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摘要：物联网技术是集分布式存储技术、信息处理技术、传感器技术、嵌入式系统技术、无线网络通信技术等多种技术于一身的综合性、交叉性技术，有学者将它称之为传感网。物联网技术的提出，主要用于实现自然世界中的物与物的链接，从微型传感器设备中实时采集数据，监控设备状态，通过无线网络实现对采集数据的传输，采用智能组网技术实现数据准确地到达使用用户的终端，完成了智能设备、人、网络的联通。物联网技术在新一代网络传输中具有重要地位，具备信息采集方式多元化、信息感知多渠道性的特点，被认为是21世纪最具有潜力的高新技术产业之一。
关键词：精准农业;无线传感技术;大数据;物联网
引言
近年来，我国高度重视农业信息化与现代化发展。物联网技术已被广泛应用于农业生产的各个环节，在精准灌溉、精准施肥、病虫害防治、环境智能调控、智慧水产、智慧畜禽业等领域发挥了重要作用。我国农业物联网技术的发展尚处于初期探索阶段，主要应用于设施农业上，存在规模小、成本高、见效差等问题。相较于荷兰、以色列、美国和日本等发达国家的农业物联网技术，我国还存在农业专用传感器缺乏、农机与农艺融合不够等缺点。要加快我国农业物联网技术应用推广进程，必须突破农业物联网的关键技术瓶颈，研制出符合我国国情的农业物联网装备与系统，加强农机与农艺的融合应用，发挥信息在农业生产管理中的潜在价值，为农业生产经营注入新活力。
1 大数据的概念及研究进展
自21世纪以来，随着资讯类型与规模剧增，数据以前所未有的速度与数量加速积累，人类社会正式进入大数据时代。以试验数据分析为中心的传统学科（诸如基因组学、信息科学、天体物理学以及环境监测科学等），其数据来源与渠道呈现出多元化，催生了有效整合与深度挖掘多源海量数据的现实需求;与此同时，谷歌、脸书、百度、阿里巴巴等全球知名互联网行业巨头所运营与处理的客户信息逐渐增加，已经相继突破TB级别，达到了PB，甚至EB数量级规模。大数据的定义为利用常用软件工具获取、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集合，其结果必须借助计算机对其进行统计、比对与解析。大数据的兴起与应用引起了学术界的高度重视，2008年《Nature》出版发行了《Big Data》专刊，重点探讨大数据对于经济学、超级计算与数据处理技术等领域带来的机遇与挑战;2011年《Science》也推出《Dealing with Data》专栏，就大数据理论研究过程中存在的一系列重大争议性议题进行了探讨，指出了大数据对未来科学研究与大众生活的重要应用价值。2012年，欧洲信息学与数学研究协会会刊《ERCIM News》出版专刊《Big Data》，探讨大数据时代下密集型数据管理以及数据获取技术等重大问题，并介绍了欧洲科研机构所取得的最新进展。在此背景下，2012年6月由中国计算机学会青年计算机科技论坛组织举办的以“大数据时代，智谋未来”为主题的学术研讨会，就国内外大数据挖掘处理、技术体系构建、平台开发与现实应用案例最新进展进行了系统讨论，为我国大数据领域后续研究奠定了良好基础。
2 大数据技术在农业领域的研究现状
在国外，已经有很多学者针对大数据在农业领域中的应用展开了研究，并且取得了一定的成果。對于其在我国农业领域的应用方面进行研究可以看出，我国的农业栽培、防虫防害、环境监管和育种的工作都用到了大数据技术。目前针对大数据技术展开的研究更加深入，以至于能够更加精准的提取出遥感图像中蕴含的信息，这些信息能够更为精确地反映出气象问题和环境因素造成的影响。但是，对于我国的农业产业来说，在其中应用大数据的情况仍然处于初步阶段，虽然已经获得了一定的经验，但是对于未来农业发展的需求来说，仍然存在不足，需要进一步的提升大数据技术水平，从而推动农业发展。
3 大数据下无线传感技术在精准农业的应用
3.1 旱区农业灌溉精细化管理
众所周知，制约旱区、半干旱区农业发展的关键因子为水分供给，因而在不同种植模式、作物类型下的灌溉耗水的动态监测及全周期测算分析对于确保旱区农业增产增收具有举足轻重的现实意义。通过自行设计的可变速灌溉设施，结合无线传感器网络组件和实时动态监测软件，研发出一套可根据土壤湿度变化而自动感测与实时控制的智能灌溉系统。基于物联网技术（Io T），初步搭建精准农业灌溉系统，通过硬件组件、网络架构以及软件过程实现对其精密控制与信息收集，并且在反馈回路中分析和监控来自传感器数据，结合预先计算结果激活控制程序设备阈值。设计由传感器和微控制器为物理核心组件，运用RFID模块收集、传输传感器数据，并将其通过Arduino Nano和继电器与控制单元相衔接，农户基于上述自动化灌溉控制系统可设定特定作物所需要的水位，提供可承受的低成本、低功耗旱区灌溉解决方案。将Zig Bee技术的无线传感网络与GPRS（通用分组无线服务）空间信息处理系统相结合组建节水灌溉系统，采用CC2530为无线节点，以单片机为控制核心、无线路由节点、无线网关、监控中心为核心物理基础，实施对土壤墒情和作物用水状况精准管理。
3.2 加大人才队伍建设
随着当前农业物联网建设的发展，在各种技术推动的过程中都离不开人才支撑和科技创新。虽然现代化农业技术的发展能够给农业生产方式带来巨大变革，但是其中离不开技能人才的支持。当前在将互联网与大数据技术结合起来的过程中，出现专业人才短缺的问题。对此，在实际农业建设发展的过程中就需要打造更为强大的人才队伍。与此同时，可以将职业教育与农业信息化技术相结合，不断加强校企合作与产教融合，让学校能够更有针对性地培养更多高素质的劳动和技能人才。对此，科研单位与企业应当积极开展合作，建立联盟来推动企业与院校之间的合作，实现优势互补与资源共享，打造更为专业的人才队伍，推动农业物联网建设的不断发展。
3.3 群体智能
目前，人类群体和数据作为互联网传播的纽带，已经使移动通信得到了广泛的普及。如今人工智能发展的信息环境与从前也大不相同，智能化的全面普及让群体的智慧充分的发挥出理想的效果，并且创造了智慧农业这种全新的形式。然而，由于网络基础设施在我国还没有实现全面的覆盖，农业信息在网络平台搭建不完善的情况下，很难得到信息数据实时的共享，这使得人们所接收到的信息可能会在一定程度上缺乏实效性。但是，随着农业共享经济的不断推进，在农产品交易之中，会融合更多信息技术和网络建设的内容，使其应用的更为广泛，最终为农业带来更高的经济效益。
结束语
尽管无线传感技术在精准农业领域已经取得一系列重要进展，特别是近 5 年来随着大数据思维、技术以及研究范式的引入、融合与创新应用，基于物联网、机器学习、人工智能及其智能设备等新兴信息技术的无线传感系统在农业数据获取、传输转换以及存储管理等方面已经具有明显进步，对于农业环境、作物生理等方面的监测效度、精度与适应性具有明显提升。
参考文献
[1] 李朋来.向农业4.0时代迈进中的我国精准农业发展制度供给研究[J].科学管理研究，2020，38（1）：119-124.
[2] 唐停停，黄延龙.大数据时代人工智能农业发展浅析[J].广西农业机械化，2019（3）：55.
[3] 魏瑶.农业物联网、农业大数据和云平台管理技术在设施农业中的应用[J].农业工程技术，2018，38（25）：28-32.
关键词：精准农业;无线传感技术;大数据;物联网
引言
近年来，我国高度重视农业信息化与现代化发展。物联网技术已被广泛应用于农业生产的各个环节，在精准灌溉、精准施肥、病虫害防治、环境智能调控、智慧水产、智慧畜禽业等领域发挥了重要作用。我国农业物联网技术的发展尚处于初期探索阶段，主要应用于设施农业上，存在规模小、成本高、见效差等问题。相较于荷兰、以色列、美国和日本等发达国家的农业物联网技术，我国还存在农业专用传感器缺乏、农机与农艺融合不够等缺点。要加快我国农业物联网技术应用推广进程，必须突破农业物联网的关键技术瓶颈，研制出符合我国国情的农业物联网装备与系统，加强农机与农艺的融合应用，发挥信息在农业生产管理中的潜在价值，为农业生产经营注入新活力。
1 大数据的概念及研究进展
自21世纪以来，随着资讯类型与规模剧增，数据以前所未有的速度与数量加速积累，人类社会正式进入大数据时代。以试验数据分析为中心的传统学科（诸如基因组学、信息科学、天体物理学以及环境监测科学等），其数据来源与渠道呈现出多元化，催生了有效整合与深度挖掘多源海量数据的现实需求;与此同时，谷歌、脸书、百度、阿里巴巴等全球知名互联网行业巨头所运营与处理的客户信息逐渐增加，已经相继突破TB级别，达到了PB，甚至EB数量级规模。大数据的定义为利用常用软件工具获取、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集合，其结果必须借助计算机对其进行统计、比对与解析。大数据的兴起与应用引起了学术界的高度重视，2008年《Nature》出版发行了《Big Data》专刊，重点探讨大数据对于经济学、超级计算与数据处理技术等领域带来的机遇与挑战;2011年《Science》也推出《Dealing with Data》专栏，就大数据理论研究过程中存在的一系列重大争议性议题进行了探讨，指出了大数据对未来科学研究与大众生活的重要应用价值。2012年，欧洲信息学与数学研究协会会刊《ERCIM News》出版专刊《Big Data》，探讨大数据时代下密集型数据管理以及数据获取技术等重大问题，并介绍了欧洲科研机构所取得的最新进展。在此背景下，2012年6月由中国计算机学会青年计算机科技论坛组织举办的以“大数据时代，智谋未来”为主题的学术研讨会，就国内外大数据挖掘处理、技术体系构建、平台开发与现实应用案例最新进展进行了系统讨论，为我国大数据领域后续研究奠定了良好基础。
2 大数据技术在农业领域的研究现状
在国外，已经有很多学者针对大数据在农业领域中的应用展开了研究，并且取得了一定的成果。對于其在我国农业领域的应用方面进行研究可以看出，我国的农业栽培、防虫防害、环境监管和育种的工作都用到了大数据技术。目前针对大数据技术展开的研究更加深入，以至于能够更加精准的提取出遥感图像中蕴含的信息，这些信息能够更为精确地反映出气象问题和环境因素造成的影响。但是，对于我国的农业产业来说，在其中应用大数据的情况仍然处于初步阶段，虽然已经获得了一定的经验，但是对于未来农业发展的需求来说，仍然存在不足，需要进一步的提升大数据技术水平，从而推动农业发展。
3 大数据下无线传感技术在精准农业的应用
3.1 旱区农业灌溉精细化管理
众所周知，制约旱区、半干旱区农业发展的关键因子为水分供给，因而在不同种植模式、作物类型下的灌溉耗水的动态监测及全周期测算分析对于确保旱区农业增产增收具有举足轻重的现实意义。通过自行设计的可变速灌溉设施，结合无线传感器网络组件和实时动态监测软件，研发出一套可根据土壤湿度变化而自动感测与实时控制的智能灌溉系统。基于物联网技术（Io T），初步搭建精准农业灌溉系统，通过硬件组件、网络架构以及软件过程实现对其精密控制与信息收集，并且在反馈回路中分析和监控来自传感器数据，结合预先计算结果激活控制程序设备阈值。设计由传感器和微控制器为物理核心组件，运用RFID模块收集、传输传感器数据，并将其通过Arduino Nano和继电器与控制单元相衔接，农户基于上述自动化灌溉控制系统可设定特定作物所需要的水位，提供可承受的低成本、低功耗旱区灌溉解决方案。将Zig Bee技术的无线传感网络与GPRS（通用分组无线服务）空间信息处理系统相结合组建节水灌溉系统，采用CC2530为无线节点，以单片机为控制核心、无线路由节点、无线网关、监控中心为核心物理基础，实施对土壤墒情和作物用水状况精准管理。
3.2 加大人才队伍建设
随着当前农业物联网建设的发展，在各种技术推动的过程中都离不开人才支撑和科技创新。虽然现代化农业技术的发展能够给农业生产方式带来巨大变革，但是其中离不开技能人才的支持。当前在将互联网与大数据技术结合起来的过程中，出现专业人才短缺的问题。对此，在实际农业建设发展的过程中就需要打造更为强大的人才队伍。与此同时，可以将职业教育与农业信息化技术相结合，不断加强校企合作与产教融合，让学校能够更有针对性地培养更多高素质的劳动和技能人才。对此，科研单位与企业应当积极开展合作，建立联盟来推动企业与院校之间的合作，实现优势互补与资源共享，打造更为专业的人才队伍，推动农业物联网建设的不断发展。
3.3 群体智能
目前，人类群体和数据作为互联网传播的纽带，已经使移动通信得到了广泛的普及。如今人工智能发展的信息环境与从前也大不相同，智能化的全面普及让群体的智慧充分的发挥出理想的效果，并且创造了智慧农业这种全新的形式。然而，由于网络基础设施在我国还没有实现全面的覆盖，农业信息在网络平台搭建不完善的情况下，很难得到信息数据实时的共享，这使得人们所接收到的信息可能会在一定程度上缺乏实效性。但是，随着农业共享经济的不断推进，在农产品交易之中，会融合更多信息技术和网络建设的内容，使其应用的更为广泛，最终为农业带来更高的经济效益。
结束语
尽管无线传感技术在精准农业领域已经取得一系列重要进展，特别是近 5 年来随着大数据思维、技术以及研究范式的引入、融合与创新应用，基于物联网、机器学习、人工智能及其智能设备等新兴信息技术的无线传感系统在农业数据获取、传输转换以及存储管理等方面已经具有明显进步，对于农业环境、作物生理等方面的监测效度、精度与适应性具有明显提升。
参考文献
[1] 李朋来.向农业4.0时代迈进中的我国精准农业发展制度供给研究[J].科学管理研究，2020，38（1）：119-124.
[2] 唐停停，黄延龙.大数据时代人工智能农业发展浅析[J].广西农业机械化，2019（3）：55.
[3] 魏瑶.农业物联网、农业大数据和云平台管理技术在设施农业中的应用[J].农业工程技术，2018，38（25）：28-32.