农业信息化在现代农业发展中的重要作用

赵 青

(河南工业贸易职业学院，郑州 451191)

随着计算机技术的逐渐提高及在各个行业的广泛应用，目前，世界农业信息化水平已经基本实现网络应用、数据库开发和农业生产智能化远程监控等阶段[1-2]，美国及日本在农业信息化技术方面的研究位于世界领先水平，拥有着强大的信息化技术和高度发达的经济市场支撑，引领着世界农业发展方向。

我国农业信息化技术起步相对较晚，但是发展速度较快，目前我国已经有超过1 700家农业信息运行网站，基本覆盖农业信息化的各个方面[3]。但是我国农业信息化技术仍然存在农业信息化基础设施薄弱，大部分农村地区不会使用互联网技术，导致农业物联网、大数据、云平台等技术还处于初级阶段，农业智能化发展较为落后。未来我国应该积极引进国外先进经验和技术措施，基于我国农业生产实际国情，不断进行技术改革与创新，逐步发展适合我国现代农业生产的信息化管理技术和手段，逐步建立完善的农业信息管理措施与农业信息传播体系，建立完善的田间互联网管理设施，推动信息化技术在我国现代农业生产的高效运用[4-6]。

1.1 农业信息化核心技术

农业信息化技术主要基于传感器技术、计算机技术、多媒体技术、无线通信技术等建立农田信息采集系统、农田远程控制技术、可视化管理技术、病虫害预警技术等(图1)。

图1 农业信息化核心技术

1.2 农业信息化在现代农业发展中的重要性

随着现代化信息技术的不断发展，传统农业生产方式已经无法满足现代农业的发展需要，随着信息化技术在农业生产中的不断应用，极大地提高了农业生产水平，促进现代农业的发展，提高农户经济收入。

1.2.1 提高农业机械自动化及智能化水平

传感器技术、计算机技术及人工智能技术在农业机械作业中的应用，农业机械通过安装自动诊断和自动报警模块，可以依靠自动化信息处理技术对周边环境及干扰条件进行自行处理，降低农业机械的故障发生率，极大地降低劳动强度，提高农业工作效率。

1.2.2 提高作物管理水平

田间信息化设备可以及时、准确地反馈作物生长信息及环境信息，让农户远程也可以及时地了解作物长势。结合人工智能技术还可以进行作物产量预测，作物产量的预测结果对于发展我国粮食生产、稳定市场经济、调整农业结构及优化田间种植及管理措施具有重要的指导意义[5-6]。

1.2.3 农业物联网系统的构建

以农业生产为背景，将人、计算机、农业产品进行全面联通与信息交互，其本质是通过获取作物生产环境、农产品信息与产品流通信息进行实时更新与记录，通过平台电子追溯信息可快速掌握产品基本情况、锁定问题产品流向、明确追溯责任主体，保障了消费者和生产者的合法权益，可以保障粮食安全。

2.1 农田信息采集及远程控制系统

农业信息采集系统主要包括远程控制端、中央处理器、信息数据处理单元、分布于农田各节点处的温度传感器、湿度传感器及土壤pH值传感器等部分，通过A/D转换器连接信息数据处理单元，信息数据处理单元通过ZigBee模块基于ZigBee网络连接中央处理器，中央处理器连接数据存储服务器，远程控制端通过ZigBee网络与中央处理器连接通信，进而实现田间数据的采集、存储与远程运输。农田远程控制技术可以实现农作物参数实时在线测量。基于农田信息采集系统，根据相关参数的变化，实现远端监控，通过手机端，用户可以远程自动控制农田环境设备，如自动灌溉系统、风机、顶窗等,让用户足不出户远程控制温室设备。还可以进行远程自动设置，让整个农田设备随环境参数变化而自动工作，比如当土壤湿度不足时，田间灌溉系统自动开始浇水。

2.2 病虫害预警系统

病虫害监测预警系统主要由五部分组成，分别是虫情信息自动采集传输设备、农作物病菌孢子自动捕捉培养系统、农田小气候自动采集传输设备、农田环境远程实时监测设备、农林生态远程实时监测系统，各部分主要功能如表1所示。

表1 病虫害监测预警系统各部分功能

2.3 农田无线通信技术

传统农田作物的生长状况监测，不但要耗费大量的人力，而且不能够做到实时监控，如果采用有线测控系统，则需要铺设光纤或者电缆，增加了农业生产成本，降低了系统的灵活性和可扩展性。随着传感器技术、无线通信技术及嵌入式技术的发展，无线传感器网络应运而生。无线传感器网络可以实时监测、感知和采集监控区域的信息，并将采集到的数据经处理后发送给终端用户，目前，无线传感器网络已经广泛应用到农业领域。以田间温湿度远程监控为例展示了农田无线通信技术主要组成及工作原理(图2)。

图2 农田无线通信技术主要组成及工作原理

3.1 加快农业信息化基础设施建设

目前，我国农业信息技术普及程度较低，计算机技术、传感器技术在部分地区普及也较为落后，加之缺乏相应的农业信息技术指导，因此，限制了信息技术在农业生产中的应用，部分地区计算机等基础设备较为落后，农业信息化技术设施较为薄弱。为了同步提升信息化技术在现代农业生产中的应用，应加强农田标准化建设，发展农业基础设施与装备的建设，为信息化技术设备的应用提供一个良好的应用平台，如农业机械化装备、田间水利装备、田间物联网技术、田间传感器技术及相关电子基础设施的应用。

3.2 健全农业信息化服务体系，提升农业信息化服务水平

建立农产品溯源体系，随着物联网、云计算、5G、大数据等互联网新技术的不断涌现，数字农业、智慧农业技术走向成熟应用阶段，加强生产主体农药、化肥实名制购销管理，大幅提高农业农村职能部门对投入品经营的监管能力。种植业、水产业及禽蛋、水果等基地检测准出农产品，信息由二维码呈现，生产经营者赋码录入产品信息，监管者、消费者随时随地扫码查询，方便快捷，提高企业的主体责任意识，保障消费者权益及粮食安全。

3.3 加强政策扶持与科研资金投入

我国农业信息化技术相对起步较晚，其核心技术，如计算机技术、人工智能技术、传感器技术等发展相对较为落后，因此，相关政府及高校教育部门应加大科研资金投入，积极引进相关的设备与人才。另一方面，政府应加大补贴政策与资金投入，降低农户的投入成本，促进信息化技术在各个地区农业生产的快速应用与发展。积极投入相关技术推广与应用，组织技术队伍下乡指导与培训，在进行田间应用时，循序渐进地向农户介绍各类信息技术的使用，当农户在种植过程中出现问题时及时纠正，促进农业信息化新技术更快得到农户认可和使用，提高农业作业效率和农户经济收益，推动现代化农业快速、高效地发展。

随着计算机技术、传感器技术、通信技术等的快速发展及应用，我国农业自动化、智能化程度不断提升。农业信息化是现代农业建设的主要内容及发展目标，是一个动态发展的过程，主要包括农业田间管理信息化技术、农业远程监控及农产品流通信息化等关键内容，农业生产、管理、销售及流通各个环节实现高效、智能及可持续发展。因此，对农业信息化技术的核心内容及应用现状进行系统分析，提出在实际农业生产中，农业生产信息化基础设施不完善、相关技术人才缺失等都限制了农业信息化在现代农业的发展，在我国不同地区农业信息化技术发展水平差异较大，针对以上问题，提出未来农业信息化技术的主要发展方向与研究重点。研究结果可为提升我国现代农业信息化水平提供理论参考。