首頁(yè) > 優(yōu)秀范文 > 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)
時(shí)間：2023-07-27 09:28:57
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 引言
隨著當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科技網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也越來(lái)越多了，我國(guó)農(nóng)業(yè)也開(kāi)始從粗放型農(nóng)業(yè)逐步向智慧型農(nóng)業(yè)邁進(jìn)。“智慧農(nóng)業(yè)”是信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合在農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中的具體實(shí)踐和應(yīng)用，是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài)；物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展“智慧農(nóng)業(yè)”的核心。探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，將極大促進(jìn)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省的湖南來(lái)說(shuō)，更是一個(gè)大的發(fā)展機(jī)遇。
2 物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層三層。感知層的主要功能是識(shí)別物體和采取信息，它主要應(yīng)用了傳感器、RFID、GPS以及RS 技術(shù)等，完成信息的收集、信息簡(jiǎn)單處理以及信息向傳輸層的發(fā)送。傳輸層負(fù)責(zé)處理感知層傳來(lái)的信息及信息的遠(yuǎn)距離傳輸，它位于整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的中間層，是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞；其中運(yùn)用最廣泛的是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）、互聯(lián)網(wǎng)、ZigBee 技術(shù)等。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)服務(wù)及應(yīng)用，它是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，主要涉及云計(jì)算、GIS、專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等信息技術(shù)，通過(guò)它們將海量數(shù)據(jù)分類(lèi)、整理、計(jì)算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
“智慧農(nóng)業(yè)”是“感知中國(guó)”、“美麗中國(guó)”理念在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的具體應(yīng)用，指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)“三農(nóng)”產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化、低碳化、生態(tài)化、集約化，從空間、組織、管理整合現(xiàn)有農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、通信設(shè)備和信息化設(shè)施，使農(nóng)業(yè)和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“高效、聰明、智慧、精細(xì)”[1]。物聯(lián)網(wǎng)是“智慧農(nóng)業(yè)”智能化和精細(xì)化生產(chǎn)、管理、決策的技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用——建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)已成為各地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型、步入農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
3 湖南推進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)分析
作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省的湖南，正面臨農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)?，F(xiàn)階段加快推進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)，是切實(shí)可行的，具體來(lái)說(shuō)它具有以下一些優(yōu)勢(shì)。
3.1 國(guó)內(nèi)外基于物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及可借鑒經(jīng)驗(yàn)
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)形成了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，物聯(lián)網(wǎng)已滲透到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面，現(xiàn)已演化成農(nóng)業(yè)工業(yè)，步入了科學(xué)的新農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。隨著我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)投入的不斷增加，以及國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，包括北京，上海，無(wú)錫，蘇州等地，政府和企業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的投資數(shù)量加大，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)也得到了市場(chǎng)的肯定，如：墑情監(jiān)測(cè)、大棚溫室監(jiān)控、節(jié)水、食品安全溯源等，且涌現(xiàn)了楊凌智慧農(nóng)業(yè)和大唐移動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)等典型示范案例，產(chǎn)生了比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更高的價(jià)值。
這些國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、以及在智慧農(nóng)業(yè)中的成功應(yīng)用為我省推進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了寶貴的學(xué)習(xí)借鑒經(jīng)驗(yàn)。
3.2 不斷完善的農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)和初具規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈
湖南農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已不斷完善。2011年湖南省被立項(xiàng)開(kāi)展國(guó)家農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化示范省建設(shè)試點(diǎn)。省、市、縣各級(jí)各類(lèi)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站、農(nóng)業(yè)信息平臺(tái)逐步建立；農(nóng)業(yè)電子商務(wù)交易規(guī)模增長(zhǎng)迅速，如 “特色湖南”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，剛上線就實(shí)現(xiàn)了4個(gè)月網(wǎng)上銷(xiāo)售400多萬(wàn)元的良好業(yè)績(jī)；農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系基本形成，90%以上縣設(shè)置了專門(mén)的農(nóng)業(yè)信息管理和技術(shù)支持服務(wù)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，湖南省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2013年6月，湖南省有從事物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)、制造、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)的企業(yè)共240多家；分布在傳感器、芯片設(shè)計(jì)、電子標(biāo)簽、智能終端、應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成、運(yùn)營(yíng)服務(wù)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，基本形成了初級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈，在部分領(lǐng)域還有一定優(yōu)勢(shì)。
不斷完善的農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)和初具規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的湖南智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了設(shè)施保障。
3.3 湖南堅(jiān)實(shí)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)有利于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣
湖南土地資源豐富，全省擁有耕地4870萬(wàn)畝，山地2.56億畝，水面2043萬(wàn)畝。農(nóng)產(chǎn)品基地建設(shè)初具規(guī)模；目前，全省已建立棉花生產(chǎn)基地、水稻生產(chǎn)基地等優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品基地共計(jì)100多個(gè)。涌現(xiàn)大批具有一定的規(guī)模和品牌影響力的農(nóng)產(chǎn)品，如寧鄉(xiāng)花豬、臨武鴨、洞庭湖大閘蟹、隆回藥材、祁東黃花菜等。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展，湖南是我國(guó)農(nóng)民專業(yè)合作經(jīng)濟(jì)組織建設(shè)的試點(diǎn)省之一，在調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)的過(guò)程中，涌現(xiàn)出了大量農(nóng)村專業(yè)合作經(jīng)濟(jì)組織、營(yíng)銷(xiāo)大戶和農(nóng)民經(jīng)紀(jì)人。農(nóng)業(yè)產(chǎn)值快速增長(zhǎng)，十一·五期間年平均增長(zhǎng)4.7。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要大量投入，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值快速增長(zhǎng)，農(nóng)民收入水平高，為智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了必要的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)；豐富的土地資源、規(guī)?；r(nóng)產(chǎn)品基地、農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，以及蓬勃興起的高效特色農(nóng)業(yè)，為湖南提速智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐平臺(tái)。
4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵，結(jié)合湖南推進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)分析，現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可以采用以下應(yīng)用模式。
4.1 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智慧生產(chǎn)
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要包括現(xiàn)代化溫室和工廠化栽培調(diào)節(jié)和控制環(huán)境。它是利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息感知技術(shù)，主要包括農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)、GPS 技術(shù)以及RS 技術(shù)等；利用它們采集各個(gè)農(nóng)業(yè)要素信息，包括種植業(yè)中的光、溫、水、肥、氣等參數(shù)，在不同的作物生長(zhǎng)期，實(shí)施全面監(jiān)測(cè)[2]。這種生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用見(jiàn)效快，能夠?yàn)楦吒郊又诞a(chǎn)品錦上添花；方便的快速?gòu)?fù)制，可以快速應(yīng)用到不同的作物；而且這種技術(shù)各地都有類(lèi)似的項(xiàng)目，有很成熟的應(yīng)用。對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品基地建設(shè)初具規(guī)模的湖南，非常適合此類(lèi)應(yīng)用，如，我們可以建設(shè)棉花生產(chǎn)基地、水稻生產(chǎn)基地等科技示范基地項(xiàng)目，利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智慧生產(chǎn)。
4.2 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品智慧流通
農(nóng)產(chǎn)品的智慧流通主要包括智慧倉(cāng)儲(chǔ)、智慧配貨、智慧運(yùn)輸和流通安全溯源。利用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID 技術(shù)建立自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)物流管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)房高效管理，收發(fā)貨高速自動(dòng)記錄，收貨、入庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)、出庫(kù)等多個(gè)流程能平滑連接，實(shí)現(xiàn)流通環(huán)節(jié)的智慧倉(cāng)儲(chǔ)。通過(guò)RFID結(jié)合條碼技術(shù)、二維碼技術(shù)，為農(nóng)產(chǎn)品及加工產(chǎn)品加貼RFID電子標(biāo)簽、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的流通進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的安全溯源。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)“網(wǎng)絡(luò)化”發(fā)展戰(zhàn)略，建立批發(fā)市場(chǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和集團(tuán)協(xié)同管理信息平臺(tái)，用來(lái)收集、儲(chǔ)存、傳輸與整合：客戶信息、業(yè)務(wù)信息、交易信息、市場(chǎng)管理信息等，最終實(shí)現(xiàn)客戶數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效性、可靠性、整體性，通過(guò)信息流帶動(dòng)物流、商流，協(xié)同管控，同時(shí)采用RFID、傳感器、GPS等高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧配貨、智慧運(yùn)輸[3]。
農(nóng)產(chǎn)品的智慧流通，它涉及到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全以及農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格的穩(wěn)定，社會(huì)意義重大，同時(shí)也具有很大的市場(chǎng)潛力。湖南可以從一些有一定的規(guī)模和品牌影響力的農(nóng)產(chǎn)品流通著手，如唐人神肉食品、寧鄉(xiāng)花豬、臨武鴨等，建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品智慧流通示范，再擇機(jī)在其他農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)推廣。
4.3 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷(xiāo)售
農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷(xiāo)售是指產(chǎn)品從預(yù)訂、生產(chǎn)到物流配送的各個(gè)環(huán)節(jié)都在客戶的掌握之中，能實(shí)現(xiàn)全程跟蹤。它應(yīng)該包括以下三個(gè)環(huán)節(jié)：①產(chǎn)品預(yù)訂；產(chǎn)品的預(yù)訂首先需要建立商務(wù)平臺(tái)，目前農(nóng)產(chǎn)品的商務(wù)平臺(tái)主要采用農(nóng)產(chǎn)品電商預(yù)售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生產(chǎn)地，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的條碼技術(shù)、二維碼技術(shù)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地和出貨狀況的管理，并將農(nóng)產(chǎn)品信息上網(wǎng)。平臺(tái)用戶通過(guò)注冊(cè)會(huì)員的形式，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品自由集約訂購(gòu)。②有機(jī)生產(chǎn)；邀請(qǐng)行業(yè)專家，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各產(chǎn)區(qū)的實(shí)際，制訂各農(nóng)產(chǎn)品有機(jī)種植的具體標(biāo)準(zhǔn)，在安全生產(chǎn)監(jiān)控下，遵規(guī)執(zhí)行。③安全監(jiān)控；為實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的產(chǎn)品認(rèn)證環(huán)節(jié)，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，全程進(jìn)行跟蹤；為用戶提供詳細(xì)的數(shù)字及視頻信息保障，使產(chǎn)品從生產(chǎn)，到物流配送的各個(gè)環(huán)節(jié)都在客戶的掌握之中。在田間設(shè)立高桿多視角攝像頭，通過(guò)無(wú)線方式連接至種植戶或養(yǎng)殖戶和駐點(diǎn)收購(gòu)站，監(jiān)控全程的無(wú)公害生產(chǎn)，監(jiān)控視頻圖在平臺(tái)網(wǎng)站上實(shí)時(shí)，訂購(gòu)者可隨時(shí)監(jiān)督。在物流配送中采用GPS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)跟蹤定位監(jiān)控，確保配送過(guò)程安全[4]。
目前，湖南農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)平臺(tái)主要有“網(wǎng)上供銷(xiāo)社”、“特色湖南”等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，這些平臺(tái)已有一定影響力，且平臺(tái)業(yè)務(wù)功能也已成熟；只需在此基礎(chǔ)上，利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的產(chǎn)品認(rèn)證環(huán)節(jié)，應(yīng)能很好地實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷(xiāo)售。
4.4 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智慧管理
智慧管理包括智慧預(yù)警、智慧調(diào)度、智慧指揮、智慧控制等。湖南土地資源復(fù)雜、山地、河湖水面較多，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的GIS，可以建立土地及水資源管理、土壤數(shù)據(jù)、自然條件、生產(chǎn)條件、作物苗情、病蟲(chóng)草害發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)的空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行空間信息的地理統(tǒng)計(jì)處理，實(shí)現(xiàn)智慧預(yù)警。利用專家系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ES），依靠農(nóng)業(yè)專家多年積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)需要解決的農(nóng)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行解答、解釋或判斷，提出決策建議，實(shí)現(xiàn)智慧指揮。利用農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱DSS）可以實(shí)現(xiàn)我省在水稻栽培、飼料配方優(yōu)化設(shè)計(jì)、大型養(yǎng)殖廠的管理、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉優(yōu)化等方面的智慧調(diào)度。智能控制技術(shù)（稱ICT） ，包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及綜合智能控制技術(shù)，主要用來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。通過(guò)這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)我省在規(guī)?；幕胤N植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖以及水產(chǎn)養(yǎng)殖中的智慧控制。
5 結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用很多，面對(duì)新時(shí)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展、轉(zhuǎn)型，湖南應(yīng)不失時(shí)機(jī)地大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用力度，使之成為我省農(nóng)業(yè)普及現(xiàn)代信息技術(shù)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的突破口。長(zhǎng)期以來(lái)的實(shí)踐證實(shí)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開(kāi)現(xiàn)代信息技術(shù)，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中引入新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以極大地提升生產(chǎn)效率，創(chuàng)造新的生產(chǎn)模式。
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中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong， QIAN Chun-yang， SONG Zhi-wen， WANG Jian-chun， LYV Xiong-jie， LI Feng-ju， LIU Shao-wei
（Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China）
Abstract：This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem， put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends， mainly in five aspects， including the data accumulation and analysis， research suitable application model， development for making a fool of Internet management system， study agriculture IOT application standards， strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words： greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)中的具體應(yīng)用。它利用各類(lèi)感知設(shè)備，采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品流通以及動(dòng)植物本體的相關(guān)信息，通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸，最后通過(guò)智能化操作終端，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的過(guò)程監(jiān)控、科學(xué)決策和實(shí)時(shí)服務(wù)[1]。
近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖與畜牧業(yè)、種植業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸與流通等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)是在人為可控環(huán)境保護(hù)設(shè)施下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更有利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效，因此設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用成效最為顯著，前景十分廣闊。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的歷史及現(xiàn)狀
發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較快，20世紀(jì)后期就已經(jīng)有基于網(wǎng)絡(luò)化、分布式的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研發(fā)的報(bào)道，這與他們先進(jìn)的生產(chǎn)管理水平密切相關(guān)。英國(guó)研發(fā)出用于儲(chǔ)藏室或花園溫室的入侵警報(bào)系統(tǒng)和霜凍系統(tǒng)、通風(fēng)加熱控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程無(wú)線灑水系統(tǒng)等系列無(wú)線設(shè)備;日本研究開(kāi)發(fā)出“Open Plannet，OP”雙向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，利用基于以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了溫室環(huán)境和視頻的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控[2]。荷蘭向花卉培育者提供植物生長(zhǎng)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下溫室植物的個(gè)性化追蹤管理。在美國(guó)，20%的精細(xì)農(nóng)業(yè)都應(yīng)用感知技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息獲取、生產(chǎn)管理、輔助決策、智能實(shí)施中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。美國(guó)加州研發(fā)出的“草莓培育物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀況，根據(jù)土壤和環(huán)境空氣的動(dòng)態(tài)變化，自動(dòng)啟動(dòng)施肥澆水或溫度調(diào)節(jié)等智能設(shè)施。近年來(lái)，隨著一些發(fā)達(dá)國(guó)家大面積推廣精細(xì)化、自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并針對(duì)作物生長(zhǎng)需要進(jìn)行生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)控制，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以無(wú)縫接入，應(yīng)用環(huán)境較為完善[3]。著名的系統(tǒng)有英國(guó)開(kāi)發(fā)的農(nóng)業(yè)管理與決策選擇系統(tǒng)、美國(guó)的作物決策管理系統(tǒng)等[1]。有此作保證才能真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的智能決策與控制。這其中，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家尤其值得我們學(xué)習(xí)的是農(nóng)業(yè)知識(shí)處理與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面，他們通過(guò)集成大量知識(shí)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通第一線數(shù)據(jù)，來(lái)為品種選擇、土壤營(yíng)養(yǎng)診斷、水肥管理、病蟲(chóng)害診斷、農(nóng)產(chǎn)品加工、流通等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程提供信息化服務(wù)。
我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的研究幾乎與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家同步進(jìn)行，在農(nóng)業(yè)上的研究應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛。2011 年，農(nóng)業(yè)部了《全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，包括北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)在內(nèi)的三大國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程開(kāi)始啟動(dòng)， 2013年，上海、天津、安徽3個(gè)省市被農(nóng)業(yè)部列為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試點(diǎn)[4]，我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展駛?cè)肟燔?chē)道。迄今全國(guó)已有8個(gè)省（區(qū)、市）（另外還有黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆）承擔(dān)的國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程先后啟動(dòng)實(shí)施，并取得了階段性成果，也帶動(dòng)了各地農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
成績(jī)較為突出的如：北京市重點(diǎn)開(kāi)展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)用水管理、環(huán)境調(diào)控、設(shè)施農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用示范，開(kāi)發(fā)了與農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合的墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為政府決策、農(nóng)戶技術(shù)指導(dǎo)、公眾消費(fèi)和設(shè)施蔬菜生產(chǎn)管理提供了便利，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)用水精細(xì)管理[5]。江蘇省則開(kāi)發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)，側(cè)重對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)、豬舍生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)施的自動(dòng)化管理，并逐漸開(kāi)始進(jìn)行規(guī)模推廣[6]。天津市建成了國(guó)際先進(jìn)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)施了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)物聯(lián)網(wǎng)智能化控制與管理工程。應(yīng)用種植業(yè)設(shè)施環(huán)境信息監(jiān)測(cè)、智能化控制與管理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)了總面積逾667 hm2的核心試驗(yàn)基地，開(kāi)展了約1 000棟節(jié)能溫室的示范應(yīng)用。此外，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)也加入到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)行列，如北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司、大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司、上海順舟網(wǎng)絡(luò)科技有限公司等在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的同時(shí)，還提出了設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系解決方案來(lái)構(gòu)建設(shè)施農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種類(lèi)型和不同規(guī)模的生產(chǎn)需要 [7]。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展瓶頸
雖然農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用成效較為顯著，但農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是項(xiàng)復(fù)雜的工程，在我國(guó)總體上尚處于試驗(yàn)階段，目前主要在示范型農(nóng)業(yè)、科研溫室等系統(tǒng)中有所應(yīng)用，距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還需要一定時(shí)間。促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)蓬勃持續(xù)發(fā)展，必須面對(duì)制約其發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。目前，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的主要問(wèn)題可以概括為以下3個(gè)方面。
一是優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)專用傳感器的缺乏。農(nóng)業(yè)部信息中心主任李昌健說(shuō)：“目前我國(guó)農(nóng)用傳感器種類(lèi)不到世界的10%，國(guó)產(chǎn)化率低、缺乏市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)。在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[4]?！倍?，國(guó)內(nèi)產(chǎn)農(nóng)用傳感器良莠混雜，質(zhì)量參差不齊，性能不夠穩(wěn)定，使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，又沒(méi)有權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者很難信賴物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
二是資金投入大、回報(bào)周期長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅一次性資金投入大，需要長(zhǎng)期更新維護(hù)，而且回報(bào)周期長(zhǎng)。目前，我國(guó)仍以小農(nóng)戶分散經(jīng)營(yíng)為主，農(nóng)業(yè)整體比較效益低下，對(duì)于普通農(nóng)民來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備價(jià)格偏高[4]，過(guò)于“高大上”，很難大面積推廣。只有規(guī)模經(jīng)營(yíng)或者高效種養(yǎng)殖業(yè)才更有利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。
三是應(yīng)用研究缺乏，急需“接地氣”的生產(chǎn)應(yīng)用參數(shù)及軟件產(chǎn)品研發(fā)。目前國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)需求仍然是以設(shè)備采購(gòu)、網(wǎng)絡(luò)接入為主，在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上還主要停留在監(jiān)測(cè)與初步分析環(huán)節(jié)，沒(méi)有真正意義實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策和智能控制，根本原因在于對(duì)數(shù)據(jù)分析及其生產(chǎn)應(yīng)用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問(wèn)題，首先對(duì)于設(shè)備問(wèn)題，我國(guó)的企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)普遍較為重視，相信隨著科技的迅猛發(fā)展，大批低成本、低功耗、性能好的各類(lèi)農(nóng)業(yè)傳感器很快會(huì)在市場(chǎng)上涌現(xiàn)。其次對(duì)于資金問(wèn)題，當(dāng)前還是政府投入引導(dǎo)為主，隨著設(shè)備成本的降低，政府補(bǔ)貼的實(shí)施（據(jù)報(bào)道，有關(guān)部門(mén)正在研究建立農(nóng)業(yè)信息補(bǔ)貼制度，加快推動(dòng)將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品和裝備納入農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼目錄[4]），將會(huì)引入電信運(yùn)營(yíng)商、企業(yè)、科研單位、高校等社會(huì)力量的加入，逐步形成政府引導(dǎo)、投資主體多元化、運(yùn)行維護(hù)市場(chǎng)化的格局。因此，制約農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)推廣應(yīng)用的最大瓶頸無(wú)疑是采集數(shù)據(jù)如何應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)如何為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益，即如何打破“拿上來(lái)一大堆數(shù)據(jù)，卻不知道干什么用”的窘?jīng)r。重視“應(yīng)用層”這個(gè)頂層設(shè)計(jì)，以應(yīng)用為導(dǎo)向來(lái)做研發(fā)，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到今天必須引起重視的核心原則和目標(biāo)。
3 設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究方向
設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究涉及的領(lǐng)域較為廣泛，確立研究方向要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，可以重點(diǎn)從5個(gè)方面研究入手。一是注重?cái)?shù)據(jù)的積累與分析，通過(guò)分析各類(lèi)型數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)律，建立設(shè)施作物水肥管理模型、病蟲(chóng)害發(fā)生預(yù)警模型等，用于指導(dǎo)生產(chǎn);二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類(lèi)型設(shè)施的應(yīng)用模式，包括研究設(shè)施內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布控、設(shè)備系統(tǒng)的集成等;三是開(kāi)發(fā)適用于當(dāng)?shù)卦O(shè)施生產(chǎn)實(shí)際、擴(kuò)展性好、操作簡(jiǎn)便的物聯(lián)網(wǎng)管理軟件，結(jié)合專家模型的嵌入，成為農(nóng)民身邊的技術(shù)管家;四是以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究為基礎(chǔ)，制訂操作性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，如針對(duì)不同設(shè)施蔬菜種植制定物聯(lián)網(wǎng)栽培管理應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、蔬菜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成規(guī)范等，便于推廣應(yīng)用;五是加強(qiáng)作物生理生態(tài)信息的監(jiān)測(cè)與研究，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研究作物生理生長(zhǎng)模型是提高設(shè)施作物生產(chǎn)潛力的根本和核心技術(shù)，有必要及早開(kāi)始規(guī)劃并實(shí)施[8-9]。
綜上所述，隨著科技的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備將會(huì)日臻成熟，但要大規(guī)模推廣應(yīng)用，得到市場(chǎng)的認(rèn)可，還必須與各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，不能操之過(guò)急。要優(yōu)先從基礎(chǔ)好、規(guī)模化程度高、產(chǎn)值高的行業(yè)入手，但更為關(guān)鍵的是要提升數(shù)據(jù)分析能力，加強(qiáng)應(yīng)用層面的把控與研究，才能充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)。
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【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)被視為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在介紹物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，分析了物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展基礎(chǔ)和趨勢(shì)；然后結(jié)合楊凌高效農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題，分析了楊凌農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的需求，并提出了楊凌農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；楊凌
The Research on Relationship Between Communications Industry and Integration of Industrialization and Informatization
CAO Xue-hong
(Colledge of Economics and Management, Xi’an Univ． of Post&Telecommunication, Xi’an Shaanxi 710121, China)
【Abstract】Under the new environment of integration of industrialization and informatization, this paper analyzed the relationship, further development role and dynamic mechanism between communications industry and integration of industrialization and informatization, discussed the bottleneck problems of new situation. Finally it offered a strategy to solve the problem.
【Key words】Integration of industrialization and informatization; Communication development; Yangling
基金項(xiàng)目：西安科技計(jì)劃（CXY1436（5））。
作者簡(jiǎn)介：曹雪紅（1981—），女，漢族，陜西臨潼人，西安郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院mba學(xué)生，主要從事物聯(lián)網(wǎng)、人力資源研究。
0 引言
農(nóng)業(yè)作為關(guān)系著國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)作為人口大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)劣是關(guān)系著國(guó)民安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定的重大問(wèn)題。我國(guó)以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，效率低、工作量大、難度高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)主要依靠自然資源和低廉勞動(dòng)力成本，已不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全、生態(tài)的要求。
隨著我國(guó)改革開(kāi)放進(jìn)程的推進(jìn)，十七屆三中全會(huì)提出要不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的集成化、勞動(dòng)過(guò)程機(jī)械化、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化，加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。其中，農(nóng)業(yè)信息化主要圍繞發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全要求，加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，提升科學(xué)技術(shù)水平，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系[1]。建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系，高新科技是主要推動(dòng)力和核心驅(qū)動(dòng)力，而物聯(lián)網(wǎng)作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮的驅(qū)動(dòng)核心，其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用成為我們研究的熱點(diǎn)。楊凌作為我國(guó)農(nóng)業(yè)高科技研究重點(diǎn)園區(qū)，作為國(guó)家高新農(nóng)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，依據(jù)其自身特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，研究其依托物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展策略也成為熱點(diǎn)問(wèn)題。
1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）概念于1999年被提出[2]。它是以感知為目的，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，目的是將所有物品通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別裝置、基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類(lèi)裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過(guò)操作終端，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理，從而提高人們對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。
物聯(lián)網(wǎng)是即計(jì)算機(jī)機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力[3]。農(nóng)業(yè)作為關(guān)系著國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其信息化、智能化的程度關(guān)系到中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方式，也能提高動(dòng)植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。同時(shí)有利于增強(qiáng)中國(guó)農(nóng)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，縮小同歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的差距物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段依托物聯(lián)網(wǎng)建立農(nóng)業(yè)示范基地既符合國(guó)家政策發(fā)展趨勢(shì)，也符合我市經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的集約化思路。
2 我國(guó)農(nóng)業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)
我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用雖然提出時(shí)間不長(zhǎng)，但農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化及信息化應(yīng)用已發(fā)展將近20年。目前，我國(guó)已對(duì)作物生長(zhǎng)模擬模型、作物管理知識(shí)模型、作物生長(zhǎng)無(wú)損監(jiān)測(cè)、農(nóng)作空間信息管理、數(shù)字農(nóng)作決策系統(tǒng)、虛擬植物生長(zhǎng)、農(nóng)情信息監(jiān)測(cè)、精確農(nóng)作技術(shù)等方面也進(jìn)行了開(kāi)拓性的研究工作，并取得了良好的成效。隨著80年代以來(lái)，電子技術(shù)與其它新技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用研究的發(fā)展，我國(guó)也先后開(kāi)展了一批農(nóng) 業(yè)機(jī)械化系統(tǒng)電子信息化技術(shù)的創(chuàng)新研究與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系、農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與優(yōu)化決策支持系統(tǒng)等方面不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)，為物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)[4]。
農(nóng)業(yè)信息化方面，在農(nóng)業(yè)部、工信部、文化部、商務(wù)部等國(guó)家部委、各級(jí)地方政府以及電信運(yùn)營(yíng)商企業(yè)和IT企業(yè)等共同推進(jìn)下，我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)呈現(xiàn)出全方位、多層次推進(jìn)的態(tài)勢(shì)。截至2009年底，全國(guó)98％的鄉(xiāng)鎮(zhèn)能上網(wǎng)，95％的鄉(xiāng)鎮(zhèn)通寬帶，農(nóng)村居民每百戶擁有計(jì)算機(jī)5.4臺(tái)，全國(guó)99.5％的行政村通電話，手機(jī)擁有量達(dá)到每百戶96.1部；全國(guó)涉農(nóng)網(wǎng)站已有多家，已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的各類(lèi)大型農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)67個(gè)，已建成鄉(xiāng)鎮(zhèn)信息服務(wù)站7121個(gè)、行政村信息服務(wù)點(diǎn)百萬(wàn)余個(gè)[5]。高覆蓋率的寬帶網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，不斷深化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化分工，不斷拓展的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料與農(nóng)產(chǎn)品物流范圍，都為物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施支持和廣闊的創(chuàng)新空間。
3 發(fā)展優(yōu)勢(shì)與問(wèn)題
3.1 依托物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)
1）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
雖然還未大面積實(shí)現(xiàn)，但目前楊凌已接力聯(lián)通、電信等多家運(yùn)營(yíng)商，借助新網(wǎng)絡(luò)、新技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建立實(shí)現(xiàn)部分“數(shù)字農(nóng)業(yè)大棚”，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
2）農(nóng)村信息服務(wù)優(yōu)勢(shì)
楊凌示范區(qū)科技信息中心與西安亞森通信股份有限公司、陜西藍(lán)德地產(chǎn)發(fā)展有限公司合作，在楊凌示范區(qū)內(nèi)合作建設(shè)“三農(nóng)服務(wù)呼叫中心”，打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺(tái)。并且常年開(kāi)展農(nóng)村農(nóng)業(yè)科技培訓(xùn)，農(nóng)村科技服務(wù)體制健全，科技興農(nóng)思想已深入民心。
3）人力資源豐富
依托楊凌農(nóng)業(yè)科技大學(xué)，培養(yǎng)了一批農(nóng)業(yè)信息化學(xué)科人才隊(duì)伍。且已先后引進(jìn)碩士以上人才300多名，海外人才10多名。為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了有力保障。
4）依托陜西，研發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯
陜西是全國(guó)重要的科研教育和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，在電子信息軟硬件產(chǎn)品、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理、傳感傳動(dòng)、微電子等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，匯聚了西安交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等一批高校和科研院所，涌現(xiàn)出了華迅微電子、優(yōu)勢(shì)微電子、烽火集團(tuán)、中星測(cè)控、大唐電信等一批優(yōu)秀企業(yè)，引進(jìn)了中興、華為等龍頭企業(yè)，技術(shù)和產(chǎn)品涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、智能傳感器、射頻識(shí)別RFID、智能天線、軟件與應(yīng)用平臺(tái)、系統(tǒng)集成方案等全產(chǎn)業(yè)鏈，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
3.2 依托物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)問(wèn)題
楊凌在農(nóng)村改革發(fā)展進(jìn)程中，積極調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，帶動(dòng)農(nóng)民增收致富，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)，走出了一條有中國(guó)特色的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。近年來(lái)，高效農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展不斷加快，尤其在設(shè)施農(nóng)業(yè)和動(dòng)物規(guī)?；B(yǎng)殖方面發(fā)展迅速，但還存在著不（下轉(zhuǎn)第29頁(yè)）（上接第32頁(yè)）少問(wèn)題。
1）在設(shè)施農(nóng)業(yè)方面，設(shè)施條件參差不齊，簡(jiǎn)易設(shè)施為主，基本上沒(méi)有環(huán)境控制能力；栽培管理上粗放，缺乏科學(xué)的運(yùn)籌決策和量化的管理指標(biāo)，既造成人力、物力和能源的浪費(fèi)，也因品質(zhì)差，導(dǎo)致產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降，大大限制了農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)拓。
2）在動(dòng)物規(guī)?；B(yǎng)殖方面，行業(yè)信息化應(yīng)用水平低，信息化投入預(yù)算少，設(shè)施投資不足；管理軟件以單機(jī)版為主，各自為政，各系統(tǒng)沒(méi)有統(tǒng)一的接口，互不通用，因而造成一個(gè)個(gè)信息孤島，已有的信息化投入不能產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。
3）數(shù)字化管理程度不高，普遍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)施及精確管理。缺乏自動(dòng)感知、自動(dòng)檢測(cè)、無(wú)線傳輸、統(tǒng)一監(jiān)管、防疫的智能決策系統(tǒng)。
4）農(nóng)業(yè)科技資源、信息資源、智力資源分散，各自為政，缺乏具有競(jìng)爭(zhēng)力和導(dǎo)向性的技術(shù)服務(wù)、技術(shù)推廣、農(nóng)業(yè)科技培訓(xùn)、電子商務(wù)交易等信息化服務(wù)平臺(tái)。
4 重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域
1）建立基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息采集、識(shí)別、監(jiān)控、智能分析技術(shù)和專家決策系統(tǒng)。以“中國(guó)楊凌—以色列現(xiàn)代農(nóng)業(yè)合作園”為重點(diǎn)示范內(nèi)容，建立現(xiàn)代化智能大棚設(shè)施栽培管理示范基地。實(shí)驗(yàn)溫室大棚蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)采集和處理、設(shè)施環(huán)境的智能調(diào)控、蔬菜生長(zhǎng)模擬與預(yù)測(cè)、栽培方案的制定與優(yōu)化
2）建立基于物聯(lián)網(wǎng)的養(yǎng)殖規(guī)?；踩悄苌a(chǎn)應(yīng)用示范基地，基于云計(jì)算技術(shù)的“網(wǎng)上牧場(chǎng)”平臺(tái)。利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)物的行為和健康狀況，對(duì)動(dòng)物的、疾病、疫情等進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，同時(shí)還可以通過(guò)遠(yuǎn)程專家系統(tǒng)對(duì)突發(fā)及特殊情況進(jìn)行專門(mén)的處理。形成環(huán)境智能測(cè)控、個(gè)體特征信息采集、可視化安全管理、流程信息化跟蹤、安全產(chǎn)品溯源的綜合技術(shù)體系，真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)物規(guī)?；B(yǎng)殖的自動(dòng)化、智能化和現(xiàn)代化，從產(chǎn)地到餐桌全程可控化。
3）整合集成農(nóng)業(yè)科技資源、信息資源、智力資源，建立基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、推廣、信息服務(wù)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)展示、科技服務(wù)、農(nóng)業(yè)咨詢、專家決策、遠(yuǎn)程教育為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)窗口和綜合服務(wù)平臺(tái)。
4）在示范基地基礎(chǔ)上力爭(zhēng)自主創(chuàng)新新產(chǎn)品：智能專家決策系統(tǒng)、智能信息推動(dòng)系統(tǒng)等。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，推進(jìn)智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化。
5 總結(jié)
本文在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形勢(shì)下，分析了物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)和趨勢(shì)，結(jié)合楊凌高效農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題，分析了楊凌農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的需求，并提出了楊凌農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。
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1.1傳感器種類(lèi)繁多，功能相近，將向細(xì)化
其發(fā)功能的方向發(fā)展目前，應(yīng)用的傳感器產(chǎn)品都能夠達(dá)到對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的，并能夠形成簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，但是功能不完整，擴(kuò)展性和升級(jí)能力相對(duì)較差，性價(jià)比不高，沒(méi)有取得較好的推廣效果。無(wú)線傳感器技術(shù)的發(fā)展使農(nóng)業(yè)傳感器將朝著微型化、低功耗、高可靠性的方向發(fā)展，能否降低構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本，降低傳感器的功耗，延長(zhǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期是傳感器網(wǎng)絡(luò)能否在農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。同時(shí)，發(fā)展可靠性高的更為先進(jìn)的身份識(shí)別技術(shù)以及設(shè)施與機(jī)械化技術(shù)的功能定位，引進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、智能化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等高新技術(shù)，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化水平。
1.2網(wǎng)絡(luò)傳輸管理系統(tǒng)建設(shè)滯后，無(wú)線通信
技術(shù)將獲廣泛應(yīng)用設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要一個(gè)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和通用性上均衡發(fā)展的管理系統(tǒng)或管理平臺(tái)，設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合管理系統(tǒng)大多還處于試驗(yàn)研究階段，價(jià)格昂貴，真正能夠大面積推廣的產(chǎn)品還很少。此外，如何提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性也將是研究的重心?，F(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)空間范圍查詢處理算法能量消耗較大，且當(dāng)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)查詢處理過(guò)程易被中斷，無(wú)法返回查詢結(jié)果。wifi技術(shù)因其組網(wǎng)靈活、易維護(hù)、易拓展和豐富的配套設(shè)備等優(yōu)勢(shì)將在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用；同時(shí)，通過(guò)對(duì)農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度、濕度信號(hào)以及光照、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)控制指定設(shè)備。同時(shí)在設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，用戶通過(guò)電腦或G4手機(jī)實(shí)時(shí)采集視頻信號(hào)，收集設(shè)施內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制智能調(diào)節(jié)指定設(shè)備，為作物生長(zhǎng)信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。
1.3人才匱乏，技術(shù)不完善，應(yīng)用推廣范圍較小
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要國(guó)家鼓勵(lì)和加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的物資投資和人才投資，給予資金技術(shù)支持；需要國(guó)家加強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專門(mén)人才的培養(yǎng)，提高他們的創(chuàng)新能力以及應(yīng)用能力；需要專業(yè)的設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)。各物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)企業(yè)，圍繞這個(gè)平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的配套產(chǎn)品設(shè)備，不再投入大量精力開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)的軟硬件，可以節(jié)省人力、物力，增加設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)品種類(lèi)，加快設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合技術(shù)的推廣應(yīng)用。
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信息化對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化作用
信息服務(wù)需要多樣化。農(nóng)民既需要市場(chǎng)信息，也需要新技術(shù)、新成果信息，更需要推廣人員幫助解決決策分析和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)問(wèn)題，這就對(duì)農(nóng)村技術(shù)推廣人員的素質(zhì)提出了更高的要求，他們不僅要提供農(nóng)業(yè)技術(shù)或成果，還要幫助農(nóng)民進(jìn)行科學(xué)決策，提供與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)整個(gè)環(huán)節(jié)相配套的技術(shù)服務(wù)來(lái)幫助農(nóng)民實(shí)現(xiàn)增收、致富以及農(nóng)村綜合的發(fā)展。
信息服務(wù)需要個(gè)性化。目前，種植大戶需要種子來(lái)源、種子價(jià)格、種植環(huán)境等信息，而這樣的種植大戶都有自己的個(gè)性化需求。對(duì)于普通農(nóng)民，他們有生產(chǎn)管理技術(shù)的需求，例如，種植番茄的種植大戶，就有對(duì)番茄種植及生產(chǎn)管理方面的需求。
信息服務(wù)的流動(dòng)性、低成本需求。現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)講究低成本，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通用戶比較分散，如何以低成本的方式隨時(shí)隨地提供信息服務(wù)，那就需要信息技術(shù)的推廣。每一項(xiàng)具體的農(nóng)技推廣活動(dòng)，內(nèi)容與方法的有效結(jié)合是推廣工作成敗的關(guān)鍵，也是影響推廣工作效率的主要因素。推廣內(nèi)容×推廣方法×受眾接受能力=推廣效果，從這個(gè)公式可以看到，方法與內(nèi)容同樣重要，只有達(dá)到合理的搭配，才能達(dá)到最佳的效果。在提高推廣效率過(guò)程中，信息技術(shù)相對(duì)的改變著我們的生活方式，推廣的內(nèi)容要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，推廣手段信息化，從而大幅提高推廣效率。農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的方式將逐漸改變農(nóng)民的認(rèn)知，從了解認(rèn)識(shí)到采納新的技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)散，整個(gè)過(guò)程都需要信息技術(shù)來(lái)支撐。換言之，信息技術(shù)支撐著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系。
目前，我國(guó)農(nóng)村信息化已經(jīng)進(jìn)入了快速推進(jìn)期，改革開(kāi)放30年，我們國(guó)家已經(jīng)從低收入國(guó)家逐漸邁入了中低收入國(guó)家的行列，農(nóng)業(yè)農(nóng)村得到跨越發(fā)展，2011年，農(nóng)村地區(qū)人均收入已經(jīng)達(dá)到了6977元，折合1000美元以上。前蘇聯(lián)學(xué)者曾提出，當(dāng)人均1000美元時(shí)，對(duì)信息將會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈需求。
目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨著資源短缺、生態(tài)惡化、勞動(dòng)力短缺、食品安全壓力，需要大幅度提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和資源利用率。因此，迫切需要用信息技術(shù)和裝備技術(shù)提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，這是我國(guó)農(nóng)業(yè)的客觀要求。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的解決方案，就是智慧農(nóng)業(yè)。未來(lái)農(nóng)業(yè)可能更多的采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作業(yè)系統(tǒng)，通過(guò)精準(zhǔn)施肥，可以節(jié)約肥料30%，通過(guò)精準(zhǔn)導(dǎo)航大幅度提高作業(yè)質(zhì)量，通過(guò)精準(zhǔn)施藥可以節(jié)約用藥60%。目前我們國(guó)家的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)還是比較落后的。
拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)實(shí)用化，但在我國(guó)仍有待推廣。世界上有167種農(nóng)業(yè)機(jī)器人，我們僅占8%，英國(guó)的蘑菇采收機(jī)器人、噴藥機(jī)器人，還有擠奶機(jī)器人，都能大大地提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在美國(guó)，6個(gè)工人可以管理8 萬(wàn)平方米的設(shè)施大棚，產(chǎn)量達(dá)到35～40 kg/m2；在歐洲的奶牛場(chǎng)，2 個(gè)工人管理200 頭奶牛，到擠奶的時(shí)候，奶牛排著隊(duì)，到擠奶機(jī)自動(dòng)沖刷、自動(dòng)加工等即可；此外，在歐洲，3 個(gè)工人能管6000 頭豬；而在我國(guó)3 個(gè)工人只能管100 頭豬。
對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值的再認(rèn)識(shí)
物聯(lián)網(wǎng)有如下特征：每?jī)蓚€(gè)物體之間都可以通訊；每一個(gè)物體都有獨(dú)立地址，每一個(gè)物體都要受計(jì)算機(jī)控制，每一個(gè)物體都可以感知與被感知。目前，大家所提的物聯(lián)網(wǎng)還不是真正意義的物聯(lián)網(wǎng)，只有普及了IPv6之后，才可能給每個(gè)物體一個(gè)IP地址，才有可能真正體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的上述特征。
當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)領(lǐng)域、加強(qiáng)投入、搶占先機(jī)，有望在2020年形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)也不甘落后，2010年1月5日，國(guó)家發(fā)改委委托中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)了“物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究”重大咨詢研究專項(xiàng)――“精細(xì)農(nóng)牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”；1月13日，中國(guó)工程院重大咨詢項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用”啟動(dòng)，包括物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。我國(guó)要在未來(lái)全球農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，確保農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心專利、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、設(shè)備不受制于人，必須盡快由國(guó)家層面主導(dǎo)開(kāi)展技術(shù)研究。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)支撐著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展新的階段，將徹底改變把“物理世界”與“IT世界”分離的傳統(tǒng)思維。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，農(nóng)田、農(nóng)機(jī)、生鮮農(nóng)產(chǎn)品將與芯片、寬帶、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整合，共同形成一個(gè)全新的“智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施”。未來(lái)農(nóng)業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，包括生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)等，有效服務(wù)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是推動(dòng)信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合的重要切入點(diǎn)，也是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)向“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)合理使用農(nóng)業(yè)資源、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的目的，顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技貢獻(xiàn)率。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)存在著很多的問(wèn)題，包括生產(chǎn)過(guò)程管理粗放、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)施環(huán)境控制能力差、病蟲(chóng)害防控水平低、自然災(zāi)害防御能力低、配套技術(shù)服務(wù)體系薄弱、設(shè)施作物質(zhì)量缺乏保障等問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以做到設(shè)施生產(chǎn)智能化管理、設(shè)施環(huán)境遠(yuǎn)程感知調(diào)控、設(shè)施病蟲(chóng)害預(yù)警及防控、農(nóng)學(xué)專家遠(yuǎn)程可視指導(dǎo)、自然災(zāi)害預(yù)警與救災(zāi)指導(dǎo)、農(nóng)藥投入安全監(jiān)管和溯源、生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程質(zhì)量安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等。
近年來(lái)，國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心根據(jù)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求和技術(shù)現(xiàn)狀，圍繞感測(cè)、控制和實(shí)施三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)開(kāi)展科學(xué)研究，其中在感測(cè)環(huán)節(jié)中，力求突破生物與環(huán)境信息獲取技術(shù)瓶頸；重點(diǎn)研究基于決策模型的智能控制技術(shù)，開(kāi)發(fā)環(huán)境/水控制設(shè)備；在實(shí)施環(huán)節(jié)，構(gòu)建測(cè)控技術(shù)平臺(tái)，提供標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)接口，定制專業(yè)系統(tǒng)。最終形成面向應(yīng)用的技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)，并在設(shè)施生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。主要的創(chuàng)新性技術(shù)內(nèi)容包括五個(gè)方面，即生物環(huán)境信息感測(cè)技術(shù)、信息采集技術(shù)、生產(chǎn)管理分析決策技術(shù)、設(shè)施環(huán)境控制技術(shù)、測(cè)控技術(shù)平臺(tái)集成與應(yīng)用系統(tǒng)定制。
隨著我國(guó)水資源的日漸緊缺，我國(guó)的水資源供需矛盾也逐漸表現(xiàn)出來(lái)，而農(nóng)業(yè)作為用水大戶，其發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)已經(jīng)成了農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展勢(shì)在必行的方向[2]。目前節(jié)水農(nóng)業(yè)主要采取了滴灌、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉措施，雖然相對(duì)于大水漫灌而言，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高的用水效率，但綜合分析，其精準(zhǔn)度依舊不夠，無(wú)法根據(jù)農(nóng)作物的具體需水要求進(jìn)行灌溉。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合農(nóng)業(yè)的發(fā)展誕生了物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)，不僅提高了灌溉精準(zhǔn)度，同時(shí)也減輕了人力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，全面提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)智能化農(nóng)業(yè)灌溉是指不需要人進(jìn)行其實(shí)控制，系統(tǒng)能夠自動(dòng)的感知對(duì)農(nóng)作物何時(shí)進(jìn)行灌溉，以及為農(nóng)作物灌溉多少的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)智能化灌溉可以根據(jù)農(nóng)作物的數(shù)據(jù)采集結(jié)果自動(dòng)開(kāi)啟灌溉系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)是目前我國(guó)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)支撐，也幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了向遠(yuǎn)程化、精細(xì)化、自動(dòng)化、虛擬化的轉(zhuǎn)型[3]。物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)提高了灌溉的綜合管理水平，將原本最需要人的經(jīng)驗(yàn)才可以進(jìn)行生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)變成了科技化生產(chǎn)模式，不僅杜絕了人為操作的盲目性與隨意性，同時(shí)提高了全面管理水平，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)人對(duì)上萬(wàn)畝地的管理。由此可見(jiàn)，推廣物聯(lián)網(wǎng)智能化節(jié)水灌溉，不僅可以有效地緩解我國(guó)的水資源短缺危機(jī)提高我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的水平，改變?cè)却址攀降墓嗨Ｊ剑瑫r(shí)也可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理水平的提升，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少人力勞動(dòng)，全面優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。所以基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，必然成為今后農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展趨勢(shì)。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉體系
一．工作概況
伊犁是農(nóng)業(yè)大州，伊犁聯(lián)通順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”發(fā)展趨勢(shì)，依托自身網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，滿足用戶的需求，投資2390萬(wàn)元在全州建立了多個(gè)智慧農(nóng)業(yè)示范基地，如尼勒克縣智慧農(nóng)業(yè)示范基地、特克斯縣智慧農(nóng)業(yè)示范基地。
智慧農(nóng)業(yè)示范基地是集大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、濕度、二氧化碳、光照強(qiáng)度、土壤溫濕度的智能感知，能夠自動(dòng)化灌溉農(nóng)作物，并且能通過(guò)手機(jī)終端、電腦等移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備隨時(shí)隨地的查看與控制，也可以通過(guò)參數(shù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)智能控制，通過(guò)遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植和可視化管理的智能化決策。
二．下一步工作思路
作為農(nóng)業(yè)大州，我公司下一步將運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為伊犁州構(gòu)建本地“農(nóng)業(yè)云”，其中包含農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、農(nóng)村電商平臺(tái)、設(shè)施農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)伊犁州農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、交易、溯源全流程科學(xué)化的管理和便捷化的交易。
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，想要實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，就必須要借助科學(xué)的技術(shù)手段，通過(guò)利用智能化以及信息化的技術(shù)管理，；來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及傳感器的研究進(jìn)展發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是二十一世紀(jì)的新型技術(shù)，在世界各國(guó)都得到了普遍的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)主要涉及三個(gè)層面，即感知層、傳輸層以及應(yīng)用層。農(nóng)業(yè)傳感儀器在物聯(lián)網(wǎng)中隸屬于感知層，通過(guò)傳感器可以對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行一定的了解，農(nóng)業(yè)信息的傳輸需要通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸層這個(gè)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，傳輸層能夠有效的保障農(nóng)業(yè)信息的獲取，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要是對(duì)農(nóng)作物的生產(chǎn)加工等進(jìn)行有效的管理。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這三個(gè)層次的研究與發(fā)展，可以對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著一定的積極影響。
1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念分析
在二十世紀(jì)末期，物聯(lián)網(wǎng)概念被提出，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要是通過(guò)各種傳感器來(lái)對(duì)信息進(jìn)行采集，幫助農(nóng)民及時(shí)的發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題，并且對(duì)發(fā)生問(wèn)題的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。這樣農(nóng)民就能通過(guò)機(jī)械生產(chǎn)的模式對(duì)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化以及自動(dòng)化的生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)通信網(wǎng)之后的被世界公認(rèn)的信息產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為前提，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物以及物與物的全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)傳感器對(duì)物理世界的各種信息進(jìn)行獲取，再通過(guò)局部的互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互傳遞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)世界的感知。
2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展
2.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)組成分析
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、傳輸層以及應(yīng)用層三個(gè)方面構(gòu)成，感知層主要是由各種感知器以及傳感節(jié)點(diǎn)組成，主要是對(duì)土壤水分以及苗情的長(zhǎng)勢(shì)等農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行獲取。傳輸層主要是通過(guò)有線或者無(wú)線的方式將感知層獲取的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綉?yīng)用層上。應(yīng)用層再對(duì)收集的信息進(jìn)行有效的處理和決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理與控制。
2.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)
在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，感知技術(shù)一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)，傳感器則是感知技術(shù)的核心。近些年來(lái)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)的發(fā)展步伐比較快，主要有農(nóng)業(yè)信息傳感器以及農(nóng)業(yè)環(huán)境傳感器。當(dāng)前，光、水等常規(guī)的環(huán)境傳感器發(fā)展已經(jīng)比較成熟，土壤傳感器是目前農(nóng)業(yè)傳感器研究的重點(diǎn)。采用電子以及電磁學(xué)等方法對(duì)土壤的電阻以及電容等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，很容易受土壤組成的影響。利用電磁波對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)量可以對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)以及物理化學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行測(cè)量。電化學(xué)方法可以對(duì)土壤中的某些離子等進(jìn)行測(cè)量，土壤的組成具有一定的復(fù)雜性，因而，原位測(cè)量傳感器在國(guó)際范圍中都是研究的難點(diǎn)。信息傳感器同樣也是研究的難點(diǎn)，主要采用光學(xué)以及電磁學(xué)等物理學(xué)原理，根據(jù)被測(cè)對(duì)象的性質(zhì)來(lái)對(duì)動(dòng)植物生命體進(jìn)行檢測(cè)，然而動(dòng)植物生命過(guò)程具有一定的復(fù)雜性，想要對(duì)其信息進(jìn)行精準(zhǔn)的探測(cè)，就必須在其計(jì)量模型上有一定程度上的突破。
2.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)分析
農(nóng)業(yè)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，因而想要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息的傳輸對(duì)通訊技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的搬用是不行的，要根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的通訊方式。農(nóng)業(yè)設(shè)施中不僅要考慮墻體的厚度，同時(shí)還要考慮材質(zhì)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的信息通訊的影響。比如，大田的作物要考慮農(nóng)作物的高度以及地形地貌特征對(duì)通訊的影響，基于此種情況的考慮，節(jié)點(diǎn)布設(shè)以及節(jié)能機(jī)制就成為研究的重點(diǎn)。果園中樹(shù)冠的形狀以及與天線的相對(duì)高度直接影響著信息的傳輸。
2.4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是一個(gè)閉環(huán)控制的過(guò)程，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中其關(guān)鍵性的技術(shù)有云計(jì)算以及云服務(wù)。因?yàn)?，農(nóng)業(yè)具有一定的生命特性以及生態(tài)區(qū)域性特征，因而農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用很難通過(guò)一種技術(shù)以及模式來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。在實(shí)踐中，一般都是按照實(shí)際的情況來(lái)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行應(yīng)用。就其應(yīng)用模式而言，可以是WEB服務(wù)應(yīng)用也可以是智能的單體應(yīng)用。
伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多歐美發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)展了示范性的研究。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐與推廣。我國(guó)在此基礎(chǔ)上也開(kāi)展了一系列的應(yīng)用研究，為我農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理具有很大的積極作用。以下分別從幾個(gè)方便對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景進(jìn)行闡述：
3.1 農(nóng)業(yè)傳感器的新研究
農(nóng)業(yè)傳感器是農(nóng)業(yè)信息獲取的“眼睛”在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知系統(tǒng)中發(fā)揮著積極的作用。全新的農(nóng)業(yè)傳感器的研究在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中也是不可忽略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微機(jī)電系統(tǒng)農(nóng)業(yè)傳感器也將成為重要的研究領(lǐng)域。
3.2 農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)更加精細(xì)化
伴隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的精細(xì)化的管理將會(huì)成為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)化的播種、育秧以及對(duì)其生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行精確的控制等，都在很大層面上節(jié)省了人力資源，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的附加值，進(jìn)而更好的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)精細(xì)化的發(fā)展。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，雖然物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用依舊面臨著很大的挑戰(zhàn)，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化的逐步建立與完善，以及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)更快的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介
一、概述
“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。
智能控制是為了達(dá)到節(jié)能、舒適、便利的目的，要求對(duì)市政、家庭、農(nóng)業(yè)等的智能控制和監(jiān)視制定細(xì)致的策略和方案。但是，傳統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)由于很多因素的制約，很難達(dá)到要求。為了解決這些問(wèn)題，業(yè)界嘗試了很多辦法，但基本上都屬于封閉式的，多采用私有協(xié)議，彼此間難以互通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不透明，靈活性、擴(kuò)充性不佳。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，智能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是走向開(kāi)放，尤其是智能控制與互聯(lián)網(wǎng)的融合是其中一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。
二、智能農(nóng)業(yè)大棚的應(yīng)用分析
通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫濕度信號(hào)、光照度以及土壤的水分等參數(shù)的采集，能夠根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉設(shè)備，來(lái)達(dá)到大棚內(nèi)的參數(shù)平衡。這樣，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)大棚內(nèi)設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理。
大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過(guò)光照、溫度、濕度等無(wú)線傳感器，對(duì)農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度信號(hào)以及光照、土壤溫度、土壤含水量、CO濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備（如遠(yuǎn)程控制澆灌、開(kāi)關(guān)卷簾等）。在每個(gè)智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署空氣溫濕度傳感器2只，用來(lái)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)空氣溫度、空氣濕度參數(shù);每個(gè)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署土壤溫度傳感器2只、土壤濕度傳感器2只、光照度傳感器2只，用來(lái)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)土壤溫度、土壤水分、光照度等參數(shù)。所有傳感器一律采用直流24V電源供電，大棚內(nèi)僅需提供交流220V市電即可。 每個(gè)農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套采集傳輸設(shè)備（包含中心節(jié)點(diǎn)、無(wú)線3G路由器、無(wú)線3G網(wǎng)卡等），用來(lái)傳輸各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備控制指令數(shù)據(jù)等到internet上與平臺(tái)服務(wù)器交互。 在每個(gè)需要智能控制功能的大棚內(nèi)安裝智能控制設(shè)備1套（包含一體化控制器、擴(kuò)展控制配電箱、電磁閥、電源轉(zhuǎn)換適配設(shè)備等），用來(lái)傳遞控制指令、響應(yīng)控制執(zhí)行設(shè)備。實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的電動(dòng)卷簾、智能?chē)娝⒅悄芡L(fēng)等行為的實(shí)現(xiàn)。
三、系統(tǒng)架構(gòu)研究
1、總體架構(gòu)
系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為傳感信息采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制四部分。
2、傳感信息采集分析：
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制。數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用ZigBee無(wú)線傳感模式。 傳感器的數(shù)據(jù)上具有Zigbee模式和RS485模式兩種，RS485模式中數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)有線的方式傳送，涉及大量的通訊布線。而在Zigbee傳輸模式中，傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee發(fā)送模塊傳送到Zigbee中心節(jié)點(diǎn)上，用戶終端和一體化控制器間傳送的控制指令也通過(guò)Zigbee發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點(diǎn)上，省去了通訊線纜的部署工作。中心節(jié)點(diǎn)再經(jīng)過(guò)邊緣網(wǎng)關(guān)將傳感器數(shù)據(jù)、控制指令發(fā)送到上位機(jī)的業(yè)務(wù)平臺(tái)。用戶可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)上位機(jī)系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚現(xiàn)場(chǎng)的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備。Zigbee模式具有部署靈活、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)。所以，在這里我們采用的是Zigbee模式。
3、控制系統(tǒng)分析：
控制系統(tǒng)主要由一體化控制器、執(zhí)行設(shè)備和相關(guān)線路組成，通過(guò)一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備，包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設(shè)備，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風(fēng)機(jī)等設(shè)備。 采集傳輸部分主要將設(shè)備采集到的數(shù)值傳送到服務(wù)器上，現(xiàn)有大棚設(shè)備支持3G、有線等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，在傳輸協(xié)議上支持IPv4現(xiàn)網(wǎng)協(xié)議及下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6協(xié)議。 業(yè)務(wù)平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)用戶提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)空間/時(shí)間分布、歷史數(shù)據(jù)、超閾值告警和遠(yuǎn)程控制五個(gè)方面。用戶還可以根據(jù)需要添加視頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能。數(shù)據(jù)空間/時(shí)間分布將系統(tǒng)采集到的數(shù)值通過(guò)直觀的形式向用戶展示時(shí)間分布狀況（折線圖）和空間分布狀況（場(chǎng)圖）、歷史數(shù)據(jù)可以向用戶提供歷史一段時(shí)間的數(shù)值展示;超閾值告警則允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，并將超出范圍的情況反映給用戶。
四、智能農(nóng)業(yè)大棚主要功能
1、數(shù)據(jù)采集
能夠?qū)χ悄苻r(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線采集，可以采集內(nèi)部的溫濕度、光照、以及土壤的水分等參數(shù)。
2、視頻監(jiān)控
用戶能夠?qū)崟r(shí)地通過(guò)電腦或手機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，觀察大棚內(nèi)作物生長(zhǎng)狀況。
3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
系統(tǒng)能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，以便日后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，方便日后查詢。
4、數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線圖或柱狀圖分析，生成報(bào)表，根據(jù)分析后的數(shù)據(jù)，可以由此判斷出在什么條件下更適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，為以后種植的提供依據(jù)。
5、遠(yuǎn)程控制
只要能夠聯(lián)網(wǎng)，在任何時(shí)刻都可以對(duì)大棚內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以調(diào)節(jié)內(nèi)部的參數(shù)。
6、超限報(bào)警
用戶可以自行設(shè)置超限值，當(dāng)參數(shù)越過(guò)超限值時(shí)，可以通過(guò)監(jiān)控器或手機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，以便及時(shí)提醒用戶。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及，智能農(nóng)業(yè)大棚將會(huì)在以后扮演越來(lái)越重要的角色。對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起著非常重要的作用，同時(shí)也會(huì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展。
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數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站
二是受社會(huì)價(jià)值多元化的影響。當(dāng)今社會(huì)，由于市場(chǎng)主體 -US j ? e ' ?_T ?？U ：9.0pt;font-family：方正書(shū)宋簡(jiǎn)體;mso-bidi-font-family：宋體; color：black'>
一.引言
隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)于通信的要求已經(jīng)不止局限于人與人之間。物聯(lián)網(wǎng)正是在這樣時(shí)代背景下的產(chǎn)物，其含義是連接物與物的互聯(lián)網(wǎng)，因此物聯(lián)網(wǎng)也被公認(rèn)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)的第三次革命。目前全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r還處于零散應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)啟動(dòng)期，但是在公共服務(wù)、智能交通、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域已經(jīng)取得突破性發(fā)展。本文將從技術(shù)、市場(chǎng)、應(yīng)用三個(gè)方面分析全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
二.技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
從國(guó)家政策、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)環(huán)境發(fā)展的角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)將逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化體系，商業(yè)模式可以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)性發(fā)展。
（一）相關(guān)的體系將逐步走向完善課標(biāo)準(zhǔn)化
物聯(lián)網(wǎng)體系的標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)伴隨著市場(chǎng)擴(kuò)大和應(yīng)用深入而逐步成熟的過(guò)程，且其標(biāo)準(zhǔn)化將是一個(gè)覆蓋面很廣的標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋眾多行業(yè)和領(lǐng)域，涉及了供應(yīng)商、開(kāi)發(fā)商、運(yùn)營(yíng)商、系統(tǒng)集成商等等在內(nèi)的多個(gè)群體。需要注意的是，在其標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中，某一方面的技術(shù)的先進(jìn)性未必能夠推動(dòng)整個(gè)體系標(biāo)準(zhǔn)的變更，只有該標(biāo)準(zhǔn)化具有包容性、開(kāi)放性、多樣性，才能不斷的擴(kuò)大其市場(chǎng)并持續(xù)下去。另外，隨著受眾市場(chǎng)的不斷括大，占有市場(chǎng)份額越大的應(yīng)用，其所代表并衍生出來(lái)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才可能成為整個(gè)體系的標(biāo)準(zhǔn)。
（二）協(xié)調(diào)的商業(yè)模式將會(huì)逐步形成
新的商業(yè)模式將會(huì)是把人的相關(guān)行為活動(dòng)和相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)。而然，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，還有三點(diǎn)需要解決。第一，物聯(lián)網(wǎng)的利益分配機(jī)制需要重新優(yōu)化，只有這條產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)相關(guān)群體從中獲益，這種商業(yè)模式才能使物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)的發(fā)展下去；第二，商業(yè)模式需要清晰明確，只有產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)和群體通力配合，形成上下游的聯(lián)盟，各盡其職，共同推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)；第三，協(xié)調(diào)的商業(yè)模式需要在原有的基礎(chǔ)上升級(jí)更新，通過(guò)跨領(lǐng)域的應(yīng)用、大規(guī)模的拓展，使得新的模式具有生機(jī)活力。
三.市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的的發(fā)展主要體現(xiàn)在：世界主要的經(jīng)濟(jì)實(shí)體加快推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)都參與到人工智能競(jìng)賽的隊(duì)伍中；信息技術(shù)顛覆式革命并出新的技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備逐步升級(jí)，互聯(lián)網(wǎng)終端會(huì)有新的發(fā)展。
（一）各經(jīng)濟(jì)實(shí)體的相關(guān)措施
以美、日、中為代表的經(jīng)濟(jì)實(shí)體都對(duì)本國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展做了長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃并且投入了巨額的資金。奧巴馬政府于2009年出臺(tái)了《美國(guó)恢復(fù)和再投資法案》，提出要在能源、寬帶、醫(yī)療等領(lǐng)域加大投資力度以帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展刺激經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)并重新塑造美國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。之后IBM、微軟、英特爾等龍頭企業(yè)都紛紛加大其物聯(lián)網(wǎng)硬件制造研發(fā)業(yè)務(wù)。2004年，日本政府在完成E-Japan的基礎(chǔ)上，提出了“U-Japan”的概念，并于2010年基本上實(shí)現(xiàn)了所有人與人、物與物、人與物之間任意連接的戰(zhàn)略要求。2009年日本政府又提出了“I-Japan”的戰(zhàn)略思想，指出到2015年日本要實(shí)現(xiàn)“以國(guó)民為中心的數(shù)字安心、活力社會(huì)”，為此政府補(bǔ)撥了1萬(wàn)億日元預(yù)算用于信息技術(shù)的發(fā)展。從“E-Japan”到“I-Japan”，日本的信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)了三連跳的飛躍。我國(guó)2011年印發(fā)了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，指出“到2015年，我國(guó)要在核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效，初步形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、安全可控的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展格局”的總?cè)蝿?wù)，為保證規(guī)劃的順利執(zhí)行政府給予了相關(guān)的政策保障，例如：加大財(cái)政的補(bǔ)助，制定促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策法規(guī)，加強(qiáng)建設(shè)人才隊(duì)伍等等。
（二）新的信息技術(shù)以及設(shè)終端的發(fā)展
隨著云時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)將會(huì)有新的出現(xiàn)或者已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)新的突破，例如具有高商業(yè)價(jià)值“大數(shù)據(jù)”挖掘以及將計(jì)算作為一種商品在物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通的“云計(jì)算”。伴隨著新的信息技術(shù)，智能手機(jī)、平板電腦不斷被普及，物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備近年來(lái)實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)式的增長(zhǎng)，穿戴移動(dòng)式的設(shè)備也成為一種新的趨勢(shì)。然而通用的智能終端由于其開(kāi)發(fā)難度大，成本較高，還沒(méi)有完成標(biāo)準(zhǔn)化，這個(gè)市場(chǎng)的的潛力將不可估量。例如，2013年的中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇上就指出：全球的物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)、連接傳感器及智能終端到2018年時(shí)將會(huì)達(dá)到100億美元的規(guī)模。
四.應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
應(yīng)用帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，把感知到的信息進(jìn)行傳輸并更好的應(yīng)用起來(lái)就是物聯(lián)網(wǎng)的最終目的。而傳感技術(shù)關(guān)鍵性的突破，包括RFID、傳感器、二維碼等技術(shù)，是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)走上該發(fā)展道路的動(dòng)力。
（一）傳感器在中國(guó)突破性進(jìn)展
以傳感器在中國(guó)的發(fā)展來(lái)研究物聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)力。2009年，溫總理在視察無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院時(shí)提出“感知中國(guó)”，物聯(lián)網(wǎng)引起了全社會(huì)的關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也被認(rèn)定為中國(guó)五大新興戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)，并寫(xiě)入“政府工作報(bào)告”。2012年，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)《無(wú)錫國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要（2012-2020年）》，工信部等國(guó)家相關(guān)部門(mén)加大了財(cái)政支持力度、推動(dòng)了有利于示范區(qū)發(fā)展的一系列法律法規(guī)及稅收政策的推行。2013年，無(wú)錫市新區(qū)的太湖科技園內(nèi)召開(kāi)的了首屆智能傳感器論壇，會(huì)上無(wú)錫市政府計(jì)劃依托當(dāng)?shù)匦酆竦奈锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，以及依靠無(wú)錫市在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中的優(yōu)勢(shì)，在三年內(nèi)扶持市值百億元的產(chǎn)業(yè)，并代表中國(guó)智能傳感器基地打造出國(guó)際一流的水平。從2009年到2013年，無(wú)錫市傳感器的發(fā)展推動(dòng)了該市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，取得了卓越的成績(jī)。截止到2012年，無(wú)錫市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到1050億元，帶動(dòng)了新的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)約471家入駐新區(qū)科技園，直接或間接解決12多萬(wàn)人員的就業(yè)問(wèn)題。
（二）物聯(lián)網(wǎng)主要的應(yīng)用模式
物聯(lián)網(wǎng)目前基本的應(yīng)用模式主要是監(jiān)控環(huán)境和跟蹤對(duì)象、通過(guò)二維碼識(shí)別對(duì)象、智能化的控制對(duì)象。例如，霧霾傳感器、煙霧傳感器等檢測(cè)空氣中某種待測(cè)物的濃度；通過(guò)GPS鎖定車(chē)輛位子并進(jìn)行導(dǎo)航。二維碼識(shí)別對(duì)象，近些年來(lái)伴隨著3G智能手機(jī)的發(fā)展在生活中廣泛應(yīng)用，許多基于二維碼的APP軟件炙手可熱，二維碼可以獲得對(duì)象物品的價(jià)格、生產(chǎn)商家、銷(xiāo)售點(diǎn)等相關(guān)的拓展信息，或者是某個(gè)特定的網(wǎng)址和連接，極大地方便了群眾的生活與社交網(wǎng)絡(luò)。另外，變頻空調(diào)通過(guò)傳感器感知室內(nèi)溫度和濕度相應(yīng)的調(diào)整其工作；路燈根據(jù)光線的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)整其亮度，則是智能化的監(jiān)控對(duì)象。
五.總結(jié)與展望
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，其用途涉及到了各行各業(yè)。農(nóng)業(yè)上的大棚種植控溫灌溉、動(dòng)物養(yǎng)殖的追根溯源；企業(yè)上的生產(chǎn)監(jiān)控、自動(dòng)做賬；環(huán)保上的污染監(jiān)測(cè)、水土檢驗(yàn)；物聯(lián)網(wǎng)為人類(lèi)的未來(lái)生活構(gòu)建了美好的藍(lán)圖，通過(guò)技術(shù)層面上鼓勵(lì)企業(yè)的創(chuàng)新能力，市場(chǎng)層面上政府給予規(guī)范化指導(dǎo)，應(yīng)用層面上各相關(guān)法律法規(guī)的保障，實(shí)現(xiàn)全智能化的信息社會(huì)指日可待。（作者單位：江南大學(xué)）
國(guó)家社科重點(diǎn)項(xiàng)目“智能服務(wù)產(chǎn)業(yè)化路經(jīng)研究”（12AZD111），江南大學(xué)自主科研計(jì)劃（JUSRP1066），江南大學(xué)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究基地成果之一
參考文獻(xiàn)：
