基于物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的探索

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的探索    丁濤杰 郁洪遠(yuǎn) 錢(qián)美娟 姚金彤摘要：在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立推動(dòng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段。平臺(tái)主要依靠遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，對(duì)涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)、整理、分析、反饋等，建立起一套農(nóng)業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、高效和創(chuàng)新的目標(biāo)，提高農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。本文依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)，對(duì)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)研究，并為其未來(lái)發(fā)展提供合理有效的建議。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng); 大數(shù)據(jù); 農(nóng)業(yè); 智慧農(nóng)業(yè);一、引言近年來(lái)，我國(guó)政府密切關(guān)注農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的建立與發(fā)展

2、。自2012年起，中國(guó)開(kāi)始重點(diǎn)關(guān)注“智慧農(nóng)業(yè)”的發(fā)展并推出“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù);2016年，“十三五”全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息發(fā)展規(guī)劃指出，要加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展，統(tǒng)籌推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村電子商務(wù)發(fā)展，創(chuàng)新流通方式，打造新業(yè)態(tài);2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)的促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要中，明確要求推進(jìn)各地區(qū)、各行業(yè)、各領(lǐng)域涉農(nóng)數(shù)據(jù)資源的共享開(kāi)放，加快農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)資源要素?cái)?shù)據(jù)共享;2018年我國(guó)政府又提出關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見(jiàn)，其中提到要大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)農(nóng)林水利工程，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)示范和遙感技術(shù)應(yīng)用;2019年，中央一號(hào)文件提出要深入推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用，推進(jìn)

3、重要農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設(shè)，加強(qiáng)國(guó)家數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村系統(tǒng)建設(shè)。在一系列政策的支持下，我國(guó)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的整體發(fā)展勢(shì)頭良好，但是也存在一系列問(wèn)題。二、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀縱觀近年來(lái)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的發(fā)展可以看出其存在如下問(wèn)題：第一，農(nóng)戶(hù)對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的接受程度低。就我國(guó)目前農(nóng)業(yè)發(fā)展的整體情況來(lái)看，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的全國(guó)普及率不高且分散，大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施及信息化教育仍然落后，農(nóng)戶(hù)對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的解讀和實(shí)際操作能力較低。第二，平臺(tái)的整體研發(fā)缺乏自主核心技術(shù)。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)仍然要依靠國(guó)外，缺乏自己的大數(shù)據(jù)處理體系，這使得平臺(tái)的未來(lái)發(fā)展受到一定限制。第三，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的農(nóng)戶(hù)大數(shù)據(jù)服務(wù)。部分

4、平臺(tái)著眼于眼前利益，沒(méi)有結(jié)合農(nóng)戶(hù)的實(shí)際文化水平等情況來(lái)設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)操作項(xiàng)目，造成農(nóng)戶(hù)不能直接有效利用平臺(tái)信息，出現(xiàn)讀不懂、用不來(lái)的現(xiàn)象。三.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)介紹一.主要內(nèi)容介紹以農(nóng)業(yè)信息化、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和數(shù)據(jù)挖掘?yàn)楸尘?，通過(guò)在農(nóng)田周?chē)O(shè)置的各類(lèi)傳感器來(lái)采集農(nóng)田的溫濕度、光照、土壤濕度和土壤ph值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。使得農(nóng)民能夠利用農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)來(lái)了解農(nóng)田環(huán)境情況和植物生長(zhǎng)情況，并分析植物生長(zhǎng)信息以得到植物病蟲(chóng)害侵染等級(jí)。系統(tǒng)分為六個(gè)功能模塊，包括農(nóng)田環(huán)境信息、植物生長(zhǎng)信息、統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)分析、農(nóng)田實(shí)時(shí)監(jiān)控、農(nóng)田設(shè)備信息和系統(tǒng)管理。農(nóng)田環(huán)境信息模塊主要負(fù)責(zé)管理農(nóng)田日常溫濕度及光照情況、土壤情況等;植物生長(zhǎng)信息模塊主要

5、負(fù)責(zé)管理農(nóng)田植物生長(zhǎng)過(guò)程中灌溉、施肥、病蟲(chóng)害防治等信息;統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)分析模塊主要以組合統(tǒng)計(jì)圖的方式展示農(nóng)田溫度、濕度和光照等歷史數(shù)據(jù)，并且以曲線圖的方式展現(xiàn)了經(jīng)過(guò)ga-bp算法預(yù)測(cè)分類(lèi)的病蟲(chóng)害等級(jí)情況;農(nóng)田實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊主要以動(dòng)態(tài)圖的形式實(shí)時(shí)顯示農(nóng)田的各項(xiàng)指標(biāo)，起到監(jiān)控預(yù)警的作用;農(nóng)田設(shè)備信息模塊主要對(duì)農(nóng)田相關(guān)設(shè)備工具進(jìn)行登機(jī)和管理;系統(tǒng)設(shè)置主要負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)用戶(hù)的個(gè)人信息和權(quán)限分配等。二.技術(shù)路線的淺談一.系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)基于大數(shù)據(jù)分析的農(nóng)業(yè)氣候與農(nóng)作物生長(zhǎng)信息管理分析系統(tǒng)整合了傳感器技術(shù)、網(wǎng)關(guān)技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)分析等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。其中農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)

6、的采集是系統(tǒng)大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘最重要的一環(huán)，其后的集成、分析、管理都構(gòu)建于采集的基礎(chǔ)上。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集主要包括農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)傳感體系、網(wǎng)絡(luò)通信體系、傳感適配體系、智能識(shí)別體系及軟硬件資源接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、接入、傳輸、信號(hào)轉(zhuǎn)換、監(jiān)控、初步處理和管理等。二.大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)和部署針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域隨著農(nóng)業(yè)部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算和分析軟件要求的不斷提高，原有的系統(tǒng)已經(jīng)不能更好地適應(yīng)和滿足農(nóng)業(yè)需求這一問(wèn)題，遂設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于hadoop云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)管理及處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)安全可靠存儲(chǔ)管理，并嘗試使用我們開(kāi)發(fā)的算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。三. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層及數(shù)據(jù)

7、庫(kù)設(shè)計(jì)以 map reduce為代表的非關(guān)系數(shù)據(jù)管理和分析技術(shù)以其良好的擴(kuò)展性、容錯(cuò)性和大規(guī)模并行處理的優(yōu)勢(shì)，得到了很大的發(fā)展，并逐漸成為大數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的主要技術(shù) 手 段。現(xiàn)在已經(jīng)有以hadoop、map reduce、hbase分布式框架為處理平臺(tái)，構(gòu)建“農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)”的系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要存儲(chǔ)技術(shù)有分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等。四、結(jié)論總體而言，目前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)展勢(shì)頭良好，但水平亟需提高。首先要培育大數(shù)據(jù)人才和加強(qiáng)農(nóng)村信息化建設(shè)，一方面為平臺(tái)保留后備操作人員資源，為完善大數(shù)據(jù)平臺(tái)和推廣技術(shù)奠定基礎(chǔ);另一方面，補(bǔ)齊農(nóng)戶(hù)接受程度低的短板，減小農(nóng)村信息化水平低下對(duì)大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響。其次增加農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的創(chuàng)新研發(fā)投入，減少對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴(lài)，致力于建立全自主的大數(shù)據(jù)處理框架，擴(kuò)大平臺(tái)的發(fā)展空間。再次政府主張建立簡(jiǎn)單易懂的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，旨在提高農(nóng)戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的利用率，從而最大程度地實(shí)現(xiàn)平臺(tái)價(jià)值。還有政府鼓勵(lì)建立數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，統(tǒng)一收集各類(lèi)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，整合資源，建立完整的數(shù)據(jù)鏈，促進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)共享。最后政府應(yīng)建立相關(guān)的法律法規(guī)，保證數(shù)據(jù)交互的合法性，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的長(zhǎng)久發(fā)展保駕護(hù)航。參考文獻(xiàn)：【1】瞿榮錦，