智慧农业背景下区块链赋能物联网技术的应用

□王文琦

（山西农业大学软件学院 山西 晋中 030801）

随着区块链技术的不断发展，展现出超强的商业价值，使其作为超级商业载体而存在，进而提高农业经济效益，推动农业向智慧化技术领域发展。在智慧农业发展过程中，区块链有着极其重要的地位，为农业生产信息、农业产品物价、农产品销售、农业数据传递等方面提供极其重要的数据，是智慧农业发展的重要支撑。因此，了解区块链与挖掘区块链的潜在价值是现阶段发展智慧农业的必然趋势。

1 发展智慧农业的意义

1.1 推动国家第三产业转型

我国是农业大国，每年农产品产量巨大，但农产品在种植与收获时需要投入大量的人力和物力，造成大量的资源浪费，导致出现很多不良反应，不利于农业经济的发展[1]。因此，我国农业需要进行转型，将现代化技术融入农业当中，为农业发展提供全新的动力。大数据、云技术、物联网、区块链等技术与农业生产技术相结合，可以推动农业的全面发展，提高农业产业的生产力，因此发展全新的农业需要将信息技术与农业深度融合。

1.2 国家战略布局

我国进入智能化时代以来，提出发展智慧农业的全面发展战略，并在“十四五”规划中提出“互联网+”的发展模式，运用全新的互联网技术推动农业发展，是农业未来的发展趋势，也是国家经济发展战略的重要布局。

1.3 实现农业产业的高效绿色发展

智慧农业的发展需要运用科学技术实现对农业生产的规范化与高效化，在帮助农作物生长的同时，尽可能地减少资源的使用，并保护农业的种植环境。例如运用大数据、互联网通信、云计算、气候检测传输器等相关技术掌控农业产业种植地的天气变化，以实现资源利用的最大化，科学制订整体种植技术能有效预防各种自然灾害、市场变化、供需关系等。通过传感器、大数据、智能系统等实现对土地的最大化利用，实现资源的高效利用，从而提高农业产业的经济效益[2]。结合区块链的特点，实现销售、运输、生态等方面的有机结合，实现农业的持续发展。例如土壤测量技术、农作物灌溉技术、病虫害防治技术等都能有效提高农业产业对资源的利用率，实现绿色种植，在提高产量的同时，增加农业经济收益。

2 智慧农业发展过程中遇到的困难

2.1 生态问题与气候灾害

随着科技的不断发展，智慧农业得以快速发展，但在发展过程中存在很多问题。大部分农业种植者对化肥、杀虫剂、除草剂等的应用依旧十分广泛，短时间内无法改变农业种植产业的现状，多数化学药剂会对土壤造成很大的破坏，进而破坏周边的生态环境，严重时会引起生态灾难。很多农产品富含大量的化学元素，导致农产品安全兼具机遇和挑战[3]。农业发展受到内外环境及多种因素影响，考虑到我国地理地质特殊性、气候环境差异性等因素，需要采取有效措施应对农业发展过程中的灾害。据相关资料统计，由气象灾害引发农业经济损失的占比为4/5。

2.2 供需关系变化复杂

在过去的几十年中，我国粮食产量每年都在持续增长，其他绿色蔬菜也实现了同步增长，但在大幅增长的同时，供需关系发生了变化，对外出口贸易的依赖程度不断增加。此外，农业产业种植成本的上浮与市场的波动是造成农业发展困难的主要因素之一，农产品的质量关系着人们的食品安全，是不可忽视的重要问题。

2.3 智慧农业布局不合理

据不完全统计，我国现阶段农业种植人口大约为2.6 亿人，但在巨大的人口数量面前，生产规模不够规范、土地碎片化严重，导致很多地方无法使用大型农业机械，进而导致农业生产效率低下[4]。

我国大产业与小农现象存在已久，与发达国家相比，生产经营规模小、资源利用率低、土地产出率低、人均创造价值差距明显。

2.4 智慧农业种植人员老年化严重

现阶段，我国农业发展十分矛盾，大多数年轻人在城市生活，没有接触过农业种植，而真正依靠农业经济的人员普遍年龄偏高，随着政府相关政策的出台，农业种植逐渐转向智慧化、机械化、智能化，但老年人对新型技术的学习与接受能力较差，导致智能化农业发展进程缓慢，缺乏农业产业种植人员已成为制约农业发展的迫切问题。

2.5 智慧农业创新技术缺乏

目前，我国农业技术创新能力较差，每年农业科技贡献大约为60%，国外先进农业技术贡献率高达70%以上，与欧美发达国家相比，我国农业技术研发率相对较低，表明我国农业技术研发与实践需要不断加强和完善。例如，我国农业现阶段应用的土壤检查、监测分析仪器、大型农业机械等产品主要依靠进口，这对我国农业的发展十分不利，因此要加强对农业科技的研发[5]。

此外，我国农业的生产方式与种植方式正处于转型阶段，相比传统农业需要消耗大量的能源和人力资源，并且会对生态环境造成一定程度的破坏，这对农业的可持续发展相当不利，我国农业发展必须进行全面转型。

3 信息技术带给智慧农业发展的契机

智慧农业虽然与发展理念相结合，但侧重于对技术的综合应用，其核心是数据的全面感知、稳定传输、数据计算等关键技术的支持，包括物联网、大数据、云计算、人工智能等。随着智慧农业的大规模发展，相关问题随之而来。例如，对大数据技术的应用，需要转变农业发展及管理理念，创建网络安全系统，增强数据真实性和可靠性，打造网络诚信体系，高效对接知识产权归属问题，这是创建和打造智慧农业一体化、实现可持续发展的技术力量。

随着互联网信息时代的全面到来，智慧农业的构建成为创新与挑战并举的重要任务，需要依托区块链拓展广阔的空间[6]。区块链技术在信息时代下应运而生，该技术的研发应切合实际，明确智慧农业建设的目标及方向。

根据智慧农业实际技术应用情况，区块链技术具有两面性，主要体现在以下两点。①区块链技术与大数据、云计算等技术相同，属于建设智慧农业的技术范畴，发挥着重要作用。②区块链技术不同于物联网、人工智能技术等，该技术具有维系数据安全、增强传递信息价值等功能，期间制定诚信机制，规范智慧农业发展秩序，拓宽了农业的基础支撑。因此，对于区块链技术需要精准定位，工作人员在分析其内涵及任务的基础上，形成创造性思维，根据丰富的农业发展理念，充分挖掘该技术的价值，将技术功能融合到农业现状，助推智慧农业发展新格局，这是现代化智慧农业的未来发展方向。

4 区块链应用

随着社会经济的飞快发展，大多数行业以区块链技术为基础架构应用，根据区块链技术的优势和价值，遵循我国经济发展新形势、新要求，将各类先进技术与各行业结合，从而推动行业的发展。因此，在打造智慧农业的过程中，将基础供应链版块和功能作为先决条件，区块链技术应用主要包括以下5 类。

4.1 区块链与农业大数据结合

区块链是从金融行业演变而来的，是数据记录与运营系统，其数据本身呈现分布式，因此数据量非常庞大，进而导致区块链在使用过程中与大数据存在必然的联系。农业大数据的获取、管理、维护、真伪、时效、修改、统一等特性对传统数据库是一个巨大的挑战，因此大数据区块链搭建是实现智慧农业的基础。

4.2 区块链与农业物联网结合

随着传感设备与物联网的飞速发展，各种各样的品牌、物理协议、数据版本、管理方式等存在差异性，其在一定程度上制约了物联网技术，期间其他因素也会影响物联网发展，例如设备监管、数据安全等。物联网要走出技术发展困境，必须做到智慧化数据实时管理，区块链能有效记录各种数据，不仅高效对接智能设备应用中的互通和安全管理，还增加了对物联网技术的可靠性和安全性。

4.3 区块链与云计算结合

云计算技术在互联网中得到广泛应用，区块链与云计算结合是以云计算为基础，将区块链数据进行合理的运算，其将农业领域内大量的零散资源进行整合，使得农业资源得到最大化的利用。此外，利用分布式计算和中心化特性将市场交易量和供需关系进行模拟，使得农产业种植者的基本利益得到保障，这种结合模式能有效节省区块链技术的成本费用，同时使整个组织结构更具科学性、合理性和安全性。

4.4 区块链与人工智能结合

人工智能技术的发展，离不开计算机相关技术与大数据，模型的应用需要以机器和模式算法为数据支撑。一般来说，数据量的大小，直接影响模型质量的好坏，如果数据量丰富，时间序列足够长，模型质量就有保障。区块链技术融合在人工智能应用中，所有的数据情况均被详细记录下来，期间人工智能更具动作性和发展性，同时技术稳定性、可靠性也会增强。两种技术相辅相成、相互促进，结合的意义在于为人工智能创建核心技术，便于维护和制造互信的机器，这种智能设备信任机制更健全且成本相对低廉。

4.5 区块链与农业金融结合

农业金融领域既是最为活跃的空间，又有着独特技术的优越性，对于“区块链+农业金融”，应致力于实践探索。根据该系统功能属性识别和分析抵押物，期间创建对应的契约机制。农业领域在金融中底子弱，尤其是担保贷款，具有一定的难度，需要分析不足之处，不仅要增加信息的公开性和透明性，还要防止用户信息被肆意攻击和篡改，期间增加诚信度，切实降低广大农户的经济成本。尤其是根据中心化功能，编制申请贷款流程，打破依赖于银行或诚信公司的单一形式，提供多样化的信用证明，贷款机构采取区块链数据信息采集方式，促进工作效率的提升。因此，对于区块链与农业金融的有机结合，需要根据实际情况，主抓技术突破口，优化农业领域薄弱环节，注重技术创新与研发，这对构建智慧农业具有重大的现实意义。

5 结束语

信息技术带动经济飞速发展，促使传统工业与农业发生变革。在智慧农业背景下，全新的农业科技浪潮逐渐向现代化智能技术转变，并逐渐成为社会各界关注的重点。区块链作为智慧农业发展的重要技术之一，可以有效提高农业的经济效益，还能助推农作物的绿色发展，改善周边生态环境，促使智慧农业的长远发展。