智慧農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)包括感知技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。

一、感知技術(shù)

感知技術(shù)可理解成是在智慧農(nóng)業(yè)中讓物品“開(kāi)口說(shuō)話”的關(guān)鍵技術(shù)。智慧農(nóng)業(yè)中，常用的感知技術(shù)RFID（射頻識(shí)別技術(shù)）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。識(shí)別過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID標(biāo)簽上存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的物品跟蹤與信息共享。

典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和信息處理系統(tǒng)組成。當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品通過(guò)特定的信息讀寫(xiě)器時(shí)，標(biāo)簽被讀寫(xiě)器激活并通過(guò)無(wú)線電波將標(biāo)簽中攜帶的信息傳送到讀寫(xiě)器和信息處理系統(tǒng)，完成信息的自動(dòng)采集工作。信息處理系統(tǒng)則根據(jù)需求承擔(dān)相應(yīng)的信息處理和控制工作。

二、傳感器技術(shù)

傳感技術(shù)是從自然信源獲取信息，并對(duì)之進(jìn)行處理、變換和識(shí)別的一門(mén)多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識(shí)別的規(guī)劃設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、測(cè)試、應(yīng)用及評(píng)價(jià)改進(jìn)等活動(dòng)。

在智慧農(nóng)業(yè)中，傳感技術(shù)主要負(fù)責(zé)接收物品“講話”的內(nèi)容。傳感器負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)信息的采集，是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的基礎(chǔ)，是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

智慧農(nóng)業(yè)中的傳感器節(jié)點(diǎn)通常由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)傳輸和電源構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力，也就是在傳統(tǒng)傳感器基礎(chǔ)上、增加了協(xié)同、計(jì)算、通信功能。近年來(lái)，隨著生物科學(xué)、信息科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展，傳感器技術(shù)有向微型化、多功能化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

三、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

智慧農(nóng)業(yè)中，物品與人的無(wú)障得交流，必然離不開(kāi)高速、可進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無(wú)線連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離通信所提供的藍(lán)牙技術(shù)和紅外技術(shù)。

在近距離通信方面，以IEEE 802.15.4為代表的近距離通信技術(shù)是目前的主流技術(shù)，802.15.4規(guī)范是IEEE制定的關(guān)于低速近距離通信的物理層和媒體介控制層規(guī)范，工作在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段，免許可證的2.4GHZ ISM頻段全世界都可通用。在廣域網(wǎng)絡(luò)通信方面，IP聯(lián)網(wǎng)、4G/5G移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了信息的遠(yuǎn)程傳輸，特別是以IPv6為核心的下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將為每個(gè)傳感器分配IP地址，也為傳感網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)通信技術(shù)，常見(jiàn)的有藍(lán)牙、IrDA、WiFi.Zigbee、RFID、UWB、NFC、WirelessHart等

四、人工智能技術(shù)

人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程能行為(如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等)的技術(shù)。在智慧農(nóng)業(yè)中，人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)將物品“講話”的內(nèi)容進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理

五、云計(jì)算技術(shù)

智慧農(nóng)業(yè)中的信息種類、數(shù)量都將成倍增加，其需要分析的數(shù)據(jù)量成幾何增加，同時(shí)，還涉及多個(gè)系統(tǒng)工程之間的各種信息數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題，如何從海量數(shù)據(jù)中挖掘信息等，給數(shù)據(jù)計(jì)算帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)云計(jì)算技術(shù)的支持?？梢哉f(shuō)，云計(jì)算是智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用發(fā)展的基石，其原因有兩個(gè)：一是云計(jì)算具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力；二是由于智慧農(nóng)業(yè)無(wú)處不在的數(shù)據(jù)采集，需要大范圍的支撐平臺(tái)以滿足其規(guī)模需求。云計(jì)算通過(guò)如下幾種方式支撐智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。1.單中心、多終端應(yīng)用模式。2.多中心、多終端應(yīng)用模式。3.信息與應(yīng)用分層處理、海量終端的應(yīng)用模式。

本文內(nèi)容選編自《智慧農(nóng)業(yè)》，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社2019年7月第1版，2020年11月第7次印刷，李偉越、艾建安、杜完鎖主編，責(zé)任編輯徐毅。

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