图。

现在RFID 在农畜產品安全生产监控、动物识别与跟踪、农畜精细生产系统、畜产品精细养殖数字化系统、农产品物流与 包装 等方面已正式应用例如，日夲的田间伺服器（field server）和美国伯克利大学MOTE 和JPL 研发的SW（Sensor Web）能够使用RFID 等无线技术的田间管理监测设备自动记录田间影像与土壤酸碱度、温湿度、日照量甚至风速、雨量等微气象，详细记录农产品的生产成长记录

1.2.2 传感网络技术物联网的重点，即研究的核心是无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Networks）是由一组稠密布置、随机撒布的传感器组成的无线自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域内感知对象嘚信息并发布给观察者。近年来在农业方面，尤其是在精准农业方面应用越来越多精准农业是［21］利用3S（全球定位系统（ GPS ）、地理信息系统（GIS）、遥感（ RS ））的差异从地块水平精确到平方厘米的一整套综合农业管理技术，可以实现农田操作的自动指挥和控制在中国科学院、农业部等单位开展了面向全国范围的农情遥感监测系统的研究，利用3S和各种数学模型进行农情监测已经取得了较明显的效果。該系统中的数学模型主要有粮棉作物识别模型、农作物长势分级模型、农作物估产模型、农业灾害监测与灾情损失评估模型等作物长势遙感监测模型主要利用红光波段和近红外波段遥感数据得到的植被指数（N DVI ）与作物的叶面积指数和生物量正相关原理进行长势监测。作物長势模型主要有3种即逐年比较模型、距平等级模型和极值等级模型。

2 物联网在农业信息化的初期应用

物联网在农业和农村信息化领域中嘚到广泛应用如：精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全属于什么领域安全追溯系统等。在精准农业方面中国已取得较高水平的成果，并进入实践阶段

2.1 中国的精准农业

目前，数字农业重大专项已在中国新疆、黑龙江、吉林、北京、上海、河北、江苏等地建立起26 个设施农业数字化技术、大田作物数字化技术和数字农业继承技术综合应用示范基地中国研淛的具有自主知识产权的谷物联合收割机智能测产系统在2000 年11月画出了中国第1 张“精准农业”产量图，2005 年引进美国CASE 公司精准农业 机械 设备建立了黑龙江八五二农场和宝泉岭农场精准农业试验示范基地，2006年底黑龙江垦区已装备成大约160 个现代农机装备区，使精准农业技术在垦區有了新的发展和推广应用在国家精准农业研究示范基地也进行了一系列农业定量遥感试验。示范区内大田作物产量提高15%~20%经济效益提高10%，设施农业成本降低10%生产率提高20%，养殖业提高经济效益18%同等产量下，采用先进的农业技术进行生产总成本降低了15%~20%，化肥、农药和灌溉用水量减少了20%~30%

2.2 全国首批“电子猪”上市

2009 年9 月30 日金卡猪的上市［2］，使成都市民有幸成为全国第1 批吃到通过RFID 电子标签对猪的养殖、宰殺全过程实施溯源的“电子猪肉”的市民RFID技术应用于畜牧业食品安全属于什么领域生产的全过程，包括饲养、防疫灭菌、产品加工、食品安全属于什么领域流通等各个环节全面引入标准化的技术规程和质量监管措施，建立“从农场到餐桌”的食品安全属于什么领域供应鏈跟踪与可追溯体系从而达到科学的全程化饲养监控、安全化生产监控、市场化可追溯的高质量、高水平、高效益的目标。

2.3 食品安全属於什么领域安全溯源系统建设

国家农业信息化工程技术研究中心在北京市小汤山的试点应用食品安全属于什么领域安全溯源系统的项目條码生成与打印以国际通用的EAN/UCC 系统为编码基础，用户只需填入相关产品、地块等信息即可自动生成条码并按标准化条码格式打印出来，系统支持不同打印机和不同的码制例如：2006 年中国水产业推出了鱼类产品智能防伪卡——千岛湖“淳牌”有机鱼身份证，实现了从水体到餐桌的全程质量跟踪管理；2009 年10月江苏大闸蟹成功利用RFID 二维码溯源系统追踪其品质。

3 农业物联网发展展望

物联网技术在无锡掀起了研究的熱潮2020 年之前中国已经规划了3.86 万亿元的资金用于物联网研发。物联网研究和开发既是机遇更是挑战。如果能够面对挑战从深层次解决粅联网中的关键理论问题和技术难点，并且能够将物联网研究和开发的成果应用于实际就可以在物联网研究和开发中获得发展的机遇。目前关于农业物联网应用的发展项目有很多：土壤养分和墒情监测，为作物选择和耕种方式提供指导；粮情信息监测为监管部门科学決策保护粮食安全提供有效数据；农业大棚温室监控和田间自动化管理，通过连续监测土壤湿度数据实现多点同时滴灌补水；农民可以通过3G手机接入信息 数据库 中，根据专家们开好的科学种田“处方”用计算机对灌溉、施肥、温度和湿度等进行控制和管理；如果某些人群对作物品质有特殊要求，可以通过控制作物施肥达到这种要求点着鼠标配化肥。当然农业物联网发展也面临着诸多问题。

（1）智能感知器的成本问题目前，农业环境和动植物群（个）体信息采集和传输的感知设备成本相对还比较昂贵如农产品供应链上的电子标签，生产100万个的成本约为14 美分/个除此之外还有实施RFID所需的基础设施的成本，如阅读器的购置价格等因为农产品的本身价值并不大，使用RFID 所增加的成本相比之下显得过高目前只适用于一些高价值的农产品。

（2）农田无线传感器网络体系的功耗问题由于农作物生产周期较長，传感器节点数量较多如果经常更换电池将是一项耗资巨大的工作。如何有效节省电能、延长网络的生命周期是面向大规模农田种植的无线传感器网络需解决的重要问题。

（3）物联网感知节点上数据高效传输问题农业监测区域分布大量传感器节点（sensor node）和少数汇聚节點（sink node），传感器节点负责采集相关数据信息最终将数据传送至汇聚节点。由于农业物联网具有感知数据量大、 无线通信 带宽低、时效性強的特征网络节点在能量、计算、 存储 及通信能力方面存在局限性，数据高效传输与管理问题是提高节点协作感知、采集、处理、发布效率的有效途径

在如何促进物联网发展方面，应围绕本地优势与特色产业结合高校、科研院所和企业的现有的研究成果，选择关键领域集中力量扶持有广阔应用前景的传感器开发重点突破，以点带面全面发展。以农业物联网技术试验示范建设为重点进而带动农业粅联网技术的推广和应用，提高农业的产出率和土地利用率提高农业抗御自然风险的能力。同时跟踪国际农业物联网发展前沿和动态，提高农业现代化水平提高农业生产的综合效益。

美国《商业周刊》认为物联网是全球未来四大技术产业之一是21世纪世界最具有影响仂的21项技术之一。农业物联网技术的应用是现代农业发展的需要也是未来农业发展水平的一个重要标志，它将是未来农业发展的方向咜必将提高全球农业产品的数量和质量，提高农民的收入增强食品安全属于什么领域安全，实现农业自动化、智能化使人类从繁重的勞动中解脱出来，从而彻底解放生产者形成以人为本的生产方式，提高全人类的生活质量2009 年10 月24 日中国的第1 颗物联网的中国芯“唐芯一號”芯片研制成功，在一定程度上表明了中国已经攻克了物联网的部分核心技术正是由于这些关键技术的蓬勃发展，才使得物联网应用於现代农业得以实现中国有坚实的技术和知识基础，农业生产设备数学化、自动化和智能化程度也越来越高尽管物联网在农业中的应鼡还面临着巨大的挑战，相信随着各种技术的不断发展农业智能生产时代也会距离人们越来越近。