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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);農(nóng)業(yè)應用;問題;對策
很多人對物聯(lián)網(wǎng)這一新興事物可能并不了解,但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展起來,我?guī)е裤降男那閷ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)進行了系統(tǒng)的學習,并對我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了調(diào)查和研究,并以此文進行簡要的探討。
1 什么是物聯(lián)網(wǎng)
簡單地說物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng),狹義的物聯(lián)網(wǎng)是物與物之間的連接和信息交換,廣義的物聯(lián)網(wǎng)不僅包含物與物的信息交換,還包括人與物、人與人之間的廣泛的連接和信息交換。當前物聯(lián)網(wǎng)被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,物聯(lián)網(wǎng)已成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的科技制高點。2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到2600多億元,2012年我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到3650億元,增長38.6%。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應用
近年來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應用主要集中在以下幾個環(huán)節(jié):
1)種植、養(yǎng)殖方面:主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息監(jiān)測與調(diào)控,就是在溫室大棚、養(yǎng)殖池及養(yǎng)殖場內(nèi)布置溫度、濕度、PH值、CO2濃度等傳感器和智能控制系統(tǒng),使農(nóng)業(yè)人員可隨時通過手機、電腦掌握各項指標,并隨時調(diào)控灌溉、保溫等基礎(chǔ)設(shè)施,從而使動植物更好生長提供便利條件,真正實現(xiàn)“在家也能種田和養(yǎng)殖”。
2)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源方面: 通過集成應用電子標簽、條碼技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡等實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤和溯源,從而實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品在“產(chǎn)地-道口-批發(fā)市場-零售賣場”等整個供應鏈的全過程質(zhì)量追溯,提高顧客的滿意度。
3)農(nóng)產(chǎn)品儲運環(huán)節(jié):而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可通過各個分散的傳感器實時監(jiān)測環(huán)境中的溫度、濕度等參數(shù),實現(xiàn)倉庫或保鮮庫環(huán)境以及儲運過程中的動態(tài)實時監(jiān)測,保證農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),減少經(jīng)濟損失。
3 目前物聯(lián)網(wǎng)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展應用中存在的主要問題
當前,物聯(lián)網(wǎng)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用還處于起步階段,多數(shù)應用還處于試驗示范階段,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中還存在著一些問題。
1)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)及行業(yè)標準化方面問題。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不夠成熟穩(wěn)定,目前尚處在初級發(fā)展階段,大量技術(shù)問題急需解決。比如設(shè)備性能遠遠低于應用預期,傳感器精確度、靈敏性不夠高,網(wǎng)絡節(jié)點在能量、計算、存儲及通信能力方面存在局限性等。另外在技術(shù)標準安全性協(xié)議、IP地址、終端等方面也存在一系列問題,制約物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸是行業(yè)標準化方面問題。
2)國家及各農(nóng)業(yè)主體對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)認識不到位,資金投入不足。我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)起步較晚,設(shè)備購置成本高,一次性投入資金較大,加之農(nóng)業(yè)附加值較低、生產(chǎn)周期較長、投入產(chǎn)出比值低等限制因素,致使政府社會及農(nóng)業(yè)主體對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)認識不到位,資金投入不足。
3)我國農(nóng)民科技文化素質(zhì)較低,駕馭農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的能力不強。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一種復雜的、跨行業(yè)的高科技產(chǎn)業(yè),需要新型的知識農(nóng)民作為基礎(chǔ),現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)基本上還處于傳統(tǒng)的農(nóng)戶零散作業(yè)狀態(tài),規(guī)?;潭鹊停蠖嗖贿m于機械化作業(yè),種植成本較高,勞動條件差,導致農(nóng)村文化程度較高的年輕勞動力寧愿進城打工掙錢也不愿留在農(nóng)村務農(nóng)。目前從事農(nóng)業(yè)的大多是年齡較大、科技文化素質(zhì)較低的低學歷農(nóng)民,對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念一些人認識還不深, 甚至一些農(nóng)業(yè)干部,政府部門還處于觀望之中,還需要一個接受的過程,這對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個極大的制約因素。
4)我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備概念性產(chǎn)品多,產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化程度不高。目前,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要產(chǎn)自高校院所的實驗室,概念性產(chǎn)品多,實際產(chǎn)業(yè)化率不高,且實驗室理論研究與農(nóng)業(yè)實際應用差異較大,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還不夠接“地氣”,在滿足農(nóng)民使用需求方面還需繼續(xù)探索。
4 關(guān)于做好我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的對策
4.1 加快完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范體系
我國在物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)方面存在缺失,只有極少數(shù)企業(yè)擁有物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專利申請數(shù)量少且多以實用新型專利為主,發(fā)明專利數(shù)量較少。國家要大力鼓勵企業(yè)和科研院所加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自組織網(wǎng)絡和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點合理部署等共性問題,建立符合我國農(nóng)業(yè)應用需求的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)軟件平臺和應用服務系統(tǒng),為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品系統(tǒng)集成、批量生產(chǎn)、大規(guī)模應用提供技術(shù)支撐。標準化部門要牽頭制定物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)行業(yè)應用標準,制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范體系,指導全國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
4.2 加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)投入力度,實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展
農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),但農(nóng)業(yè)具有基礎(chǔ)薄弱、投資周期長、投資回報率低、風險大等缺點,造成農(nóng)民無力或不愿投資建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施。建議政府將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)納入財政統(tǒng)一補貼項目范圍,鼓勵金融部門為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供資金支持,積極引導科研院所和農(nóng)業(yè)企業(yè)參與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目建設(shè),創(chuàng)建政府主導、政企聯(lián)動、市場運作、合作共贏的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展模式,完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈,為我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全面可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
4.3 大力提高農(nóng)民科學技術(shù)文化素質(zhì)
現(xiàn)階段小農(nóng)經(jīng)濟的存在,一個重要的原因就是農(nóng)村勞動者科技意識差、文化素質(zhì)低、接受新事物的能力不強,因此提高農(nóng)民科技素質(zhì)已成為廣大農(nóng)民的迫切要求。為此要開展好農(nóng)村科技遠程教育,農(nóng)業(yè)技校教育,新型農(nóng)民學校教育以及科技下鄉(xiāng)活動,只有各方面密切配合,形成教育合力,才能切實提高農(nóng)民科學文化素質(zhì),才能讓他們盡快轉(zhuǎn)變觀念,接受農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這個新興事物,為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供強大的人才支撐。
4.4 加速提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平
物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被譽為全球一個新的經(jīng)濟增長點。我國也非常重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,據(jù)新華社報道,在各省啟動的“十二五”規(guī)劃中,有23個省份將物聯(lián)網(wǎng)作為重要發(fā)展目標。2013年農(nóng)業(yè)部啟動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗工程,并出臺了《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗工程工作方案》,選擇天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作,要求要切實促進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的同步發(fā)展,充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),不斷提高農(nóng)業(yè)資源利用率和勞動生產(chǎn)率,推動農(nóng)業(yè)發(fā)展向集約型、規(guī)?;D(zhuǎn)變,提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。
天津毗鄰北京,經(jīng)濟和交通條件好,區(qū)位優(yōu)勢明顯,近年來大力發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè),持續(xù)加大對設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的扶持力度,先后出臺了對種植業(yè)設(shè)施、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園、濱海農(nóng)業(yè)科技園區(qū)和養(yǎng)殖園區(qū)的補貼政策。據(jù)天津市農(nóng)委統(tǒng)計,天津市目前擁有高標準設(shè)施農(nóng)業(yè)面積4萬hm2,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,設(shè)施農(nóng)業(yè)的土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率分別提高3倍以上,單位面積種植效益提高5~10倍。正是基于如此的規(guī)模和良好的效益,物聯(lián)網(wǎng)試驗將重點放在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地、龍頭企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社和水產(chǎn)養(yǎng)殖小區(qū),開展設(shè)施農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用示范,探索不同種類農(nóng)產(chǎn)品、不同類型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用模式;開展農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場物流管理,探索利用信息技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品新型流通格局。物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)建設(shè)內(nèi)容主要包括“信息獲取中心”、“云計算中心”、“云數(shù)據(jù)中心”、“云服務中心”等4個“全要素資源集成中心”,以及“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策控制”、“加工倉儲物流實時監(jiān)控”、“農(nóng)資農(nóng)產(chǎn)品電子商務”、“農(nóng)資農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯”、“監(jiān)測與會商指揮”等5個全系統(tǒng)專業(yè)支撐平臺。
同時,圍繞天津都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,結(jié)合天津種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)機、農(nóng)資等行業(yè)管理的分布與職能,在“支撐平臺”下,建設(shè)6個行業(yè)示范平臺,主要包括:
1 大田作物物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
針對天津大田主導種植種類小麥、玉米、水稻,建立“天津大田作物物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,包括:大田土壤肥力快速感知、測土配方施肥、大田作物病蟲草害自動識別與測報、糧食加工環(huán)境監(jiān)控與色選、糧油電子交易、糧油質(zhì)量安全追溯等系統(tǒng),覆蓋糧食生產(chǎn)、加工、流通、消費全過程。
2 設(shè)施大棚物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
針對天津設(shè)施大棚主栽品種黃瓜、番茄、辣椒等,結(jié)合“天津放心菜基地建設(shè)工程”,建立“天津設(shè)施大棚瓜菜物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,包括:大棚環(huán)境快速感知、水肥調(diào)控模型、瓜菜病蟲草害自動識別與測報、瓜菜農(nóng)超對接、瓜菜質(zhì)量安全追溯等系統(tǒng),覆蓋設(shè)施大棚瓜菜生產(chǎn)、加工、流通、消費全過程。
3 畜牧獸醫(yī)物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
針對天津特色養(yǎng)殖品種肉牛、奶牛、豬、雞等,結(jié)合“畜禽健康養(yǎng)殖智能化遠程監(jiān)控與管理關(guān)鍵技術(shù)示范”項目,建立“天津畜牧獸醫(yī)物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,包括:畜禽舍環(huán)境實時監(jiān)控、畜禽本體無接觸檢測、畜禽疫病遠程診斷、畜禽疫病的防控、畜禽場生產(chǎn)信息管理(飼養(yǎng)管理模式、飼料科學配制)等系統(tǒng),實現(xiàn)天津畜禽的規(guī)?;?、智能化健康養(yǎng)殖。
4 漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
針對天津海水、淡水養(yǎng)殖具體需求,建立“天津漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,包括:淡水、海水環(huán)境實施監(jiān)控,缺氧浮頭紅外自動監(jiān)測(晝夜),魚病遠程顯微檢測與專家會診,水產(chǎn)養(yǎng)殖病害預警與防治,魚飼料配方與精細飼喂等系統(tǒng),形成室內(nèi)與室外健康養(yǎng)殖模式,實現(xiàn)天津水產(chǎn)養(yǎng)殖的自動化、智能化與生態(tài)安全。
5 農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
針對農(nóng)機具作業(yè)的組織化、規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要,集成農(nóng)機具定位、作業(yè)和工況信息的自動采集,農(nóng)機具服務與需求的智能對接,以及面向廣大農(nóng)村路況的農(nóng)機具優(yōu)化調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù),建立“天津農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,解決農(nóng)機具服務的社會化與有序化問題,實現(xiàn)農(nóng)機具資源的充分共享,節(jié)約成本,提高生產(chǎn)效率,促進農(nóng)機具作業(yè)服務市場的逐步完善和健康發(fā)展。
6 農(nóng)資物聯(lián)網(wǎng)示范平臺
突破農(nóng)資質(zhì)量追溯、交易、服務低成本、智能化、普適性等技術(shù)瓶頸,建立農(nóng)資產(chǎn)品質(zhì)量追溯、團購直銷、技術(shù)服務完整的技術(shù)體系,構(gòu)建“天津農(nóng)資物聯(lián)網(wǎng)示范平臺”,為農(nóng)資企業(yè)、農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)大戶等用戶提供農(nóng)資產(chǎn)品質(zhì)量追溯與防偽服務、農(nóng)資供應鏈商務智能服務以及農(nóng)資技術(shù)知識個性化服務,解決農(nóng)資供應鏈中商品供需矛盾、質(zhì)量安全與服務有效延伸的行業(yè)難題。
通過上述專業(yè)平臺及行業(yè)平臺建設(shè),依賴RFID(射頻識別)、傳感器、全球定位系統(tǒng)、二維碼等信息感知設(shè)備,按約定的協(xié)議連接,通過有線或無線網(wǎng)絡進行信息交換和通信,并通過云存儲、云計算實現(xiàn)智能識別、采集、處理,智能控制、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,最后依賴云服務平臺,向農(nóng)業(yè)主管部門、生產(chǎn)基地、農(nóng)民專業(yè)合作社、基層農(nóng)技人員、農(nóng)戶等提供多渠道、內(nèi)容豐富的設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用服務,可有效提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理能力,提高動植物病害防控能力,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。
新 聞 鏈 接
物聯(lián)網(wǎng)促進農(nóng)業(yè)更好發(fā)展
2011年,農(nóng)業(yè)部了《全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,并與發(fā)改委、財政部組織實施了北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)、江蘇無錫養(yǎng)殖業(yè)等三大國家級物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈?013年,農(nóng)業(yè)部啟動了天津、上海、安徽等三個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試點,并認定了40家農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化示范基地。在示范區(qū)外,各地農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也方興未艾。
物聯(lián)網(wǎng)解決三個需求:感知、傳輸、應用
孫忠富介紹,農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應用與發(fā)展時間不算太短。上世紀80年代,我國設(shè)施農(nóng)業(yè)取得了一定的發(fā)展,設(shè)施農(nóng)業(yè)它追求的就是自動化監(jiān)控與智能化管理,在農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的最初階段,設(shè)施農(nóng)業(yè)成為最重要的載體。上世紀80年代以后,這樣的技術(shù)快速發(fā)展,90年展得更快,21世紀,這種勢頭一直突飛猛進。孫忠富解釋說,這是因為我國隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求,特別是信息化技術(shù)自身的發(fā)展、信息技術(shù)廣泛地應用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)或設(shè)施農(nóng)業(yè)上,在一定程度上又促進了信息化發(fā)展。
孫忠富說,另外就是精準農(nóng)業(yè),它是要求對大田作物的種植實現(xiàn)精準化的管理,特別是水肥,什么時候施肥啊、澆水啊,提出的是一種“因需管理”――根據(jù)作物的需求、根據(jù)地塊的差異進行管理。因為農(nóng)田分布廣,每個地塊營養(yǎng)水平不一樣,作物長勢和水分條件不一樣,所以這就需要根據(jù)具體情況,針對性地進行個性化的管理,這就是精準農(nóng)業(yè)的需求。這種個性化的需求也是需要信息技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡傳輸技術(shù)。接著,孫忠富博士講到,物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)達國家逐步形成的一種理念,我國真正全面的被人們認識實際上大約是在2009年左右,這個概念一提出,很快上升到國家重大戰(zhàn)略發(fā)展產(chǎn)業(yè)的高度,成為了繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三個信息化浪潮。
孫忠富介紹,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快也是如此,有著巨大的發(fā)展與應用空間,具體到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域方面,由于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域自身的特點:分布廣,面積大,問題復雜,所以很難管理。怎么樣獲取農(nóng)作物繁雜的信息,也包括氣象、土壤等各種參數(shù)信息,這些信息的獲取和監(jiān)測,將能夠提高農(nóng)業(yè)的管理水平,提高防災減災能力,然后怎樣根據(jù)這些信息去精準地管理控制整個生產(chǎn)過程,這個意義是非常重大的。這就是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的必要性。
整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要解決三個層面上的需求。第一個層面,就是“感知”。我們用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù),相對來說就可以全面、準確的、快速地感知我們農(nóng)業(yè)整個生產(chǎn)過程中一系列重要的信息,這些信息,我剛才講到了,是和農(nóng)業(yè)緊密聯(lián)系的信息,比如作物生長環(huán)境中的光照和水份等,我們應該全面地了解和感知到,因為這些信息影響作物的生長發(fā)育,也影響災害的發(fā)生等。
第二個層面,是“傳輸”。當我們感知到了諸多數(shù)據(jù)和信息,之后就涉及到了怎么去傳輸。農(nóng)業(yè)的現(xiàn)場都是遠離社區(qū)的,遠離辦公室,而政府部門的管理人員他也不在生產(chǎn)現(xiàn)場,這些信息呢,還得讓他們知道,讓他們了解這些信息,另外科學家及研究人員也需要快速、準確地了解到信息。這就需要網(wǎng)絡的技術(shù)傳輸過來,這就是物聯(lián)網(wǎng)的第二個關(guān)鍵技術(shù)―傳輸。
第三個層面,就是“應用”。這是一個更加復雜的問題。當我們獲得了大量的數(shù)據(jù)和信息之后,如何解析,如何與專業(yè)知識結(jié)合,提供綜合服務,這才是物聯(lián)網(wǎng)應用的終極目標。
孫忠富介紹說,信息傳到信息中心,有了數(shù)據(jù),這些大量的雜亂無章數(shù)據(jù),對普通人來說,是無用的,而怎樣把這些數(shù)據(jù)結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點、結(jié)合作物或現(xiàn)場的一些具體情況、結(jié)合農(nóng)業(yè)專家的一些知識和經(jīng)驗,不斷地去提取去挖掘,形成一種簡單的、人性化的、一般人能夠看得懂、用得上的一種技術(shù)產(chǎn)品,這個過程就是數(shù)據(jù)挖掘和整合過程,也就是第三個層面的關(guān)鍵技術(shù)―分析應用與服務。目前人們經(jīng)常提到云服務,云計算,大數(shù)據(jù)等概念,都與此層面密切相關(guān)。
孫忠富總結(jié)道,物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)的感知、數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的應用。對大多數(shù)應用者來說,他們只要關(guān)心最后一個層面的東西就可以了,所以相比而言,第三個層面是最重要的,特別需要面向農(nóng)業(yè)的具體問題。而具體到傳感技術(shù),孫忠富說,這得靠專業(yè)的廠家,即一些電子產(chǎn)品的供應商。而這些供應商的研發(fā),他們需要和農(nóng)業(yè)方面的專家結(jié)合,他們需要知道農(nóng)業(yè)上的實際需求,比如農(nóng)業(yè)實踐中需求什么樣的傳感設(shè)備,哪些是已有的設(shè)備哪些是缺乏的,或者是說將來更需要哪方面的傳感設(shè)備,這樣,進行研發(fā)的電子設(shè)備廠商才能做到有的放矢。孫忠富說,這樣來看,物聯(lián)網(wǎng)的確是一個復雜的系統(tǒng),他需要各方面的專家,各方面的技術(shù)人員來進行交流,進行合作。
技術(shù)認同感和培養(yǎng)使用群體是關(guān)鍵
最后,還要有用戶的配合,要能培養(yǎng)一個廣泛的用戶群體,這個系統(tǒng)、這個成果研發(fā)出來后,還要培養(yǎng)用戶,因為現(xiàn)在任何一個新產(chǎn)品,如果你沒有用戶群體,也是沒有用的。孫忠富說,那么一個用戶群體是如何形成的,第一,的確是這個市場有需求,大家都感到有用;其次,就是產(chǎn)品覺得好用,得有認同感,這樣才能培養(yǎng)出使用群體,另外,就是對高科技手段的認可,不斷地適應和改變工作方式,包括信息獲取的手段。
對于用戶群體的培養(yǎng)問題,孫忠富進一步解釋說,他最近參加在江蘇召開的全國農(nóng)業(yè)信息化工作會議,農(nóng)業(yè)部有關(guān)領(lǐng)導講話中也提出了類似的思想。農(nóng)業(yè)信息化應用要針對特定的群體,這個群體是要培養(yǎng)的,比如現(xiàn)今智能手機用戶很多,但主要還是年青人,而農(nóng)業(yè)信息技術(shù)用戶群體、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),也是一樣,用戶也是要針對性地培養(yǎng)的,這個很重要。這就需要完善我們的技術(shù)系統(tǒng),不斷地能給用戶或使用者帶來好的服務,用戶群培養(yǎng)很關(guān)鍵。
孫忠富認為,我們國家的農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展和應用,在某些方面可以說是跟國際是同步的,在某些方面甚至獨具一幟和特色。但是我國的現(xiàn)實國情是經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)達程度不均,在這種情況下,平均水平跟發(fā)達國家還有一定差距,但在某些特定領(lǐng)域中甚至領(lǐng)先世界水平,整體水平我們還得努力,得迎頭趕上。
物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)是實時的、動態(tài)的
對于物聯(lián)網(wǎng)的理念,孫忠富介紹,這種技術(shù)理念的形成是逐步的??伤菰吹缴鲜兰o80年代,隨著網(wǎng)絡信息技術(shù)的發(fā)展,如智慧地球理念的提出,再和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,逐步地演變,出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的概念。
孫忠富介紹,要說起物聯(lián)網(wǎng)不得不講互聯(lián)網(wǎng),二者具有重要的依存關(guān)系。互聯(lián)網(wǎng)主要是將計算機(資源)互聯(lián)成一個超級網(wǎng)絡系統(tǒng),信息的利用方式以查詢?yōu)橹?,針對的是已有的?shù)據(jù)資源。而我們農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,更需要一些自動實時感知的數(shù)據(jù),這就需要把一些感知設(shè)備(傳感器)連起來,自動的實時的感知,比如作物環(huán)境的土壤水份信息、溫度濕度、太陽光照等信息,這類信息數(shù)據(jù)是不斷變化的,互聯(lián)網(wǎng)是解決不了這個問題,而物聯(lián)網(wǎng)是可以做到。因為互聯(lián)網(wǎng)仍是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪匾脚_,所以也可以簡單地理解為,物聯(lián)網(wǎng)就是通過互聯(lián)網(wǎng)將各種感知設(shè)備連接起來,形成具有感知能力的傳感網(wǎng),如此將物(設(shè)備)與物(設(shè)備)連接在一起,乃至將萬物連接起來,構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)。當然物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵遠遠不止如此。
之于農(nóng)業(yè),有其自己的特點。孫忠富介紹說,因為農(nóng)業(yè)是復雜的,涉及內(nèi)容多,覆蓋面廣,要在全國范圍內(nèi)布設(shè)一定覆蓋度的傳感裝備,其難度可想而知,不像一個園區(qū)或一個大工廠,充其量就那么大。但也正因為如此,要把這么大的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)監(jiān)管起來,實現(xiàn)快速準確地了解各種信息并實施調(diào)控管理,如生長環(huán)境的變化、災情以及農(nóng)情等變化,更需要有物聯(lián)網(wǎng)這樣的技術(shù)予以支撐。所以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和信息農(nóng)業(yè)的發(fā)展也是一個重大機遇,有廣闊的應用空間。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化探索
孫忠富和他們的研究團隊之前長久的研究和實踐的積累,正不斷地轉(zhuǎn)化在農(nóng)業(yè)的實踐應用領(lǐng)域中;而實踐應用所帶來的便利,也更加堅定了他們農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理論探索和相關(guān)產(chǎn)業(yè)化實踐的努力。
孫忠富介紹,他們團隊建立的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息遠程監(jiān)控中心是經(jīng)過多年的研發(fā)而成,尤其是以自主研發(fā)的“農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)”的示范應用取得了良好的社會效益。通過這一智能系統(tǒng)的應用,不斷積累和完善各類農(nóng)業(yè)現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)參數(shù)的獲取和解析,并通過構(gòu)建網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)資源共享和遠程調(diào)用,為政府相關(guān)部門、一線生產(chǎn)單位、科研院所等決策管理和科學研究提供最直接的數(shù)據(jù)信息服務,大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在監(jiān)測預警、防災減災、優(yōu)化調(diào)控等過程中的精準監(jiān)測與決策管理水平。
目前孫忠富他們實驗室正在開展“小麥苗情數(shù)字化遠程監(jiān)控與診斷管理”系統(tǒng)的研發(fā)工作,是農(nóng)業(yè)部和財政部2009年行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項的重點支持項目。項目基于M2M和物聯(lián)網(wǎng)理念,針對我國四個小麥生態(tài)區(qū)類型區(qū)(東北、西部、黃淮海、長江中下游),構(gòu)建小麥苗情監(jiān)控網(wǎng)絡,開發(fā)基于WEB的遠程監(jiān)控網(wǎng)絡與管理系統(tǒng),為小麥苗情綜合診斷,優(yōu)化管理提供科學依據(jù)和技術(shù)支撐。該項目的解決方案和關(guān)鍵技術(shù),完全可應用在其他作物的診斷與管理過程中,具有廣闊的應用前景。
孫忠富坦言,現(xiàn)在社會上物聯(lián)網(wǎng)熱度比較高,但真正成功的案例并不多見,大部分是起步、或初步的應用,而他們的這個項目,雖然也存在諸多不足,但相比來說是做得比較扎實的一個項目。孫忠富他們的這個系統(tǒng),是面向全國的,在全國小麥的主產(chǎn)區(qū),布測大量的監(jiān)控站點,主要就是監(jiān)測小麥以及與小麥生長發(fā)育緊密相關(guān)的因子,通過對數(shù)據(jù)的分析、挖掘,對災情苗情的變化進行診斷預防,將這些信息提供給政府和用戶,并為其提供一些決策支持服務。
孫忠富介紹說,這個系統(tǒng)已經(jīng)完成了主要關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),下一步不斷地擴大應用,準備不斷地把技術(shù)推廣示范,把技術(shù)外延?,F(xiàn)在主要是應用在小麥作物,但農(nóng)業(yè)上作物種類很多的。應用同樣技術(shù)原理和具有的可復制性,他們的團隊下一步考慮將這些成功的技術(shù)運用到更多種作物的監(jiān)控與管理上。
孫忠富說,這些主要關(guān)鍵技術(shù)就是上面提到的三個大的層面:傳感、傳輸、分析應用方面的技術(shù)。針對這三個層面,孫忠富他們開發(fā)了自己的硬件設(shè)備,包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、圖像設(shè)備,另外也開發(fā)了自己的軟件系統(tǒng),在全國很多地區(qū)進行示范應用。更重要的是他們一直堅持把這些技術(shù)轉(zhuǎn)化,非常注重把這些產(chǎn)品的示范價值向社會推廣,進行產(chǎn)業(yè)化。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng);信息;市場;太湖縣
中圖分類號 TP391 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)06-124-02
太湖縣位于皖西南邊陲、大別山南麓,庫容24億m3的花亭湖鑲嵌其間,是典型的山、庫區(qū)農(nóng)業(yè)縣。隨著改革開放的進一步深化和市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,我縣農(nóng)業(yè)在充分利用和發(fā)揮好傳統(tǒng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,積極推廣應用先進農(nóng)業(yè)科學技術(shù),近年來,又引進、示范農(nóng)業(yè)信息化技術(shù),特別是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范探索,對加快縣域現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有所啟發(fā)。
1 太湖縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程與現(xiàn)狀
太湖縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中應運而生的。2006年,太湖縣興牧有限公司實施《省級無公害肉雞農(nóng)業(yè)標準化示范區(qū)》建設(shè)項目,在全縣推廣示范肉雞標準化生產(chǎn),到2008年底,該公司在晉熙、城西、江塘等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成年飼養(yǎng)500萬羽的標準化肉雞養(yǎng)殖基地,通過與安徽農(nóng)業(yè)大學技術(shù)合作,推廣使用全自動乳雞孵化技術(shù),引進、示范卷簾機進行保濕簾機械化收放作業(yè)、糞便自動收集機械化和糞便污處理設(shè)備機械化作業(yè)。2010年該公司江塘鄉(xiāng)標準化養(yǎng)殖小區(qū)被農(nóng)業(yè)部認定為首批國家級畜禽標準化示范場,為公司農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)做好技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。2009年,太湖縣花亭湖綠色食品開發(fā)有限公司程嶺黑豬生態(tài)養(yǎng)殖科技示范園區(qū)引進發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù),在生豬養(yǎng)殖場安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng),對豬場養(yǎng)殖環(huán)境和生產(chǎn)進行全天候?qū)崟r監(jiān)管,為公司生豬無公害生態(tài)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)搭建平臺。2013年5月,太湖縣來興湖農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司黃嶺霞潤擴繁場農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建成并投入運行,該公司在擴繁場內(nèi)安裝高清紅外球機,槍機共22臺套,利用電信部門光纖連接構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡,通過光纖、視頻光端機和視頻服務器采集信息,實現(xiàn)遠程掌控養(yǎng)殖場生豬養(yǎng)殖狀況,且實現(xiàn)了全國聯(lián)網(wǎng)。公司與安徽省農(nóng)科院獸醫(yī)研究所進行技術(shù)合作,實施獸醫(yī)遠程診斷。2010年到2013年間,我縣安徽多滴食品有限公司、幫林禽業(yè)有限公司、華源農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司等多家養(yǎng)殖和苗木生產(chǎn)企業(yè),建設(shè)各自視頻監(jiān)控系統(tǒng),其中,華源公司與安農(nóng)大合作組建了興瀾網(wǎng)絡科技有限公司,構(gòu)建皖西南農(nóng)林特產(chǎn)品網(wǎng)絡銷售平臺。至此,太湖縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已現(xiàn)雛形。
2 對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考
2.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重要意義 物聯(lián)網(wǎng)被世界公認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。是以感知為前提,實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡。隨著世界各國政府對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的政策傾斜和企業(yè)的大力支持和投入,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)被急速的催生,根據(jù)國內(nèi)外的數(shù)據(jù)顯示,物聯(lián)網(wǎng)從1999年至今進行了極大的發(fā)展,滲透進每一個行業(yè)領(lǐng)域??梢灶A見,越來越多的行業(yè)領(lǐng)域以及技術(shù)、應用會和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生交叉,向物聯(lián)方向轉(zhuǎn)變優(yōu)化已經(jīng)成為了時代的發(fā)展方向。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是時代的產(chǎn)物,進入新世紀以來,IT業(yè)發(fā)展迅猛加快了社會信息化進程,我國改革開放不斷深化,科學技術(shù)更是日新月異。改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),加快農(nóng)業(yè)新技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的融合是當今國際社會關(guān)注農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大課題。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過無線網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等各種通信網(wǎng)路交互傳遞,從而實現(xiàn)對世界的感知。作物在不同生長周期曾被“模糊”處理的問題,都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實時定量“精確”把關(guān),農(nóng)民只需按個開關(guān),就能種好菜、養(yǎng)好花。動物飼養(yǎng)實現(xiàn)遠程診斷、自動調(diào)節(jié)生長環(huán)境、實時定量供食供水,在辦公室就能養(yǎng)好豬、養(yǎng)好雞。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)還有利于保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,有利于農(nóng)產(chǎn)品市場流通,是“四化同步”建設(shè)的重要一環(huán)。
2.2 太湖縣具備農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件
2.2.1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)做基礎(chǔ) 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),農(nóng)民憑經(jīng)驗、靠感覺從事種植、養(yǎng)殖,采取粗放式生產(chǎn)管理,勞動力成本高,資金技術(shù)投入較少,生產(chǎn)量、品質(zhì)受到多種因素制約。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實行技術(shù)精深化、管理集約化、生產(chǎn)規(guī)模化,投入大產(chǎn)出高,因而對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都不能掉以輕心,比如設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,瓜果蔬菜該不該澆水?施肥、打藥,怎樣保持精確的濃度?溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度,如何實行按需供給?這樣一系列問題,人工或半機械化作業(yè),都是費時費力的。如果使用信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)就能實時定量滿足作物的各種需求。大規(guī)模養(yǎng)殖場所對現(xiàn)代化信息化技術(shù)及設(shè)備的渴求,尤其顯得迫切。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與建設(shè)需求,與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展是分不開的,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基石和催化劑。太湖縣現(xiàn)有農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)157家,其中省級9家、市級52家,有各種農(nóng)民專業(yè)合作社540多家,已注冊的家庭農(nóng)場35家。近年來,縣委縣政府出臺一系列獎勵扶持政策,不斷加大對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化企業(yè)幫扶力度,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈方興未艾之勢。更有來興湖公司等企業(yè)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)上進行有效探索,未來太湖縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)前景向好。
2.2.2 信息化工程提供平臺 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產(chǎn)設(shè)備。由此可見,信息化發(fā)展是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。太湖縣電信、移動通信已覆蓋全境,互聯(lián)網(wǎng)也覆蓋所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村組,為建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)了基本信息平臺。
2.2.3 農(nóng)業(yè)科技支撐 有了基礎(chǔ)與平臺,關(guān)鍵是如何搭建與使用。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上來講,在農(nóng)業(yè)部門的不懈努力下,特別是近年來通過實施全國基層農(nóng)技推廣示范縣、農(nóng)技推廣補助項目,農(nóng)業(yè)新品種、新技術(shù)配套集成技術(shù)、農(nóng)業(yè)節(jié)本高效栽培技術(shù)、農(nóng)業(yè)輕簡栽培技術(shù)、設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、畜禽標準化養(yǎng)殖技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)技術(shù)等先進農(nóng)業(yè)技術(shù)得到了廣泛推廣應用。隨著農(nóng)村一些新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的涌現(xiàn),農(nóng)技推廣服務的著力點與服務主體也隨之轉(zhuǎn)移,農(nóng)業(yè)科技的推廣應用同樣也為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技支撐。
4 發(fā)展縣域農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的途徑與舉措
4.1 政府主導 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融合的新鮮事物,是多學科技術(shù)的集成,兼具系統(tǒng)性和整體性。農(nóng)業(yè)是個古老產(chǎn)業(yè),具有地域性、季節(jié)性和多樣性,這就決定了信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的復雜性和艱巨性,也意味政府介入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性和重要性。政府主導作用從3方面強化。一是戰(zhàn)略上重視。全球信息化的高速崛起,時間不等人,落后就挨打。政府應做好規(guī)劃,出臺相關(guān)政策和法律法規(guī),鼓勵支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。二是資金上扶持。在基礎(chǔ)理論性研究和探索性示范方面加大投入,先行者先支持,成功一批示范一批。三是市場要掌控。物聯(lián)網(wǎng)先進性與風險性共存,決不可一窩蜂地無條件盲目發(fā)展。各地根據(jù)各自經(jīng)濟、社會及農(nóng)業(yè)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)特點,分別以設(shè)施農(nóng)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全全程監(jiān)控和農(nóng)業(yè)電子商務推進、大田糧食作物生產(chǎn)監(jiān)測為重點領(lǐng)域開展試驗示范,力圖探索形成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可看、實用、可持續(xù)的推廣應用模式,逐步構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)理論體系、技術(shù)體系、應用體系、標準體系、組織體系、制度體系和政策體系,分區(qū)分階段推廣應用。2013年,安徽省和安慶市政府相繼制訂了促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的若干政策,對年度建成應用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的農(nóng)業(yè)企業(yè)進行獎勵補助。政府的鼓勵政策起到了很好的導向作用,地方政府應制訂相配套措施加以推動促進。
4.2 示范引導 2013年太湖縣來興湖農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司在其生豬擴繁場建成了獸醫(yī)遠程監(jiān)控網(wǎng)絡,并全國聯(lián)網(wǎng)。建成后,人不到場,通過網(wǎng)絡(電腦、手機)就能隨時看到生豬養(yǎng)殖狀況,能及時發(fā)現(xiàn)問題采取措施。從該公司使用情況表明,實施獸醫(yī)遠程診斷可有效遏制病畜送檢過程中造成疫病蔓延隱患,提高診斷速率和效率,有利于畜禽疫病的快速診斷及時指導、正確防治和有效控制。但還有諸多需要改進的方面,如豬舍溫、濕度錄入傳輸,環(huán)境參數(shù)傳輸與控制等人工模式,可應為自動模式,還可進一步實行精準投喂、模擬生長、有機生產(chǎn)、安全屠宰、健康銷售等,在全縣率先示范物聯(lián)網(wǎng)生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。此外,太湖縣還要爭取安徽省大田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)試驗區(qū)項目,建設(shè)大田作物農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng),以大田作物“四情”監(jiān)測為重點,通過遠程視頻監(jiān)控與先進感知相結(jié)合的農(nóng)情數(shù)據(jù)信息實時采集、高效低成本信息傳輸和計算機智能決策技術(shù)的集成應用,實現(xiàn)大田作物全生育期動態(tài)監(jiān)測預警和生產(chǎn)調(diào)度。同時,還要加強農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡銷售平臺建設(shè),以太湖縣華源公司在建的“皖西南農(nóng)林特產(chǎn)品網(wǎng)絡銷售平臺項目”為基礎(chǔ),開發(fā)大別山農(nóng)產(chǎn)品電子商務中心,加快農(nóng)產(chǎn)品電子商務與農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的嘗試融合,搭建農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷服務信息平臺,把皖西南大別山優(yōu)質(zhì)農(nóng)林特產(chǎn)品推銷到全國乃至全世界。建設(shè)和利用好 “安徽省太湖熙岸農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)”有利時機,在條件較好的大棚,安裝有電動卷簾、排風機、電動灌溉系統(tǒng)等機電設(shè)備。工作人員可通過手機或電腦登錄系統(tǒng),控制溫室內(nèi)的水閥、排風機、卷簾機的開關(guān);也可設(shè)定好控制邏輯,系統(tǒng)會根據(jù)內(nèi)外情況自動開啟或關(guān)閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設(shè)備,實現(xiàn)遠程控制功能。
建立網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺,對農(nóng)產(chǎn)品的生長過程進行全面監(jiān)管和精準調(diào)控。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),澆水、施肥、打藥,農(nóng)民全憑經(jīng)驗、靠感覺。瓜果蔬菜該不該澆水,施肥、打藥,怎樣才能保持精確的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等,怎樣實行按需供給等,在一系列農(nóng)作物不同生長周期曾被“模糊”處理的事情,這都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實時定量“精確”把關(guān),管理人員或農(nóng)民只需按個開關(guān),做個選擇,或是完全聽“指令”,就能種好菜、養(yǎng)好花。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可以實時定量監(jiān)控農(nóng)作物在不同生長周期所需的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等,調(diào)節(jié)水肥藥的投入,幫助農(nóng)民實現(xiàn)更高層次的精耕細作,采集的農(nóng)作物生長狀況參數(shù)變量就可以為溫室智能化調(diào)控提供科學依據(jù),以達到改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、增產(chǎn)、提高經(jīng)濟效益的目的。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展而產(chǎn)生的,它利用射頻識別技術(shù)和有線或無線通信等技術(shù)創(chuàng)建了一個包含世界無數(shù)物種的“Internet of Things”。在這個理念下,世界上所有物體均能夠相互之間“溝通”,而不必人為操縱。
物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)其功能劃分可分為三層:應用層;網(wǎng)絡層;感知層,最底層為感知層它由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,如二氧化碳濃度傳感器、溫、濕度傳感器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用如同人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢,它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。
中間層為網(wǎng)絡層就像物聯(lián)網(wǎng)的中樞神經(jīng),幫助上下層傳輸和控制信息。網(wǎng)絡層包括應用服務器、數(shù)據(jù)服務器,WEB服務器和后臺數(shù)據(jù)庫等。網(wǎng)絡層是接收感知層上傳過來的信息并進行管理和回應,因此很像生物體的中樞神經(jīng)。
最上層為應用層,也就是軟件應用層,即人機界面層,它與需求目標相結(jié)合,扮演物聯(lián)網(wǎng)中的“實現(xiàn)者”角色即完成深度智能化。同時此層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多種專業(yè)技術(shù)相融合的產(chǎn)物,以滿足各種行業(yè)的需求,從而完成軟件行業(yè)產(chǎn)業(yè)化。
二、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1、總體結(jié)構(gòu)
實時監(jiān)測大棚內(nèi)溫度、濕度、光照條件、二氧化碳量、PH值等生長條件數(shù)據(jù),最終通過儀器上的發(fā)射設(shè)備傳輸至云計算中心服務器平臺上,只要計算機、手機、iPad等接入該物聯(lián)網(wǎng)平臺,均可接收和控制到該監(jiān)測點傳輸來的實時數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地的遠程調(diào)控,調(diào)節(jié)指定的溫、濕度環(huán)境,以及通風、澆灌營養(yǎng)液供給等自動控制,達到綜合環(huán)境控制、肥水灌溉決策與控制、緊急狀態(tài)處理和信息處理、合理利用資源,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等功能。系統(tǒng)要結(jié)合人機對話以及智能邏輯判斷技術(shù)使得系統(tǒng)更加靈活且具有前瞻性。
2、溫度、濕度等結(jié)構(gòu)。
濕度是比較難檢測的物理量,原因是由于濕氣信息的傳遞比較復雜,它表示方法有絕對濕度、相對濕度等。相對濕度是比較普遍的一種表示方法,它是空氣中水蒸汽的摩爾分數(shù)同相同溫度和壓力下飽和水蒸汽的摩爾分數(shù)的百分比(%RH)。溫、濕度的測量是在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將會起到越來越大的作用,對空氣溫、濕度的精確把握可以更加高效、準確、精細的進行農(nóng)耕細作,例如大棚農(nóng)業(yè),大、中型農(nóng)企等。溫度的測量分為兩種:接觸式測量和非接觸式測量。接觸式測量儀器設(shè)備有電阻式溫度計、熱電式溫度計、膨脹式溫度計等;非接觸式測量儀器有亮度溫度計、比色溫度、計輻射溫度計,它們各有特點和功用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般采用電阻式溫度傳感器。
3、觸屏控制系統(tǒng)接入設(shè)備。
如點觸控制開關(guān)燈、開關(guān)通風、開關(guān)水灌溉等,并顯示當前設(shè)備的狀態(tài)(是否開啟或關(guān)閉);由于觸屏A/D采樣時功耗增加,所以軟件設(shè)計中,只有在用戶按下觸摸屏是,才需要進行A/D轉(zhuǎn)換。為了降低功耗,充分利用該芯片的能力,配合軟件設(shè)計,硬件電路設(shè)計按下觸摸屏時,通過PENIRQ向MCU發(fā)出中斷。同時軟件配置采用中斷功能降低功耗,當按下觸摸屏時,則PENIRQ引腳電位變低,MCU收到中斷請求后可以發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換命令,并查詢BUSY引腳直到轉(zhuǎn)換完成取出坐標。
4、支持PDA、智能手機作為操作終端,也可以通過手機短信平臺,發(fā)送短信命令即可開關(guān)農(nóng)業(yè)控制設(shè)備。
移動GSM系統(tǒng)是基于時分多址技術(shù)的移動通訊體制,它建設(shè)最早、技術(shù)比較成熟、完善、應用最廣泛的一種通訊系統(tǒng)?,F(xiàn)在它已建成覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡。它主要提供話音、短信息、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務,它在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游,所以建立上述系統(tǒng)不須再組建專用通信網(wǎng)絡。移動短消息服務SMS業(yè)務作為GSM網(wǎng)絡的一項基本業(yè)務,以其傳遞信息方便,價格低廉,實時性強性能穩(wěn)定,抗干擾能力強,可遠距離無線傳輸?shù)葍?yōu)點,已經(jīng)得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視,基于這種業(yè)務的各種應用也蓬勃發(fā)展起來。
5、數(shù)據(jù)庫每天相關(guān)環(huán)境參數(shù)更新。
數(shù)據(jù)管理不再僅僅是存儲和管理數(shù)據(jù),而轉(zhuǎn)變成用戶所需要的各種數(shù)據(jù)管理的方式。數(shù)據(jù)庫有很多種類型,從最簡單的存儲有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進行海量數(shù)據(jù)存儲的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個方面得到了廣泛的應用。
基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)應用平臺設(shè)計,控制系統(tǒng)的技術(shù)特點和優(yōu)勢: (1)利用現(xiàn)代工程技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機信息及接口技術(shù)等等,通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控農(nóng)作物灌溉情況、氣象狀況、環(huán)境狀況,采集溫度、大氣濕度、光照、CO2含量等等的信息; (2)相比于市場上的監(jiān)控系統(tǒng),通過優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu),增加新技術(shù)的形式,降低了成本,進一步增加了多種管理控制方式,使更多的農(nóng)戶能夠接受本系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)的適應范圍:廣泛應用于中小型農(nóng)業(yè)溫室、水產(chǎn)設(shè)施、畜禽設(shè)施等方面,應用范圍廣,它可以改善作物生長環(huán)境或營造人工環(huán)境,增強抵御惡劣的氣候和環(huán)境條件,增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時間。
通過經(jīng)濟效益預測:(1)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)設(shè)監(jiān)測控制系統(tǒng),可以遠程、低成本、利用網(wǎng)絡控制。(2)不僅可提高整個生態(tài)農(nóng)業(yè)的信息化管理水平,提高從業(yè)人員的信息素養(yǎng)和管理水平,解決當前面臨的實際問題,還可樹立良好的示范效益,成為生態(tài)農(nóng)業(yè)信息化的領(lǐng)頭羊,提高農(nóng)業(yè)作品影響力,提高客戶認知度,創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);農(nóng)業(yè)信息化;概念;應用
中圖分類號 TP391.44;TN929. 5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)01-0337-01
信息化農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標志之一,信息化農(nóng)業(yè)是指將計算機物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域之中,形成一種新型的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)模式[1-3]。信息化農(nóng)業(yè)最主要的關(guān)注點是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綜合管理與使用物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于氣候、土壤、降雨以及社會經(jīng)濟發(fā)展動態(tài)等。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)信息化概念
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)與激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按照設(shè)定的系統(tǒng),將所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換與通訊,實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、查詢與管理的網(wǎng)絡系統(tǒng)。其主要包含了3個層次(圖1)。
農(nóng)業(yè)信息化的定義已經(jīng)有很多的專家與學者從不同的角度作出了詮釋,多數(shù)都是比較專業(yè)與抽象的,在這里用“將信息應用于農(nóng)業(yè)活動”作為對農(nóng)業(yè)信息化的理解。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中的實際應用
現(xiàn)代信息的載體有很多:報紙、電視、廣播、互聯(lián)網(wǎng)、手機等,各個載體通道都有其所長,在農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的過程中要充分地利用各個載體之間的優(yōu)勢,對其進行相互利用,相互促進。目前我國的農(nóng)業(yè)信息的商品化、標準化還沒有完全形成,對于農(nóng)業(yè)信息服務機構(gòu)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者之間的信息交易還沒有達到市場化,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者大多覺得不需要,對生產(chǎn)生活無作用,或者是不會使用等。因此,在將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)信息化結(jié)合的過程中要對不同的地區(qū)、不同的行業(yè)、不同的需求進行不同的思考。
2.1 豐富的信息內(nèi)容
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者最關(guān)心的是跟農(nóng)業(yè)息息相關(guān)的內(nèi)容,比如:糧油、化肥、種子、蔬菜瓜果等,根據(jù)不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的需求來制定出全面、不同、實時的信息,讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者無論何時、何地都能夠查詢到自己想要查找的內(nèi)容,是吸引農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者使用的最主要條件(表1)。
2.2 專業(yè)的產(chǎn)品信息
通過全球定位系統(tǒng)及遙感等技術(shù),可以獲得世界各地的農(nóng)業(yè)信息,并可以根據(jù)實際需要采取人工手機的方式完成專業(yè)的信息收集任務。比如:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)于小麥的信息,小麥種植的土壤、水分、氣候、栽培、種植養(yǎng)分需求、專業(yè)的維護管理、收割、儲存、銷售市場等都能夠得到完整的信息,再通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息進行整理、編輯及分類,就可以形成一條技術(shù)鏈,讓需求者一旦查找到一點,就可以找到其他的有關(guān)信息。
以小麥種植為例:依據(jù)不同地方農(nóng)生產(chǎn)活動的全部過程,提供全程、全面、適時、實地信息服務。對小麥種植方面信息進行收集,比如氣象農(nóng)情:由專家分析當?shù)亟谔鞖庾邉?,做出針對當?shù)剞r(nóng)作物生產(chǎn)情況的一些影響或者預防措施。市場動態(tài):根據(jù)過去農(nóng)產(chǎn)品價格走勢及近期農(nóng)產(chǎn)品走勢分析未來的一段時期內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品價格走勢??萍夹畔ⅲ焊鶕?jù)實時的情況,對農(nóng)產(chǎn)品生長周期或者加工做出最專業(yè)的指導信息。
2.3 虛擬農(nóng)業(yè)
虛擬農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)信息化中的一大體現(xiàn),虛擬農(nóng)業(yè)的技術(shù)主要是依據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù),虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)可以創(chuàng)建一個讓參與者具有身臨其境的環(huán)境感,具有比較完善的交互作用能力,利用其演示農(nóng)作物的受病害侵襲的情況、生產(chǎn)情況、自然災害等,可以讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者在虛擬農(nóng)業(yè)中進行一些關(guān)于農(nóng)作物的試驗,可以減少在現(xiàn)實中試驗耗費的時間、精力、經(jīng)濟以及試驗后的殘留物等,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大助力。
3 結(jié)語
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在農(nóng)業(yè)信息化中,在很大程度上改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,為農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了依據(jù)和指導信息,從宏觀的層面講,會促使農(nóng)業(yè)信息化的全面、實時發(fā)展,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面向現(xiàn)代化信息農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強有力的動力[4]。
4 參考文獻
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一、 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為增強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新帶來機遇
互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過十多年的發(fā)展,已經(jīng)進入較為成熟的階段,深入到人類生活的方方面面,成為不可缺少的組成部分。云計算與物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是互聯(lián)網(wǎng)更廣泛的應用和延伸,將世間萬物納入其中,通過信息傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化的識別、定位、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。
物聯(lián)網(wǎng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù),比如射頻技術(shù)、分布式計算、傳感器、嵌入式智能、無線傳輸及實時數(shù)據(jù)交換和互聯(lián)網(wǎng)均已是目前較為成熟的技術(shù)并在農(nóng)業(yè)、食品安全領(lǐng)域得到廣泛的應用。農(nóng)村各種生產(chǎn)經(jīng)營主體應抓住這個機遇,參與新一代信息技術(shù)的應用之中,把企業(yè)聯(lián)系在"經(jīng)濟云"之中。物聯(lián)網(wǎng)也著力利用技術(shù)的交叉與融合,建立一個"物物"相連的網(wǎng)絡,從而完成遠程實時數(shù)據(jù)交換與控制,為增強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力發(fā)展提供一個完善的平臺。
二、 什么是農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力
自主創(chuàng)新并不是什么都要由我們自己研究、發(fā)明和開發(fā)。自主創(chuàng)新三個方面的含義:一是要加強原始創(chuàng)新,要在各個生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)努力獲得更多的科學發(fā)現(xiàn)和重大的技術(shù)發(fā)明;二是要突出加強集成創(chuàng)新,使各相關(guān)技術(shù)成果融合匯聚,形成具有市場競爭力的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè);三是要在廣泛吸收全球科學成果,積極引進國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,充分進行消化吸收和再創(chuàng)新。
農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力,是指有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新知識、新技術(shù)和新成果的產(chǎn)生、推廣及應用,使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出效率得以提高的過程。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為增強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力發(fā)展提供一個完善的平臺。它可以提供全球范圍科學發(fā)現(xiàn)和重大的技術(shù)發(fā)明;供我們充分進行消化吸收和再創(chuàng)新。
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。其中,有些技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)得到成熟使用;像射頻識別(RFID)作為一種非接觸的快速識別技術(shù),正廣泛應用于現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)中;通過傳感設(shè)備對農(nóng)作物的灌溉及環(huán)境實施監(jiān)測,并進行科學預測,幫助農(nóng)民進行科學種植,提高農(nóng)業(yè)綜合效益。
三、在實施信息化過程中,應注重得幾個問題:
農(nóng)村各種生產(chǎn)經(jīng)營主體必須充分認識到信息化的重要性,將信息化規(guī)劃充分納入到企業(yè)戰(zhàn)略、運作管理考慮的范疇,結(jié)合企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展方向,充分認識到信息化作為工具對企業(yè)戰(zhàn)略、運營的支撐作用,制定能夠支持企業(yè)長期戰(zhàn)略和中短期運營發(fā)展的信息化規(guī)劃。按照信息化的要求,進行流程調(diào)整與重組。對于信息化系統(tǒng)提供的標準的流程以及嵌入標準流程中的最佳實踐,按照企業(yè)的實際情況與外部變化進行適當?shù)卣{(diào)整,使得物流、信息流與資金流實現(xiàn)最佳組合。
現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的應用呢?
1農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控
從監(jiān)測手段看主要有兩類,一類是在近地通過低空傳感器和無線傳感器網(wǎng)絡來完成對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)情的監(jiān)測。另一類是通過遙感和互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)結(jié)合對農(nóng)作物長勢、面積、估產(chǎn)、品質(zhì)的實時監(jiān)測,并應用高光譜遙感數(shù)據(jù)對重要的生物和農(nóng)學參數(shù)的反演模型算法和機理進行研究。美國、以色列、荷蘭等一些發(fā)達國家和地區(qū)相繼建立了智能溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)和宏觀生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測、灌溉施肥控制、畜禽水產(chǎn)精細化養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)絡等方面應用廣泛。
2大田精準作業(yè)
主要運用小型氣象站這種多功能的大田環(huán)境監(jiān)測技術(shù)對大田種植生產(chǎn)過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的作物栽培管理、農(nóng)作物病蟲害防治等進行精細化投入管理、自動化監(jiān)測控制,將有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平,提高資源利用和產(chǎn)出效率。目前,物聯(lián)網(wǎng)在大型農(nóng)場、農(nóng)墾以及農(nóng)業(yè)示范園區(qū)取得了良好的應用成效。
3設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了種植業(yè)生產(chǎn)的智能化監(jiān)測,尤其在設(shè)施園藝生產(chǎn)中應用最為廣泛。通過各種傳感器實時監(jiān)測溫室大棚內(nèi)“溫度、濕度、光照、土壤水分等環(huán)境因子數(shù)據(jù),在專家決策系統(tǒng)的支持下進行智能化決策,通過電腦、手機、觸摸屏等終端實時遠程調(diào)控濕簾風機,噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽、加溫補光等設(shè)備,調(diào)節(jié)大棚內(nèi)生長環(huán)境至適宜狀態(tài),彌補了傳統(tǒng)設(shè)施農(nóng)業(yè)參數(shù)采集監(jiān)控的不足,實現(xiàn)了科學監(jiān)視、科學種植、提高農(nóng)業(yè)綜合效益。
4育種信息化
國內(nèi)一些育種專用的田間性狀采集設(shè)備及作物性狀檢測儀器的研發(fā)應用得到快速發(fā)展,在實現(xiàn)小群體和個體作物形態(tài)、組分、抗倒伏性等參數(shù)的快速獲取,作物種子形態(tài)、品質(zhì)、穗發(fā)芽性狀的無損測量等方面發(fā)揮了重要作用。同時育種資源管理系統(tǒng)、育種過程管理系統(tǒng)、育種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等專用軟件的開發(fā)利用加快推進了育種流程的規(guī)范管理。
5畜禽養(yǎng)殖精細化管理
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)、生豬、奶牛等養(yǎng)殖行業(yè)的使用較為成熟。采用動物生長模型、營養(yǎng)優(yōu)化模型、傳感器、智能裝備、自動控制等現(xiàn)代信息技術(shù),根據(jù)畜禽的生長周期、個體質(zhì)量、進食周期、食量以及進食情況等信息對畜禽的飼喂時間、進食量進行科學的優(yōu)化控制,實現(xiàn)自動化飼料喂養(yǎng)。通過動物體溫信息的實時獲取和分析,實現(xiàn)畜禽個體生理信息精細管理,有效預警重大疫情。通過建立畜禽信息化健康檔案,利用個體定位與溯源管理系統(tǒng)對畜禽產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通全過程進行監(jiān)管,實現(xiàn)畜禽疫病和畜禽產(chǎn)品安全管理。
6農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯
農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)作為質(zhì)量安全管理的重要手段,越來越受到有關(guān)部門和消費者的普遍關(guān)注。目前,中國確定的動物標識及疫病可追溯體系基本模式是以畜禽標識為基礎(chǔ),利用移動智能識讀設(shè)備,通過無線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù),中央數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù),記錄動物從出生到屠宰的飼養(yǎng)、防疫、檢疫等管理和監(jiān)督工作信息,實現(xiàn)從牲畜出生到屠宰全過程的數(shù)據(jù)網(wǎng)上記錄。
我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來技術(shù)發(fā)展重點方向有哪些呢?
1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知與識別技術(shù)。有以下幾個方面:
(1)農(nóng)作物生命與環(huán)境信息感知與識別技術(shù)。加快傳感器的軟硬件技術(shù)創(chuàng)新和算法優(yōu)化,結(jié)合農(nóng)作物生長環(huán)境(土壤溫濕度、光照強度及土壤養(yǎng)分)和生長狀況,組建傳感無線網(wǎng)絡。改變目前大多數(shù)農(nóng)作物環(huán)境傳感技術(shù)處于理論或者實驗室階段的現(xiàn)狀。開發(fā)一款集多種測量元素于一體的多功能傳感裝備,提高傳感器的時效性、普適性,加快“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的步伐。
(2)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境信息感知與標識技術(shù)。加快水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知類傳感器研發(fā)與創(chuàng)新,使數(shù)據(jù)獲取自動化,同時與遙感技術(shù)相結(jié)合,擴大信息獲取范圍、廣度和精度,通過人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等計算機算法讓獲取信息處理向模型化、智能化和多元化方向發(fā)展,使水產(chǎn)養(yǎng)殖向精細化、科學化方向發(fā)展。
(3)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境信息感知與標識技術(shù)。加快畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè),獲取養(yǎng)殖環(huán)境音頻、視頻信息,并通過構(gòu)建模型分析畜禽生長狀況,研發(fā)出與之配套的智能環(huán)境調(diào)控系統(tǒng);研究高精度RFID和DNA指紋圖譜識別技術(shù),打破距離、信號干擾、識別環(huán)境等因素制約,并制定動物識別統(tǒng)一標準,增強產(chǎn)品兼容性和普適性,加快畜禽養(yǎng)殖智能化發(fā)展。
(4)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境信息感知監(jiān)測技術(shù)設(shè)備。通過對影響動物、植物生長的各種自然環(huán)境因子(如空氣、土壤、水體、氣象等信息)的檢測、監(jiān)測、跟蹤、預警、預報等,加強傳感識別、數(shù)據(jù)匯集、智能分析技術(shù)研究,建立農(nóng)業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價體系,加強3S技術(shù)與地面監(jiān)測技術(shù)結(jié)合的研究,實現(xiàn)關(guān)鍵性環(huán)境參數(shù)的智能采集、環(huán)境實時監(jiān)控與跟蹤,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境信息的自動獲取與處理。
2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自組織網(wǎng)絡部署與信息傳輸技術(shù)。有以下幾個方面:
(1)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全維度空間部署與拓撲構(gòu)架技術(shù)。加強作物在不同生長期內(nèi)節(jié)點布設(shè)距離和高度以及作物高度對無線電信號傳輸損失影響研究,研究電磁波在土壤與空氣界面之間傳輸規(guī)律,規(guī)避影響地下傳感網(wǎng)絡影響因素引起的電磁波多路徑傳輸?shù)穆窂綋p失、誤碼率、最大傳輸距離、含水量測試誤差等,確定在不同農(nóng)業(yè)應用環(huán)境條件下傳感器網(wǎng)絡節(jié)點最優(yōu)位置,建立地上地下全維度最優(yōu)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。
(2)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)低耗自組織網(wǎng)絡技術(shù)。加大傳感器在有限能量條件下盡可能延長使用壽命的研究,開展準確的時間同步算法研究,降低信息交換能量消耗;根據(jù)自組織網(wǎng)絡環(huán)境選擇合適的MAC協(xié)議,減少碰撞、避免串擾和減少空間偵聽造成的能量浪費。
3.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息融合與云計算技術(shù)。有以下幾個方面:
(1)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)多源海量信息融合技術(shù)。加強自主感知信息標準化和自主與外部感知信息的融合處理技術(shù)研究。圍繞農(nóng)業(yè)智能生產(chǎn)管理的不同層面專業(yè)需求,開展自主感知信息的標準化研究、多源感知信息智能融合處理Web服務鏈及中間件研究,結(jié)合智能生產(chǎn)管理信息感知模型開展感知信息挖掘與聯(lián)機分析,使感知信息得到快速規(guī)范處理和有效融合,確保多源感知信息可以給智能生產(chǎn)管理提供及時有效的支撐,實現(xiàn)海量多源感知信息高效融合處理。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 服務模式 云計算
現(xiàn)階段我國物聯(lián)網(wǎng)服務行業(yè)正處于高速發(fā)展的時代。首先我國的現(xiàn)代通信行業(yè)處于國際先進地位;其次,我國的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)正在向高端化轉(zhuǎn)變和升級,形成了機器和機器相互連接,通過構(gòu)建出完善的應用基礎(chǔ)型設(shè)備、行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務系統(tǒng)等現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)和市場,同時,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,能夠極大提高和拓展軟件和集成服務、智能化處理等應用環(huán)境,這能夠很大程度上為物聯(lián)網(wǎng)服務行業(yè)提供更為優(yōu)質(zhì)的服務。
1 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的新趨勢
隨著人類社會和文明的發(fā)展,社會專業(yè)化分工更加深入和發(fā)展,這也推動了服務行業(yè)的不斷深化和演進。由于經(jīng)濟發(fā)展和模式的創(chuàng)新,對于服務行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的逐步升級和變動,使得傳統(tǒng)的行業(yè)逐步消失,而有些新興行業(yè)取得高速發(fā)展,還有很多行業(yè)處于穩(wěn)定發(fā)展的狀態(tài),這種發(fā)展變化也是新的服務行業(yè)發(fā)展的需求。服務行業(yè)的發(fā)展是現(xiàn)代化技術(shù)和現(xiàn)代化服務行業(yè)融合的產(chǎn)物和新形態(tài)。對于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營方式、運動方式等,構(gòu)建出完善的經(jīng)營方式,例如通過構(gòu)建完善的風險投資形式、信息技術(shù)模式、物流行業(yè)管理系統(tǒng)、電子商務系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)。
對于物聯(lián)網(wǎng)服務模式的建設(shè),應該是通過完善的IT技術(shù)以及現(xiàn)代化知識經(jīng)濟模式的發(fā)展,其主要是通過新的技術(shù)支撐、業(yè)務水平、服務方式構(gòu)建出的新模式。所謂的物聯(lián)網(wǎng)服務系統(tǒng),是在現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)應用過程中,融入現(xiàn)代化的新型管理理念、現(xiàn)代通訊技術(shù)以及現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)等新態(tài)勢。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù),企業(yè)和用戶能夠通過終端實現(xiàn)貨物、人員之間的智能化管理和控制。對于物聯(lián)網(wǎng)服務行業(yè)而言,是現(xiàn)代化服務行業(yè)的重要內(nèi)容,因此其必然會成為影響現(xiàn)代化行業(yè)發(fā)展的重要行業(yè),同時對于人們的生活、科教、文化、娛樂等環(huán)節(jié)的市場潛能進行充分激發(fā)。其主要的表現(xiàn)主要表現(xiàn)在三個層面:主要通過政府的公共管理和服務職能,例如在智能化交通管理、智能化電網(wǎng)服務系統(tǒng)、醫(yī)療服務系統(tǒng)、衛(wèi)生管理系統(tǒng)、公共服務系統(tǒng)等環(huán)節(jié);主要以企業(yè)為主導的行業(yè)市場,例如現(xiàn)代通訊系統(tǒng)、電力管理系統(tǒng)、物流服務系統(tǒng)等;主要以個人和家為主導的現(xiàn)代消費模式,例如購物、休閑、娛樂、家居等方面的智能化。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新發(fā)展,對于IT技術(shù)、二維碼識別技術(shù)、云計算和云管理技術(shù)等都提出了更高的要求,因此要求在硬件設(shè)備和網(wǎng)絡技術(shù)等方面不斷進行積極的創(chuàng)新,物聯(lián)網(wǎng)服務行業(yè)正呈現(xiàn)出不斷發(fā)展壯大的形態(tài),最終實現(xiàn)豐富和方便人們的生活方式的發(fā)展目標。
2 物聯(lián)網(wǎng)服務的具體應用對策
2.1 做好物聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)展規(guī)劃
在當前的社會發(fā)展中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的發(fā)展時間比較短,但是發(fā)展的速度比較快,在大部分的地區(qū)都已經(jīng)建立了具有一定水平的物聯(lián)網(wǎng)服務示范基地,但是在這些示范基地中,由于基礎(chǔ)技術(shù)方面所做的準備不充足,使得物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中存在著一定的缺陷。一些地區(qū)在進行物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中對于物聯(lián)網(wǎng)的功能以及具體的作用沒有準確清晰的認識,因此在具體的規(guī)劃中,沒有進行全面綜合的考慮,在發(fā)展規(guī)劃方面比較薄弱。但是,我國又是國際物聯(lián)網(wǎng)標準制定的發(fā)起國之一,在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面具有一定的優(yōu)勢。在這樣的基礎(chǔ)之上,應該重視物聯(lián)網(wǎng)服務的具體發(fā)展規(guī)劃,相關(guān)的政府管理部門要積極的配合企業(yè)做好物聯(lián)網(wǎng)整體方面的設(shè)計,保證物聯(lián)網(wǎng)服務的科學有序發(fā)展;法律層面要制定和完善相關(guān)的法律法規(guī),保證物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展有良好的法律環(huán)境;對于物聯(lián)網(wǎng)服務進行一定的政策扶持,使得物聯(lián)網(wǎng)服務在融資方面有著有利政策,保證物聯(lián)網(wǎng)服務所需要的資金。
2.2 通過物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動有關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
在當前的發(fā)展過程中,促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要動力是市場的實際需求,要在科學合理的政策引導下進行發(fā)展。因此,在目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中,要將現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)示范基地作為發(fā)展的基礎(chǔ),在更多的領(lǐng)域和范圍之內(nèi)擴大物聯(lián)網(wǎng)的應用,同時要發(fā)掘物聯(lián)網(wǎng)服務中所存在的潛在因素?,F(xiàn)階段,我國的物聯(lián)網(wǎng)處于初期的發(fā)展階段,對于物聯(lián)網(wǎng)方面尚未形成一定規(guī)模的需求和依賴。為了保證物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展,要將物聯(lián)網(wǎng)的知識進行普及,使得人們有充分的認識,使人們逐漸認識到物聯(lián)網(wǎng)服務的便利性;同時,物聯(lián)網(wǎng)服務企業(yè)要根據(jù)客戶的具體需求,將客戶的需求與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)有機結(jié)合,形成系統(tǒng)完整的物聯(lián)網(wǎng)服務產(chǎn)業(yè)鏈,促進社會各行業(yè)的應用,保證物聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)展。
2.3 保障物聯(lián)網(wǎng)的安全性,促進物聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)展
由于物聯(lián)網(wǎng)服務的開放性特點,而隨著物聯(lián)網(wǎng)的逐漸發(fā)展,在信息安全性方面也提出了全新的要求。因此,相關(guān)的部門和企業(yè)要在構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)整體服務的前提下,明確物聯(lián)網(wǎng)服務中的安全需要,避免其中會出現(xiàn)的不安全因素。同時,在技術(shù)方面進行不斷的研究,建立和完善安全保障機制。
3 結(jié)束語
隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,在未來的發(fā)展階段中,物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用已經(jīng)是一種必然的趨勢,對于專業(yè)的人才有著比較大的需求。因此,企業(yè)要與高校進行強強聯(lián)合,培養(yǎng)出社會發(fā)展所需要的高素質(zhì)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才,有效推動物聯(lián)網(wǎng)服務的健康發(fā)展。
參考文獻
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