淺談農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息化 問(wèn)題 應(yīng)對(duì)措施
隨著微電子、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的滲透和普及，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“物聯(lián)網(wǎng)”正在興起，并被業(yè)界稱(chēng)之為第三次信息技術(shù)革命。
我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型時(shí)期，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的轉(zhuǎn)變， 網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)將發(fā)揮*而重要的作用， 也為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了的機(jī)遇。 充分利用智能化信息管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)， 同樣成為當(dāng)今各個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。2009年8月，提出建立中國(guó)傳感信息中心的戰(zhàn)略設(shè)想，為發(fā)展我國(guó)“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”提供了契機(jī)和動(dòng)力。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在 1999 年由美國(guó)麻省理工大學(xué)提出的。電信聯(lián)盟ITU2005 年度報(bào)告中提出：信息與通信技術(shù)的目標(biāo)已經(jīng)從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連接任何人，發(fā)展到連接任何物體的階段，而萬(wàn)物的連接就形成了物聯(lián)網(wǎng)。從技術(shù)層面上看，“物聯(lián)網(wǎng)”與互聯(lián)網(wǎng)有著天然的緊密，二者都是基于某種開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)間通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了同構(gòu)或異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與信息交換。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)更多是指利用通信線路把分布在不同地點(diǎn)上的多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)，那么物聯(lián)網(wǎng)則是要把所有具備信息傳感功能的設(shè)備或物體互聯(lián)，從而形成的一個(gè)巨大的傳感器智能網(wǎng)，終可達(dá)到“全面感知、可靠傳送、智能處理”的綜合功能。
中國(guó)近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，網(wǎng)民數(shù)量*，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中已具備基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)連接物品網(wǎng)，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的，或?qū)崿F(xiàn)人和物、物和物之間的信息交換。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用需求和領(lǐng)域非常廣泛，潛在市場(chǎng)規(guī)模巨大。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的同時(shí)還將帶動(dòng)傳感器、微電子、視頻識(shí)別系統(tǒng)一系列產(chǎn)業(yè)的同步發(fā)展，帶來(lái)巨大的產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)效益。
國(guó)家工業(yè)和信息化部通信發(fā)展司司長(zhǎng)張峰指出，物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，將有力帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略性調(diào)整，引發(fā)社會(huì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的深度變革，具有巨大的戰(zhàn)略增長(zhǎng)潛能，是后危機(jī)時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家構(gòu)建社會(huì)新模式和重塑?chē)?guó)家長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)力。我們必須牢牢把握產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方向和機(jī)遇，加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究
（一）我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
上個(gè)世紀(jì) 90 年代，在我國(guó)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和普及，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)民們可以隨時(shí)隨地及時(shí)快捷的獲得各種科技信息、管理信息、市場(chǎng)供求信息、氣象與土壤信息、作物與病蟲(chóng)害信息等等。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)正在改變因農(nóng)業(yè)高度分散、生產(chǎn)規(guī)模小、時(shí)空變異大、量化與規(guī)?；潭炔睢⒎€(wěn)定性和可控程度低等行業(yè)性弱點(diǎn)。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，即在大棚控制系統(tǒng)中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)測(cè)量獲得作物生長(zhǎng)的良好條件，可以為溫室調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
它的應(yīng)用是將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集信息， 以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問(wèn)題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴(lài)于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。
（二）國(guó)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
以歐美為代表的世界發(fā)達(dá)國(guó)家，還是企業(yè)都在物聯(lián)網(wǎng)方面制定了自己的發(fā)展規(guī)劃，并將依托互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來(lái)發(fā)展農(nóng)業(yè)。
發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)開(kāi)發(fā)、農(nóng)業(yè)信息資源利用等方面，推進(jìn)農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息化的步伐，利用“5S”技術(shù)（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣象與病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)進(jìn)行精細(xì)化管理和調(diào)控，有力地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)整體水平的提高。
三、我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的問(wèn)題
（一）物聯(lián)網(wǎng)面臨的問(wèn)題
1、缺乏核心技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)
農(nóng)業(yè)包括農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫室控制、節(jié)水灌溉、氣象監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品安全與溯源、設(shè)備智能診斷管理等方面。農(nóng)業(yè)面大、范圍廣，還有在設(shè)施農(nóng)業(yè)、農(nóng)田作物、野外臺(tái)站、工廠化養(yǎng)殖等領(lǐng)域示范應(yīng)用科技也應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大。還可以進(jìn)一步完善形成農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)。針對(duì)大規(guī)模農(nóng)業(yè)園區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)和野外農(nóng)田，離散部署無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)業(yè)氣象要素，如空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度等進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)GPRS/CDMA/3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器，中心服務(wù)器接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)應(yīng)的診斷知識(shí)模型對(duì)數(shù)據(jù)解析處理，以達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)、集中式管理。
2、案例
在北京大興農(nóng)業(yè)示范區(qū)，處處能體驗(yàn)到物聯(lián)網(wǎng)“感知”農(nóng)業(yè)的技術(shù)魅力。鮮切花生產(chǎn)基地的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)與智能控制系統(tǒng)，通過(guò)室內(nèi)傳感器“捕捉”各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制器統(tǒng)計(jì)、中控室電腦分析處理，結(jié)果即時(shí)顯示在屏幕上。管理人員通過(guò)另一項(xiàng)技術(shù)——視頻語(yǔ)音監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)指揮。
像采育鎮(zhèn)鮮切花生產(chǎn)基地這樣，大興已在5個(gè)鎮(zhèn)、6個(gè)村示范推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)，智能溫室娃娃、室外氣象自動(dòng)監(jiān)測(cè)、負(fù)水頭灌溉、液肥施用、靜電噴藥等信息化技術(shù)，實(shí)時(shí)定量監(jiān)控農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)更高層次的精耕細(xì)作。
許多地方已經(jīng)開(kāi)始積極的嘗試農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)前端設(shè)備支持多種傳感器接口，同時(shí)支持音頻、視頻功能，可以有效的為農(nóng)業(yè)專(zhuān)家提供*手的現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)；此外，農(nóng)業(yè)專(zhuān)家還可以通過(guò)PC終端登錄農(nóng)業(yè)診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制灌溉等操作，解決了農(nóng)業(yè)專(zhuān)家極為缺乏的現(xiàn)狀。
該系統(tǒng)支持H.264 編碼，能實(shí)現(xiàn)窄帶寬下流暢視頻傳輸，具有超低碼率，帶寬自適應(yīng)功能。其單卡傳輸CIF 圖像在2.5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，高可達(dá)8 幀/秒；雙卡傳輸CIF 圖像高可達(dá)15 幀/秒；在3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可達(dá)15幀/秒。
前端設(shè)備是傳感器接口、視頻采集和無(wú)線傳輸為一體的智能采集終端，采用便攜式設(shè)計(jì)，自帶電源，一次充電可使用2～4個(gè)小時(shí)；支持可變倍攝像機(jī)，可調(diào)節(jié)攝像機(jī)，滿(mǎn)足對(duì)診斷植物推近觀察的需要。
后端軟件平臺(tái)支持靈活的管理和調(diào)度功能，滿(mǎn)足一位專(zhuān)家對(duì)多個(gè)前端的農(nóng)業(yè)咨詢(xún)支持需要，支持農(nóng)業(yè)專(zhuān)家遠(yuǎn)程雙向語(yǔ)音對(duì)講功能。
支持分級(jí)用戶(hù)權(quán)限管理，采用數(shù)據(jù)流加密技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)通信安全。支持多種PTZ 協(xié)議，協(xié)議可擴(kuò)展，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的控制I/O。
（二）政策支持
農(nóng)業(yè)是弱勢(shì)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定快速增長(zhǎng)的重要基石。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)公共財(cái)政對(duì)三農(nóng)欠賬較多，近年來(lái)雖然加大了支農(nóng)力度，并取得顯著成效，但從總體來(lái)看，我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍很緩慢，三農(nóng)問(wèn)題依然嚴(yán)峻。在這一歷史環(huán)境下，如何認(rèn)真貫徹落實(shí)中央提出的“工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)，城市支持農(nóng)村”的大政方針，讓有限的財(cái)政支農(nóng)資金發(fā)揮出大效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)盡快走向繁榮昌盛，為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是各級(jí)財(cái)政部門(mén)義不容辭的職責(zé)。
（三）資本支持
農(nóng)村信貸方式單一、農(nóng)民信息不暢、缺少創(chuàng)業(yè)資本等因素使得農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不能快速發(fā)展。各級(jí)應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)通信、交通、具有農(nóng)業(yè)科研實(shí)力的院校等相關(guān)科研單位與農(nóng)民互利互惠；還應(yīng)制訂與之相適應(yīng)的稅收、財(cái)政政策實(shí)行惠農(nóng)；應(yīng)積極投資入股，通過(guò)設(shè)立擔(dān)?；?、財(cái)政參股等方式成立中小企業(yè)金融擔(dān)保機(jī)構(gòu)，在一定的基礎(chǔ)上共享利益，緩解農(nóng)民創(chuàng)業(yè)資金問(wèn)題。
完善農(nóng)村融資渠道，提高信貸資本，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展企業(yè)提供資金支持，大力發(fā)展農(nóng)村信貸，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的金融支持。
五、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)展望
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)正在范圍快速增長(zhǎng)，隨著通信設(shè)備、管理軟件等相關(guān)技術(shù)的深化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品成本的下降，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將逐漸走向全面應(yīng)用。 農(nóng)業(yè)無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)地。我國(guó)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還有很長(zhǎng)的路要走，還處于產(chǎn)業(yè)啟動(dòng)期，只有積極探索農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，打造農(nóng)產(chǎn)品的品牌，促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從推動(dòng)邁向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，突破規(guī)?；瘧?yīng)用的障礙，多方合作、推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破以及重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的開(kāi)拓，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的健康和可持續(xù)發(fā)展。
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