時間：2023-07-27 09:28:57
序論：速發表網結合其深厚的文秘經驗，特別為您篩選了11篇農業物聯網的發展趨勢范文。如果您需要更多原創資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯系，希望您能從中汲取靈感和知識！
中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A
1 引言
隨著當今互聯網技術、物聯網技術的蓬勃發展，農業領域的科技網絡應用也越來越多了，我國農業也開始從粗放型農業逐步向智慧型農業邁進。“智慧農業”是信息化和農業現代化融合在農業發展領域中的具體實踐和應用，是以物聯網技術為支撐和手段的一種現代農業形態；物聯網是發展“智慧農業”的核心。探討物聯網技術在智慧農業中的應用，將極大促進農業的轉型和發展，對于傳統農業大省的湖南來說，更是一個大的發展機遇。
2 物聯網與智慧農業的內涵
物聯網技術是實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。它是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次革命。物聯網分為感知層、傳輸層和應用層三層。感知層的主要功能是識別物體和采取信息，它主要應用了傳感器、RFID、GPS以及RS 技術等，完成信息的收集、信息簡單處理以及信息向傳輸層的發送。傳輸層負責處理感知層傳來的信息及信息的遠距離傳輸，它位于整個體系結構的中間層，是物聯網的神經中樞；其中運用最廣泛的是無線傳感網絡（WSN）、互聯網、ZigBee 技術等。應用層主要負責服務及應用，它是物聯網和用戶的接口，主要涉及云計算、GIS、專家系統和決策支持系統等信息技術，通過它們將海量數據分類、整理、計算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧農業等領域得到應用。
“智慧農業”是“感知中國”、“美麗中國”理念在農業發展中的具體應用，指利用物聯網技術、云計算技術等信息化技術實現“三農”產業的數字化、智能化、低碳化、生態化、集約化，從空間、組織、管理整合現有農業基礎設施、通信設備和信息化設施，使農業和諧發展，實現“高效、聰明、智慧、精細”[1]。物聯網是“智慧農業”智能化和精細化生產、管理、決策的技術支撐。物聯網在農業的應用——建設智慧農業已成為各地實現農業轉型、步入農業現代化、實現農業可持續發展的重要組成部分。
3 湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析
作為傳統農業大省的湖南，正面臨農業產業的轉型和升級。現階段加快推進基于物聯網技術智慧農業建設，是切實可行的，具體來說它具有以下一些優勢。
3.1 國內外基于物聯網智慧農業發展趨勢及可借鑒經驗
近年來，國內外已經形成了基于物聯網技術的智慧農業發展趨勢。在歐美發達國家，物聯網已滲透到農業領域的各個方面，現已演化成農業工業，步入了科學的新農業發展道路。隨著我國對農業投入的不斷增加，以及國內物聯網技術的成熟，包括北京，上海，無錫，蘇州等地，政府和企業對農業物聯網的投資數量加大，相應的農業物聯網產品和服務也得到了市場的肯定，如：墑情監測、大棚溫室監控、節水、食品安全溯源等，且涌現了楊凌智慧農業和大唐移動智慧農業等典型示范案例，產生了比傳統農業更高的價值。
這些國內外農業物聯網技術的發展、以及在智慧農業中的成功應用為我省推進基于物聯網技術的智慧農業建設提供了寶貴的學習借鑒經驗。
3.2 不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈
湖南農業信息化建設，經過多年的發展，已不斷完善。2011年湖南省被立項開展國家農村農業信息化示范省建設試點。省、市、縣各級各類農業網站、農業信息平臺逐步建立；農業電子商務交易規模增長迅速，如 “特色湖南”網絡平臺，剛上線就實現了4個月網上銷售400多萬元的良好業績；農業信息網絡服務體系基本形成，90%以上縣設置了專門的農業信息管理和技術支持服務機構。同時，湖南省物聯網產業鏈已初具規模。據統計，截止2013年6月，湖南省有從事物聯網研發、制造、運營和服務的企業共240多家；分布在傳感器、芯片設計、電子標簽、智能終端、應用軟件、系統集成、運營服務等產業環節，基本形成了初級產業鏈，在部分領域還有一定優勢。
不斷完善的農業信息化建設和初具規模的物聯網產業鏈為基于物聯網技術的湖南智慧農業發展提供了設施保障。
3.3 湖南堅實的農業經濟基礎有利于農業物聯網應用推廣
湖南土地資源豐富，全省擁有耕地4870萬畝，山地2.56億畝，水面2043萬畝。農產品基地建設初具規模；目前，全省已建立棉花生產基地、水稻生產基地等優質農產品基地共計100多個。涌現大批具有一定的規模和品牌影響力的農產品，如寧鄉花豬、臨武鴨、洞庭湖大閘蟹、隆回藥材、祁東黃花菜等。農業產業化快速發展，湖南是我國農民專業合作經濟組織建設的試點省之一，在調整農業產業化經營的過程中，涌現出了大量農村專業合作經濟組織、營銷大戶和農民經紀人。農業產值快速增長，十一·五期間年平均增長4.7。
農業物聯網應用需要大量投入，農業產值快速增長，農民收入水平高，為智慧農業建設提供了必要的經濟基礎；豐富的土地資源、規模化農產品基地、農業的產業化發展，以及蓬勃興起的高效特色農業，為湖南提速智慧農業建設提供了強有力的支撐平臺。
4 物聯網技術在湖南智慧農業中的應用
根據物聯網的技術內涵，結合湖南推進基于物聯網技術的智慧農業的優勢分析，現階段物聯網技術在湖南智慧農業中的應用可以采用以下應用模式。
4.1 利用農業物聯網技術進行智慧生產
農業物聯網的在生產環節的應用主要包括現代化溫室和工廠化栽培調節和控制環境。它是利用農業物聯網技術中的信息感知技術，主要包括農業傳感器技術、RFID 技術、GPS 技術以及RS 技術等；利用它們采集各個農業要素信息，包括種植業中的光、溫、水、肥、氣等參數，在不同的作物生長期，實施全面監測[2]。這種生產環節的物聯網應用見效快，能夠為高附加值產品錦上添花；方便的快速復制，可以快速應用到不同的作物；而且這種技術各地都有類似的項目，有很成熟的應用。對于農產品基地建設初具規模的湖南，非常適合此類應用，如，我們可以建設棉花生產基地、水稻生產基地等科技示范基地項目，利用農業物聯網實現智慧生產。
4.2 利用農業物聯網技術實現農產品智慧流通
農產品的智慧流通主要包括智慧倉儲、智慧配貨、智慧運輸和流通安全溯源。利用物聯網中的RFID 技術建立自動識別技術的倉庫物流管理系統，實現庫房高效管理，收發貨高速自動記錄，收貨、入庫、盤點、出庫等多個流程能平滑連接，實現流通環節的智慧倉儲。通過RFID結合條碼技術、二維碼技術，為農產品及加工產品加貼RFID電子標簽、對農產品的流通進行編碼，實現農產品的安全溯源。利用物聯網技術“網絡化”發展戰略，建立批發市場信息數據庫和集團協同管理信息平臺，用來收集、儲存、傳輸與整合：客戶信息、業務信息、交易信息、市場管理信息等，最終實現客戶數據、業務數據的有效性、可靠性、整體性，通過信息流帶動物流、商流，協同管控，同時采用RFID、傳感器、GPS等高新技術實現智慧配貨、智慧運輸[3]。
農產品的智慧流通，它涉及到農產品質量和食品安全以及農產品市場價格的穩定，社會意義重大，同時也具有很大的市場潛力。湖南可以從一些有一定的規模和品牌影響力的農產品流通著手，如唐人神肉食品、寧鄉花豬、臨武鴨等，建立基于物聯網技術的農產品智慧流通示范，再擇機在其他農產品流通環節推廣。
4.3 利用農業物聯網技術實現農產品的智慧銷售
農產品的智慧銷售是指產品從預訂、生產到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中，能實現全程跟蹤。它應該包括以下三個環節：①產品預訂；產品的預訂首先需要建立商務平臺，目前農產品的商務平臺主要采用農產品電商預售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生產地，通過物聯網技術中的條碼技術、二維碼技術進行農產品的產地和出貨狀況的管理，并將農產品信息上網。平臺用戶通過注冊會員的形式，實現農產品自由集約訂購。②有機生產；邀請行業專家，依據國家標準，結合各產區的實際，制訂各農產品有機種植的具體標準，在安全生產監控下，遵規執行。③安全監控；為實現消費者的產品認證環節，采用物聯網相關技術，通過監控系統，全程進行跟蹤；為用戶提供詳細的數字及視頻信息保障，使產品從生產，到物流配送的各個環節都在客戶的掌握之中。在田間設立高桿多視角攝像頭，通過無線方式連接至種植戶或養殖戶和駐點收購站，監控全程的無公害生產，監控視頻圖在平臺網站上實時，訂購者可隨時監督。在物流配送中采用GPS等技術實現跟蹤定位監控，確保配送過程安全[4]。
目前，湖南農產品電子商務平臺主要有“網上供銷社”、“特色湖南”等網絡平臺，這些平臺已有一定影響力，且平臺業務功能也已成熟；只需在此基礎上，利用農業物聯網技術實現消費者的產品認證環節，應能很好地實現農產品的智慧銷售。
4.4 利用農業物聯網技術實現農業的智慧管理
智慧管理包括智慧預警、智慧調度、智慧指揮、智慧控制等。湖南土地資源復雜、山地、河湖水面較多，利用物聯網技術中的GIS，可以建立土地及水資源管理、土壤數據、自然條件、生產條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理，實現智慧預警。利用專家系統（簡稱ES），依靠農業專家多年積累的知識和經驗，對需要解決的農業問題進行解答、解釋或判斷，提出決策建議，實現智慧指揮。利用農業決策支持系統（簡稱DSS）可以實現我省在水稻栽培、飼料配方優化設計、大型養殖廠的管理、農業節水灌溉優化等方面的智慧調度。智能控制技術（稱ICT） ，包括模糊控制、神經網絡控制以及綜合智能控制技術，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。通過這些技術可以實現我省在規模化的基地種植、設施園藝、畜禽養殖以及水產養殖中的智慧控制。
5 結束語
物聯網在智慧農業中的應用很多，面對新時代農業的發展、轉型，湖南應不失時機地大力發展智慧農業，加快物聯網技術在湖南智慧農業中的應用力度，使之成為我省農業普及現代信息技術、實現農業現代化的突破口。長期以來的實踐證實，現代農業離不開現代信息技術，在農業發展中引入新興的物聯網技術，可以極大地提升生產效率，創造新的生產模式。
參考文獻
[1] 彭程.基于物聯網技術的智慧農業發展策略研究[J].西安郵電學院學報2012，17（2）：94-98.
[2] 李道亮.物聯網與智慧農業[J].農業工程，2012，2（1）：1-5.
[3] 朱曉姝.物聯網技術在現代農業信息化中的應用研究[J].沈陽師范大學學報：自然科學版，2010，28（3）：391-393.
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：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
農業物聯網是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。它利用各類感知設備，采集農業生產、農產品流通以及動植物本體的相關信息，通過無線傳感器網絡、移動通信無線網和互聯網傳輸，最后通過智能化操作終端，實現農業產前、產中、產后的過程監控、科學決策和實時服務[1]。
近年來，隨著物聯網技術的不斷發展，其應用已經涉及水產養殖與畜牧業、種植業、農產品加工、運輸與流通等農業領域。由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產，更有利于物聯網技術助力設施農業實現精準高效，因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著，前景十分廣闊。
1 物聯網技術應用于設施農業的歷史及現狀
發達國家設施農業物聯網發展較快，20世紀后期就已經有基于網絡化、分布式的溫室環境控制系統研發的報道，這與他們先進的生產管理水平密切相關。英國研發出用于儲藏室或花園溫室的入侵警報系統和霜凍系統、通風加熱控制系統、遠程無線灑水系統等系列無線設備;日本研究開發出“Open Plannet，OP”雙向遠程監控系統，利用基于以太網的嵌入式網絡技術實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[2]。荷蘭向花卉培育者提供植物生長控制系統，可以實現復雜環境下溫室植物的個性化追蹤管理。在美國，20%的精細農業都應用感知技術，在農業生產信息獲取、生產管理、輔助決策、智能實施中發揮了關鍵作用。美國加州研發出的“草莓培育物聯網系統”能夠實時監測植物的生長狀況，根據土壤和環境空氣的動態變化，自動啟動施肥澆水或溫度調節等智能設施。近年來，隨著一些發達國家大面積推廣精細化、自動化的農業生產技術，對農作物的生長環境進行監測，并針對作物生長需要進行生長環境、農業機械的自動控制，使得物聯網技術可以無縫接入，應用環境較為完善[3]。著名的系統有英國開發的農業管理與決策選擇系統、美國的作物決策管理系統等[1]。有此作保證才能真正實現農業生產管理的智能決策與控制。這其中，歐美發達國家尤其值得我們學習的是農業知識處理與應用系統開發方面，他們通過集成大量知識和農業生產流通第一線數據，來為品種選擇、土壤營養診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農產品加工、流通等農業生產全過程提供信息化服務。
我國物聯網的研究幾乎與國外發達國家同步進行，在農業上的研究應用領域也較為廣泛。2011 年，農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》，包括北京市設施農業在內的三大國家級物聯網應用示范工程開始啟動， 2013年，上海、天津、安徽3個省市被農業部列為農業物聯網區域試點[4]，我國農業物聯網發展駛入快車道。迄今全國已有8個省（區、市）（另外還有黑龍江、內蒙古、新疆）承擔的國家物聯網應用示范工程和農業物聯網區域試驗工程先后啟動實施，并取得了階段性成果，也帶動了各地農業物聯網的發展。
成績較為突出的如：北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范，開發了與農業技術結合的墑情監測系統，為政府決策、農戶技術指導、公眾消費和設施蔬菜生產管理提供了便利，實現了設施農業環境監測和農業用水精細管理[5]。江蘇省則開發了基于物聯網的智能農業管理平臺，側重對設施農業、豬舍生產環境進行監控，一定程度上實現了對農業設施的自動化管理，并逐漸開始進行規模推廣[6]。天津市建成了國際先進的農業物聯網平臺，實施了農業生產經營物聯網智能化控制與管理工程。應用種植業設施環境信息監測、智能化控制與管理等物聯網技術，建設了總面積逾667 hm2的核心試驗基地，開展了約1 000棟節能溫室的示范應用。此外，國內許多企業也加入到農業物聯網研發行列，如北京昆侖海岸傳感技術有限公司、大唐移動通信設備有限公司、上海順舟網絡科技有限公司等在開發產品的同時，還提出了設施農業物聯網體系解決方案來構建設施農業智能控制系統，以適應各種類型和不同規模的生產需要 [7]。
2 物聯網技術在設施農業應用的發展瓶頸
雖然農業物聯網技術在我國設施農業中的應用成效較為顯著，但農業物聯網是項復雜的工程，在我國總體上尚處于試驗階段，目前主要在示范型農業、科研溫室等系統中有所應用，距離大規模商業化應用還需要一定時間。促進農業物聯網蓬勃持續發展，必須面對制約其發展的瓶頸問題。目前，我國設施農業物聯網發展中的主要問題可以概括為以下3個方面。
一是優質農業專用傳感器的缺乏。農業部信息中心主任李昌健說：“目前我國農用傳感器種類不到世界的10%，國產化率低、缺乏市場規模效應。在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[4]。”而且，國內產農用傳感器良莠混雜，質量參差不齊，性能不夠穩定，使得監測數據不夠準確，又沒有權威的評價標準，因此農業生產者很難信賴物聯網設備。
二是資金投入大、回報周期長。農業物聯網基礎設施建設不僅一次性資金投入大，需要長期更新維護，而且回報周期長。目前，我國仍以小農戶分散經營為主，農業整體比較效益低下，對于普通農民來講，物聯網設備價格偏高[4]，過于“高大上”，很難大面積推廣。只有規模經營或者高效種養殖業才更有利于物聯網技術的推廣應用。
三是應用研究缺乏，急需“接地氣”的生產應用參數及軟件產品研發。目前國內農業物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主，在設施農業生產上還主要停留在監測與初步分析環節，沒有真正意義實現科學決策和智能控制，根本原因在于對數據分析及其生產應用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問題，首先對于設備問題，我國的企業、科研機構普遍較為重視，相信隨著科技的迅猛發展，大批低成本、低功耗、性能好的各類農業傳感器很快會在市場上涌現。其次對于資金問題，當前還是政府投入引導為主，隨著設備成本的降低，政府補貼的實施（據報道，有關部門正在研究建立農業信息補貼制度，加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄[4]），將會引入電信運營商、企業、科研單位、高校等社會力量的加入，逐步形成政府引導、投資主體多元化、運行維護市場化的格局。因此，制約農業物聯網技術在我國推廣應用的最大瓶頸無疑是采集數據如何應用，物聯網如何為農業生產帶來實實在在的效益，即如何打破“拿上來一大堆數據，卻不知道干什么用”的窘況。重視“應用層”這個頂層設計，以應用為導向來做研發，是農業物聯網發展到今天必須引起重視的核心原則和目標。
3 設施農業物聯網技術應用研究方向
設施農業物聯網應用研究涉及的領域較為廣泛，確立研究方向要結合生產實際和未來發展趨勢，可以重點從5個方面研究入手。一是注重數據的積累與分析，通過分析各類型數據發現農業生產規律，建立設施作物水肥管理模型、病蟲害發生預警模型等，用于指導生產;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類型設施的應用模式，包括研究設施內網絡節點的布控、設備系統的集成等;三是開發適用于當地設施生產實際、擴展性好、操作簡便的物聯網管理軟件，結合專家模型的嵌入，成為農民身邊的技術管家;四是以農業物聯網技術應用研究為基礎，制訂操作性強的農業物聯網應用標準，如針對不同設施蔬菜種植制定物聯網栽培管理應用標準、蔬菜環境監測系統集成規范等，便于推廣應用;五是加強作物生理生態信息的監測與研究，從長遠來看，研究作物生理生長模型是提高設施作物生產潛力的根本和核心技術，有必要及早開始規劃并實施[8-9]。
綜上所述，隨著科技的不斷發展，農業物聯網技術設備將會日臻成熟，但要大規模推廣應用，得到市場的認可，還必須與各地區農業生產實際相結合，不能操之過急。要優先從基礎好、規模化程度高、產值高的行業入手，但更為關鍵的是要提升數據分析能力，加強應用層面的把控與研究，才能充分發揮農業物聯網的優勢。
參考文獻：
[1] 余欣榮.物聯網 改變農業、農民、農村的新力量 農業物聯網知識讀本[M].合肥：安徽科學技術出版社，2012：63-64.
[2] 張唯，劉婧.設施農業種植下物聯網技術的應用及發展趨勢[J].科技廣場，2012（1）：238-241.
[3] 唐珂.國外農業物聯網技術發展及對我國的啟示[J].中國科學院院刊，2013，28（6）：700-707.
[4] 喬金亮.物聯網如何和農業更好結合[N].經濟日報，2013-11-5（13）.
[5] 許世衛.我國農業物聯網發展現狀及對策[J].中國科學院院刊，2013，28（6）：686-692.
[6] 劉家玉，周林杰，荀廣連等.基于物聯網的智能農業管理系統研究與設計――以江蘇省農業物聯網平臺為例[J].江蘇農業科學，2013，41（5）：377-380.
【摘 要】物聯網被視為戰略新興產業和新的經濟增長點，在現代農業發展中具有廣闊的應用前景。本文在介紹物聯網內涵的基礎上，分析了物聯網在中國農業應用的發展基礎和趨勢；然后結合楊凌高效農業發展面臨的問題，分析了楊凌農業方面應用物聯網的需求，并提出了楊凌農業方面應用物聯網的重點發展領域。
關鍵詞 物聯網；現代農業；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
基金項目：西安科技計劃（CXY1436（5））。
作者簡介：曹雪紅（1981—），女，漢族，陜西臨潼人，西安郵電大學經濟與管理學院mba學生，主要從事物聯網、人力資源研究。
0 引言
農業作為關系著國計民生的基礎產業。我國作為人口大國，農業發展的優劣是關系著國民安全、經濟發展、社會穩定的重大問題。我國以傳統農業為主，效率低、工作量大、難度高，農業產品優勢主要依靠自然資源和低廉勞動力成本，已不能滿足現代農業的高產、優質、高效、安全、生態的要求。
隨著我國改革開放進程的推進，十七屆三中全會提出要不斷促進農業技術的集成化、勞動過程機械化、生產經營信息化，加快農業科技創新。其中，農業信息化主要圍繞發展現代農業,實現優質、高產、高效、生態、安全要求，加快轉變農業發展方式，提升科學技術水平，建設現代農業產業體系[1]。建立現代農業體系，高新科技是主要推動力和核心驅動力，而物聯網作為信息產業的第三次浪潮的驅動核心，其在農業上的應用成為我們研究的熱點。楊凌作為我國農業高科技研究重點園區，作為國家高新農業發展的領頭羊，依據其自身特點優勢，研究其依托物聯網發展現代農業的發展策略也成為熱點問題。
1 物聯網的內涵
物聯網（The Internet of Things）概念于1999年被提出[2]。它是以感知為目的，實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡，目的是將所有物品通過各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、基于光聲電磁的傳感器、3S技術、激光掃描器等各類裝置與互聯網結合起來，實現數據采集、融合、處理，并通過操作終端，實現智能化識別和管理，從而提高人們對物質世界的感知能力，實現智能化的決策和控制。
物聯網是即計算機機、互聯網之后信息產業的第三次浪潮，是信息產業領域未來競爭的制高點和產業升級的核心驅動力[3]。農業作為關系著國計民生的基礎產業，其信息化、智能化的程度關系到中國傳統農業轉型升級的步伐和農業產業化進程。物聯網技術在農業中的應用，既能改變粗放的農業經營管理方式，也能提高動植物疫情疫病防控能力，確保農產品質量安全，引領現代農業發展。同時有利于增強中國農業的綜合競爭力，縮小同歐美等發達國家的差距物聯網應用于農業的基礎。現階段依托物聯網建立農業示范基地既符合國家政策發展趨勢，也符合我市經濟發展轉型的集約化思路。
2 我國農業應用物聯網的基礎
我國物聯網在農業中的應用雖然提出時間不長，但農業機電一體化及信息化應用已發展將近20年。目前，我國已對作物生長模擬模型、作物管理知識模型、作物生長無損監測、農作空間信息管理、數字農作決策系統、虛擬植物生長、農情信息監測、精確農作技術等方面也進行了開拓性的研究工作，并取得了良好的成效。隨著80年代以來，電子技術與其它新技術在農業機械中應用研究的發展，我國也先后開展了一批農 業機械化系統電子信息化技術的創新研究與新產品開發，在“精細農業”技術體系、農田信息智能化采集與處理技術、自動監測技術與優化決策支持系統等方面不斷實現技術升級，為物聯網農業的發展奠定了扎實的基礎[4]。
農業信息化方面，在農業部、工信部、文化部、商務部等國家部委、各級地方政府以及電信運營商企業和IT企業等共同推進下，我國農村信息化建設呈現出全方位、多層次推進的態勢。截至2009年底，全國98％的鄉鎮能上網，95％的鄉鎮通寬帶，農村居民每百戶擁有計算機5.4臺，全國99.5％的行政村通電話，手機擁有量達到每百戶96.1部；全國涉農網站已有多家，已開發應用的各類大型農業數據庫67個，已建成鄉鎮信息服務站7121個、行政村信息服務點百萬余個[5]。高覆蓋率的寬帶網絡和無線通信網絡，不斷深化的農業生產專業化分工，不斷拓展的農業生產資料與農產品物流范圍，都為物聯網農業的發展提供了堅實的基礎設施支持和廣闊的創新空間。
3 發展優勢與問題
3.1 依托物聯網發展現代農業優勢
1）物聯網系統應用優勢
雖然還未大面積實現，但目前楊凌已接力聯通、電信等多家運營商，借助新網絡、新技術優勢，建立實現部分“數字農業大棚”，具有一定的應用優勢。
2）農村信息服務優勢
楊凌示范區科技信息中心與西安亞森通信股份有限公司、陜西藍德地產發展有限公司合作，在楊凌示范區內合作建設“三農服務呼叫中心”，打造國內領先的農業信息服務平臺。并且常年開展農村農業科技培訓，農村科技服務體制健全，科技興農思想已深入民心。
3）人力資源豐富
依托楊凌農業科技大學，培養了一批農業信息化學科人才隊伍。且已先后引進碩士以上人才300多名，海外人才10多名。為發展現代農業提供了有力保障。
4）依托陜西，研發優勢明顯
陜西是全國重要的科研教育和高新技術產業基地，在電子信息軟硬件產品、通信網絡、數據處理、傳感傳動、微電子等物聯網技術領域有著得天獨厚的優勢，匯聚了西安交通大學、西安電子科技大學、西北工業大學、中國科學院西安光學精密機械研究所等一批高校和科研院所，涌現出了華迅微電子、優勢微電子、烽火集團、中星測控、大唐電信等一批優秀企業，引進了中興、華為等龍頭企業，技術和產品涵蓋了物聯網核心芯片、智能傳感器、射頻識別RFID、智能天線、軟件與應用平臺、系統集成方案等全產業鏈，為物聯網產業發展提供了強有力的技術支撐。
3.2 依托物聯網發展現代農業問題
楊凌在農村改革發展進程中，積極調整農業結構，大力發展高效農業，帶動農民增收致富，促進新農村建設，走出了一條有中國特色的農業現代化道路。近年來，高效農業規模化發展不斷加快，尤其在設施農業和動物規模化養殖方面發展迅速，但還存在著不（下轉第29頁）（上接第32頁）少問題。
1）在設施農業方面，設施條件參差不齊，簡易設施為主，基本上沒有環境控制能力；栽培管理上粗放，缺乏科學的運籌決策和量化的管理指標，既造成人力、物力和能源的浪費，也因品質差，導致產品市場競爭力下降，大大限制了農產品市場開拓。
2）在動物規模化養殖方面，行業信息化應用水平低，信息化投入預算少，設施投資不足；管理軟件以單機版為主，各自為政，各系統沒有統一的接口，互不通用，因而造成一個個信息孤島，已有的信息化投入不能產生規模效應。
3）數字化管理程度不高，普遍沒有實現自動化設施及精確管理。缺乏自動感知、自動檢測、無線傳輸、統一監管、防疫的智能決策系統。
4）農業科技資源、信息資源、智力資源分散，各自為政，缺乏具有競爭力和導向性的技術服務、技術推廣、農業科技培訓、電子商務交易等信息化服務平臺。
4 重點發展領域
1）建立基于物聯網的農業信息采集、識別、監控、智能分析技術和專家決策系統。以“中國楊凌—以色列現代農業合作園”為重點示范內容，建立現代化智能大棚設施栽培管理示范基地。實驗溫室大棚蔬菜生長環境自動監測和遠程傳輸、數據采集和處理、設施環境的智能調控、蔬菜生長模擬與預測、栽培方案的制定與優化
2）建立基于物聯網的養殖規模化安全智能生產應用示范基地，基于云計算技術的“網上牧場”平臺。利用無線傳感器網絡自動、實時監測動物的行為和健康狀況，對動物的、疾病、疫情等進行監控和預警，同時還可以通過遠程專家系統對突發及特殊情況進行專門的處理。形成環境智能測控、個體特征信息采集、可視化安全管理、流程信息化跟蹤、安全產品溯源的綜合技術體系，真正實現動物規模化養殖的自動化、智能化和現代化，從產地到餐桌全程可控化。
3）整合集成農業科技資源、信息資源、智力資源，建立基于物聯網、互聯網的農業科技創新、推廣、信息服務平臺。實現農業物聯網展示、科技服務、農業咨詢、專家決策、遠程教育為一體的現代農業產業化服務窗口和綜合服務平臺。
4）在示范基地基礎上力爭自主創新新產品：智能專家決策系統、智能信息推動系統等。產學研結合，推進智能農業產業化。
5 總結
本文在我國現代農業及物聯網發展的新形勢下，分析了物聯網在中國農業應用的基礎和趨勢，結合楊凌高效農業發展面臨的問題，分析了楊凌農業方面應用物聯網的需求，并提出了楊凌農業方面應用物聯網的重點發展領域。
參考文獻
［1］汪懋華.把握發展機遇加快推進農業機械化[J].農機科技推廣,2008(12):4-6,2010,12.
［2］楊孝光,廖紅豐.關于推進農業科技化的思考[J].合作經濟與科技,2004(21):4-6.
［3］孫忠富,杜克明,尹首一.物聯網發展趨勢與農業應用展望[J].農業網絡信息,2010(5):5-8.
1.1傳感器種類繁多，功能相近，將向細化
其發功能的方向發展目前，應用的傳感器產品都能夠達到對環境監測的目的，并能夠形成簡單的系統，但是功能不完整，擴展性和升級能力相對較差，性價比不高，沒有取得較好的推廣效果。無線傳感器技術的發展使農業傳感器將朝著微型化、低功耗、高可靠性的方向發展，能否降低構建傳感器網絡的成本，降低傳感器的功耗，延長傳感器網絡的生命周期是傳感器網絡能否在農業中得到廣泛應用的關鍵。同時，發展可靠性高的更為先進的身份識別技術以及設施與機械化技術的功能定位，引進精準農業技術、智能化技術、物聯網技術等高新技術，提高設施農業機械化、自動化、信息化水平。
1.2網絡傳輸管理系統建設滯后，無線通信
技術將獲廣泛應用設施農業物聯網技術需要一個穩定性、經濟性和通用性上均衡發展的管理系統或管理平臺，設施農業綜合管理系統大多還處于試驗研究階段，價格昂貴，真正能夠大面積推廣的產品還很少。此外，如何提高傳感器網絡的可靠性也將是研究的重心。現有無線傳感器網絡空間范圍查詢處理算法能量消耗較大，且當節點失效時查詢處理過程易被中斷，無法返回查詢結果。wifi技術因其組網靈活、易維護、易拓展和豐富的配套設備等優勢將在設施農業中得到更廣泛的應用；同時，通過對農作物溫室內的溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳濃度、葉面濕度、露點溫度等環境參數進行實時采集，自動控制指定設備。同時在設施現場布置攝像頭等監控設備，用戶通過電腦或G4手機實時采集視頻信號，收集設施內生長環境數據進行分析，從而達到遠程控制智能調節指定設備，為作物生長信息實現自動監測、自動控制和智能化管理提供科學依據。
1.3人才匱乏，技術不完善，應用推廣范圍較小
農業物聯網的建設需要國家鼓勵和加大對物聯網的物資投資和人才投資，給予資金技術支持；需要國家加強農業物聯網專門人才的培養，提高他們的創新能力以及應用能力；需要專業的設施農業物聯網技術服務。各物聯網設備開發企業，圍繞這個平臺和標準，開發相應的配套產品設備，不再投入大量精力開發基礎的軟硬件，可以節省人力、物力，增加設施農業物聯網技術的產品種類，加快設施農業物聯網綜合技術的推廣應用。
[2]呂琳露.中美兩國物聯網政策比較研究[J].科技視界，2014，（10）：160161.
[3]中華人民共和國國家知識產權局.美國創新戰略突出知識產權[EB/OL].，20140512.
[4]畢開夏，夏萬利，李維娜.國外物聯網透視[M].北京：電子工業出版社，2012：3133，254255.
[5]李向文.歐、美、日、韓及我國的物聯網發展戰略[J].射頻視界，2010，（3）：4953.
[6]盧濤，尤安軍.美、歐、日韓等國物聯網產業的發展戰略及其對我國的啟示[J].科技進步與對策，2012，（4）：4751.
[7]袁國智，董毅明.我國物聯網產業現狀及其發展對策分析[J].商業時代，2011，（4）：2829.
信息化對農業現代化作用
信息服務需要多樣化。農民既需要市場信息，也需要新技術、新成果信息，更需要推廣人員幫助解決決策分析和實際生產經營問題，這就對農村技術推廣人員的素質提出了更高的要求，他們不僅要提供農業技術或成果，還要幫助農民進行科學決策，提供與農業生產經營整個環節相配套的技術服務來幫助農民實現增收、致富以及農村綜合的發展。
信息服務需要個性化。目前，種植大戶需要種子來源、種子價格、種植環境等信息，而這樣的種植大戶都有自己的個性化需求。對于普通農民，他們有生產管理技術的需求，例如，種植番茄的種植大戶，就有對番茄種植及生產管理方面的需求。
信息服務的流動性、低成本需求。現在的農業生產講究低成本，農業生產流通用戶比較分散，如何以低成本的方式隨時隨地提供信息服務，那就需要信息技術的推廣。每一項具體的農技推廣活動，內容與方法的有效結合是推廣工作成敗的關鍵，也是影響推廣工作效率的主要因素。推廣內容×推廣方法×受眾接受能力=推廣效果，從這個公式可以看到，方法與內容同樣重要，只有達到合理的搭配，才能達到最佳的效果。在提高推廣效率過程中，信息技術相對的改變著我們的生活方式，推廣的內容要實現數字化，推廣手段信息化，從而大幅提高推廣效率。農業技術推廣的方式將逐漸改變農民的認知，從了解認識到采納新的技術，進而促進技術進行擴散，整個過程都需要信息技術來支撐。換言之，信息技術支撐著現代農業技術推廣體系。
目前，我國農村信息化已經進入了快速推進期，改革開放30年，我們國家已經從低收入國家逐漸邁入了中低收入國家的行列，農業農村得到跨越發展，2011年，農村地區人均收入已經達到了6977元，折合1000美元以上。前蘇聯學者曾提出，當人均1000美元時，對信息將會表現出強烈需求。
目前，我國農業面臨著資源短缺、生態惡化、勞動力短缺、食品安全壓力，需要大幅度提高土地產出率、勞動生產率和資源利用率。因此，迫切需要用信息技術和裝備技術提升傳統農業，轉變發展方式，提高農業現代化水平，這是我國農業的客觀要求。
傳統農業向現代農業轉變的解決方案，就是智慧農業。未來農業可能更多的采用精準農業作業系統，通過精準施肥，可以節約肥料30%，通過精準導航大幅度提高作業質量，通過精準施藥可以節約用藥60%。目前我們國家的精準農業還是比較落后的。
拖拉機自動導航技術在國外已經實用化，但在我國仍有待推廣。世界上有167種農業機器人，我們僅占8%，英國的蘑菇采收機器人、噴藥機器人，還有擠奶機器人，都能大大地提高工作效率，降低勞動強度。在美國，6個工人可以管理8 萬平方米的設施大棚，產量達到35～40 kg/m2；在歐洲的奶牛場，2 個工人管理200 頭奶牛，到擠奶的時候，奶牛排著隊，到擠奶機自動沖刷、自動加工等即可；此外，在歐洲，3 個工人能管6000 頭豬；而在我國3 個工人只能管100 頭豬。
對農業物聯網價值的再認識
物聯網有如下特征：每兩個物體之間都可以通訊；每一個物體都有獨立地址，每一個物體都要受計算機控制，每一個物體都可以感知與被感知。目前，大家所提的物聯網還不是真正意義的物聯網，只有普及了IPv6之后，才可能給每個物體一個IP地址，才有可能真正體現物聯網的上述特征。
當前發達國家紛紛瞄準農業等物聯網重點領域、加強投入、搶占先機，有望在2020年形成統一的網絡。我國也不甘落后，2010年1月5日，國家發改委委托中國工程院啟動了“物聯網發展戰略規劃研究”重大咨詢研究專項――“精細農牧業物聯網發展戰略規劃”；1月13日，中國工程院重大咨詢項目“物聯網及其在重要領域的應用”啟動，包括物聯網在農業領域的應用。我國要在未來全球農業競爭中立于不敗之地，確保農業物聯網核心專利、標準、技術、設備不受制于人，必須盡快由國家層面主導開展技術研究。
農業物聯網支撐著現代農業的發展，農業物聯網是農業信息技術領域的一次重大技術革命，是農業信息技術發展新的階段，將徹底改變把“物理世界”與“IT世界”分離的傳統思維。在農業物聯網時代，農田、農機、生鮮農產品將與芯片、寬帶、數據庫系統實現整合，共同形成一個全新的“智慧農業基礎設施”。未來農業的運轉就在它上面進行，包括生產、管理、經營、服務等，有效服務農業全產業。物聯網技術是推動信息化與農業現代化融合的重要切入點，也是推動我國農業向“高產、優質、高效、生態、安全”發展的重要驅動力。物聯網技術應用可以實現合理使用農業資源、降低生產成本、改善生態環境、提高農產品產量和品質的目的，顯著提高農業生產的科技貢獻率。
物聯網技術在設施農業中的應用
我國設施農業存在著很多的問題，包括生產過程管理粗放、生產效率低、勞動強度大、設施環境控制能力差、病蟲害防控水平低、自然災害防御能力低、配套技術服務體系薄弱、設施作物質量缺乏保障等問題。物聯網技術應用到設施農業領域，可以做到設施生產智能化管理、設施環境遠程感知調控、設施病蟲害預警及防控、農學專家遠程可視指導、自然災害預警與救災指導、農藥投入安全監管和溯源、生產儲運過程質量安全實時監測等。
近年來，國家農業智能裝備工程技術研究中心根據我國設施農業生產需求和技術現狀，圍繞感測、控制和實施三個關鍵環節開展科學研究，其中在感測環節中，力求突破生物與環境信息獲取技術瓶頸；重點研究基于決策模型的智能控制技術，開發環境/水控制設備；在實施環節，構建測控技術平臺，提供標準技術接口，定制專業系統。最終形成面向應用的技術、產品和系統，并在設施生產中大面積推廣應用。主要的創新性技術內容包括五個方面，即生物環境信息感測技術、信息采集技術、生產管理分析決策技術、設施環境控制技術、測控技術平臺集成與應用系統定制。
隨著我國水資源的日漸緊缺，我國的水資源供需矛盾也逐漸表現出來，而農業作為用水大戶，其發展節水型農業已經成了農業未來發展勢在必行的方向[2]。目前節水農業主要采取了滴灌、噴灌、微灌等節水灌溉措施，雖然相對于大水漫灌而言，已經實現了較高的用水效率，但綜合分析，其精準度依舊不夠，無法根據農作物的具體需水要求進行灌溉。物聯網技術結合農業的發展誕生了物聯網智能灌溉系統，不僅提高了灌溉精準度，同時也減輕了人力勞動，實現了遠程控制，全面提高了農業生產的生產效率。物聯網智能化農業灌溉是指不需要人進行其實控制，系統能夠自動的感知對農作物何時進行灌溉，以及為農作物灌溉多少的問題。物聯網智能化灌溉可以根據農作物的數據采集結果自動開啟灌溉系統。物聯網灌溉技術是目前我國從傳統農業向現代化農業轉型的重要技術支撐，也幫助農業生產實現了向遠程化、精細化、自動化、虛擬化的轉型[3]。物聯網智能灌溉系統提高了灌溉的綜合管理水平，將原本最需要人的經驗才可以進行生產的農業，轉變成了科技化生產模式，不僅杜絕了人為操作的盲目性與隨意性，同時提高了全面管理水平，實現了一個人對上萬畝地的管理。由此可見，推廣物聯網智能化節水灌溉，不僅可以有效地緩解我國的水資源短缺危機提高我國農業現代化的水平，改變原先粗放式的灌水模式，同時也可以實現農業管理水平的提升，提高農業生產效率，減少人力勞動，全面優化農業生產方式。所以基于物聯網的農業節水灌溉技術，必然成為今后農業灌溉的發展趨勢。
2 基于物聯網的節水灌溉體系
一．工作概況
伊犁是農業大州，伊犁聯通順應“互聯網+農業”發展趨勢，依托自身網絡優勢，滿足用戶的需求，投資2390萬元在全州建立了多個智慧農業示范基地，如尼勒克縣智慧農業示范基地、特克斯縣智慧農業示范基地。
智慧農業示范基地是集大數據、云計算和物聯網技術為一體的現代化農業，實現了對溫度、濕度、二氧化碳、光照強度、土壤溫濕度的智能感知，能夠自動化灌溉農作物，并且能通過手機終端、電腦等移動互聯設備隨時隨地的查看與控制，也可以通過參數設定實現智能控制，通過遠程視頻系統實時查看農作物的生長情況，為農業生產提供精準化種植和可視化管理的智能化決策。
二．下一步工作思路
作為農業大州，我公司下一步將運用移動互聯網、物聯網技術，為伊犁州構建本地“農業云”，其中包含農業大數據平臺、農村電商平臺、設施農業管理平臺，實現伊犁州農產品從生產、交易、溯源全流程科學化的管理和便捷化的交易。
我國是農業大國，想要實現我國農業的可持續性發展，就必須要借助科學的技術手段，通過利用智能化以及信息化的技術管理，；來實現我國傳統農業的轉型，進而為我國現代農業的發展做出更大的貢獻。在我國現代農業的轉型過程中，農業物聯網以及傳感器的研究進展發揮著關鍵性的作用。物聯網技術是二十一世紀的新型技術，在世界各國都得到了普遍的關注。物聯網主要涉及三個層面，即感知層、傳輸層以及應用層。農業傳感儀器在物聯網中隸屬于感知層，通過傳感器可以對農作物進行一定的了解，農業信息的傳輸需要通過農業物聯網傳輸層這個介質實現，傳輸層能夠有效的保障農業信息的獲取，物聯網的應用層主要是對農作物的生產加工等進行有效的管理。通過對物聯網這三個層次的研究與發展，可以對現代農業的發展起著一定的積極影響。
1 農業物聯網的概念分析
在二十世紀末期，物聯網概念被提出，農業物聯網主要是通過各種傳感器來對信息進行采集，幫助農民及時的發現農業生產問題，并且對發生問題的位置進行準確的定位。這樣農民就能通過機械生產的模式對農業實現智能化以及自動化的生產。物聯網是繼計算機、互聯網以及移動通信網之后的被世界公認的信息產業。物聯網是以感知為前提，實現人與人、人與物以及物與物的全面互聯的網絡。通過傳感器對物理世界的各種信息進行獲取，再通過局部的互聯網、無線網絡以及移動通信網等各種通信網絡進行交互傳遞，進而實現對世界的感知。
2 農業物聯網技術的研究進展
2.1 農業物聯網的技術組成分析
農業物聯網主要由感知層、傳輸層以及應用層三個方面構成，感知層主要是由各種感知器以及傳感節點組成，主要是對土壤水分以及苗情的長勢等農業信息進行獲取。傳輸層主要是通過有線或者無線的方式將感知層獲取的各類數據信息傳輸到應用層上。應用層再對收集的信息進行有效的處理和決策，進而實現對農業生產過程的管理與控制。
2.2 農業物聯網的感知技術
在農業物聯網中，感知技術一項關鍵性的技術，傳感器則是感知技術的核心。近些年來，我國的農業傳感器技術的發展步伐比較快，主要有農業信息傳感器以及農業環境傳感器。當前，光、水等常規的環境傳感器發展已經比較成熟，土壤傳感器是目前農業傳感器研究的重點。采用電子以及電磁學等方法對土壤的電阻以及電容等參數進行測量，很容易受土壤組成的影響。利用電磁波對土壤進行測量可以對土壤的結構以及物理化學性質等進行測量。電化學方法可以對土壤中的某些離子等進行測量，土壤的組成具有一定的復雜性，因而，原位測量傳感器在國際范圍中都是研究的難點。信息傳感器同樣也是研究的難點，主要采用光學以及電磁學等物理學原理，根據被測對象的性質來對動植物生命體進行檢測，然而動植物生命過程具有一定的復雜性，想要對其信息進行精準的探測，就必須在其計量模型上有一定程度上的突破。
2.3 農業物聯網通訊技術分析
農業環境具有一定的復雜性，因而想要實現農業物聯網信息的傳輸對通訊技術進行簡單的搬用是不行的，要根據實際情況選擇適宜的通訊方式。農業設施中不僅要考慮墻體的厚度，同時還要考慮材質對傳感器節點之間的信息通訊的影響。比如，大田的作物要考慮農作物的高度以及地形地貌特征對通訊的影響，基于此種情況的考慮，節點布設以及節能機制就成為研究的重點。果園中樹冠的形狀以及與天線的相對高度直接影響著信息的傳輸。
2.4 農業物聯網應用分析
農業物聯網應用是一個閉環控制的過程，在農業物聯網應用中其關鍵性的技術有云計算以及云服務。因為，農業具有一定的生命特性以及生態區域性特征，因而農業的物聯網應用很難通過一種技術以及模式來對問題進行解決。在實踐中，一般都是按照實際的情況來對物聯網進行應用。就其應用模式而言，可以是WEB服務應用也可以是智能的單體應用。
伴隨著科學技術的不斷進步，很多歐美發達國家都對農業物聯網應用開展了示范性的研究。在農業生產中實現了物聯網技術的實踐與推廣。我國在此基礎上也開展了一系列的應用研究，為我農業的發展奠定了技術基礎。
3 農業物聯網發展趨勢分析
在農業生產的過程中，應用農業物聯網技術對于農業的生產管理具有很大的積極作用。以下分別從幾個方便對農業物聯網的發展前景進行闡述：
3.1 農業傳感器的新研究
農業傳感器是農業信息獲取的“眼睛”在農業物聯網信息感知系統中發揮著積極的作用。全新的農業傳感器的研究在農業物聯網產業中也是不可忽略的關鍵環節。伴隨著科學技術的進步，微機電系統農業傳感器也將成為重要的研究領域。
3.2 農產品的生產更加精細化
伴隨著農業物聯網技術的不斷發展，對于農產品的精細化的管理將會成為農業物聯網發展的方向。通過物聯網技術對農作物進行精準化的播種、育秧以及對其生產環境進行精確的控制等，都在很大層面上節省了人力資源，提高了農業生產的附加值，進而更好的促進我國農業精細化的發展。
4 結語
綜上所述，雖然物聯網在農業實踐中的應用依舊面臨著很大的挑戰，但是隨著物聯網產業的標準化的逐步建立與完善，以及農業物聯網技術的不斷進步，將會更快的促進我國農業現代化的發展。
參考文獻
[1]李萍萍，王紀章.溫室環境信息智能化管理研究進展[J].農業機械學報，2014，04：236-243.
[2]肖伯祥，郭新宇，王傳宇，吳升，杜建軍，陸聲鏈，溫維亮.農業物聯網情景感知計算技術應用探討[J].中國農業科技導報，2014，05：21-31.
[3]林蘭芬，王瑞松，于鵬華.基于GIS的農田小氣候環境可視監測系統[J].農業機械學報，2015，03：254-260.
[4]郭雷風，錢學梁，陳桂鵬，王文生.農業物聯網應用現狀及未來展望――以農業生產環境監控為例[J].農業展望，2015，09：42-46.
[5]李燈華，李哲敏，許世衛.我國農業物聯網產業化現狀與對策[J].廣東農業科學，2015，20：149-157.
作者簡介
一、概述
“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。業內專家認為，物聯網一方面可以提高經濟效益，大大節約成本;另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。
智能控制是為了達到節能、舒適、便利的目的，要求對市政、家庭、農業等的智能控制和監視制定細致的策略和方案。但是，傳統的智能控制系統由于很多因素的制約，很難達到要求。為了解決這些問題，業界嘗試了很多辦法，但基本上都屬于封閉式的，多采用私有協議，彼此間難以互通，導致結構不透明，靈活性、擴充性不佳。從長遠看，智能控制系統的發展趨勢是走向開放，尤其是智能控制與互聯網的融合是其中一個重要發展趨勢。
二、智能農業大棚的應用分析
通過對農業大棚內的溫濕度信號、光照度以及土壤的水分等參數的采集，能夠根據用戶設定的參數，自動開啟或關閉設備，來達到大棚內的參數平衡。這樣，可以實現農業生態信息的自動監測，對大棚內設施進行自動控制和智能化管理。
大棚監控及智能控制解決方案是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器，對農作物溫室內的溫度，濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、CO濃度等環境參數進行實時采集，自動開啟或者關閉指定設備（如遠程控制澆灌、開關卷簾等）。在每個智能農業大棚內部署空氣溫濕度傳感器2只，用來監測大棚內空氣溫度、空氣濕度參數;每個農業大棚內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，用來監測大棚內土壤溫度、土壤水分、光照度等參數。所有傳感器一律采用直流24V電源供電，大棚內僅需提供交流220V市電即可。 每個農業大棚園區部署1套采集傳輸設備（包含中心節點、無線3G路由器、無線3G網卡等），用來傳輸各農業大棚的傳感器數據、設備控制指令數據等到internet上與平臺服務器交互。 在每個需要智能控制功能的大棚內安裝智能控制設備1套（包含一體化控制器、擴展控制配電箱、電磁閥、電源轉換適配設備等），用來傳遞控制指令、響應控制執行設備。實現對大棚內的電動卷簾、智能噴水、智能通風等行為的實現。
三、系統架構研究
1、總體架構
系統的總體架構分為傳感信息采集、視頻監控、智能分析和遠程控制四部分。
2、傳感信息采集分析：
數據采集系統，主要負責溫室內部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數據的采集和控制。數據傳感器的上傳采用ZigBee無線傳感模式。 傳感器的數據上具有Zigbee模式和RS485模式兩種，RS485模式中數據信號通過有線的方式傳送，涉及大量的通訊布線。而在Zigbee傳輸模式中，傳感器數據通過Zigbee發送模塊傳送到Zigbee中心節點上，用戶終端和一體化控制器間傳送的控制指令也通過Zigbee發送模塊傳送到中心節點上，省去了通訊線纜的部署工作。中心節點再經過邊緣網關將傳感器數據、控制指令發送到上位機的業務平臺。用戶可以通過有線網絡/無線網絡訪問上位機系統業務平臺，實時監測大棚現場的傳感器參數，控制大棚現場的相關設備。Zigbee模式具有部署靈活、擴展方便等優點。所以，在這里我們采用的是Zigbee模式。
3、控制系統分析：
控制系統主要由一體化控制器、執行設備和相關線路組成，通過一體化控制器可以自由控制各種農業生產執行設備，包括噴水系統和空氣調節系統等，噴水系統可支持噴淋、滴灌等多種設備，空氣調節系統可支持卷簾、風機等設備。 采集傳輸部分主要將設備采集到的數值傳送到服務器上，現有大棚設備支持3G、有線等多種數據傳輸方式，在傳輸協議上支持IPv4現網協議及下一代互聯網IPv6協議。 業務平臺負責對用戶提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括環境數據監測、數據空間/時間分布、歷史數據、超閾值告警和遠程控制五個方面。用戶還可以根據需要添加視頻設備實現遠程視頻監控功能。數據空間/時間分布將系統采集到的數值通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀況（折線圖）和空間分布狀況（場圖）、歷史數據可以向用戶提供歷史一段時間的數值展示;超閾值告警則允許用戶制定自定義的數據范圍，并將超出范圍的情況反映給用戶。
四、智能農業大棚主要功能
1、數據采集
能夠對智能農業大棚內的數據進行無線采集，可以采集內部的溫濕度、光照、以及土壤的水分等參數。
2、視頻監控
用戶能夠實時地通過電腦或手機進行監控，觀察大棚內作物生長狀況。
3、數據存儲
系統能夠對歷史數據進行保存，以便日后對這些數據進行分析，方便日后查詢。
4、數據分析
系統將采集到的數據進行曲線圖或柱狀圖分析，生成報表，根據分析后的數據，可以由此判斷出在什么條件下更適宜農作物的生長，為以后種植的提供依據。
5、遠程控制
只要能夠聯網，在任何時刻都可以對大棚內的設備進行遠程控制，以調節內部的參數。
6、超限報警
用戶可以自行設置超限值，當參數越過超限值時，可以通過監控器或手機進行實時報警，以便及時提醒用戶。
五、結束語
隨著物聯網的普及，智能農業大棚將會在以后扮演越來越重要的角色。對農業生產起著非常重要的作用，同時也會推動農業經濟的發展以及農業信息化的發展。
參考文獻：
[1]楊靜;張磊;農業溫室控制系統的設計與實現[J];廣東農業科學;2011年04期
[2]劉永華;王念春;陳愷亮;;智能溫室自動控制系統的研究與介紹[J];廣西輕工業;2008年08期
[3]田;樊景博;;智能溫室測控系統的分析與設計[J];商洛學院學報;2011年02期
[4]李偉;段翠芳;滑偉娟;;溫室監控系統在國內外的發展現狀與趨勢[J];中國果菜;2010年08期
? r hLS ?
2012
58.9673
171.9818
48.6455
2013
61.1381
179.3953
51.3626
數據來源：國家統計局網站
二是受社會價值多元化的影響。當今社會，由于市場主體 -US j ? e ' ?_T ?？U ：9.0pt;font-family：方正書宋簡體;mso-bidi-font-family：宋體; color：black'>
一.引言
隨著社會的發展，人類對于通信的要求已經不止局限于人與人之間。物聯網正是在這樣時代背景下的產物，其含義是連接物與物的互聯網，因此物聯網也被公認為繼計算機、互聯網之后信息技術的第三次革命。目前全球物聯網產業的發展狀況還處于零散應用的產業啟動期，但是在公共服務、智能交通、環境監控等領域已經取得突破性發展。本文將從技術、市場、應用三個方面分析全球物聯網產業的發展現狀及發展趨勢。
二.技術發展趨勢
從國家政策、經濟環境、產業環境發展的角度來看，物聯網產業的技術將逐步走向標準化體系，商業模式可以實現協調性發展。
（一）相關的體系將逐步走向完善課標準化
物聯網體系的標準化是一個伴隨著市場擴大和應用深入而逐步成熟的過程，且其標準化將是一個覆蓋面很廣的標準體系，涵蓋眾多行業和領域，涉及了供應商、開發商、運營商、系統集成商等等在內的多個群體。需要注意的是，在其標準化的過程中，某一方面的技術的先進性未必能夠推動整個體系標準的變更，只有該標準化具有包容性、開放性、多樣性，才能不斷的擴大其市場并持續下去。另外，隨著受眾市場的不斷括大，占有市場份額越大的應用，其所代表并衍生出來的有關標準才可能成為整個體系的標準。
（二）協調的商業模式將會逐步形成
新的商業模式將會是把人的相關行為活動和相關計算機技術聯系起來。而然，要實現這一點，還有三點需要解決。第一，物聯網的利益分配機制需要重新優化，只有這條產業鏈上的各個相關群體從中獲益，這種商業模式才能使物聯網持續的發展下去；第二，商業模式需要清晰明確，只有產業鏈上的各個環節和群體通力配合，形成上下游的聯盟，各盡其職，共同推動整個產業的協調；第三，協調的商業模式需要在原有的基礎上升級更新，通過跨領域的應用、大規模的拓展，使得新的模式具有生機活力。
三.市場發展趨勢
物聯網市場的的發展主要體現在：世界主要的經濟實體加快推動該產業的發展，越來越多的國家和地區都參與到人工智能競賽的隊伍中；信息技術顛覆式革命并出新的技術，互聯網設備逐步升級，互聯網終端會有新的發展。
（一）各經濟實體的相關措施
以美、日、中為代表的經濟實體都對本國物聯網發展做了長遠的計劃并且投入了巨額的資金。奧巴馬政府于2009年出臺了《美國恢復和再投資法案》，提出要在能源、寬帶、醫療等領域加大投資力度以帶動物聯網的發展，用物聯網的發展刺激經濟的恢復并重新塑造美國的核心競爭力。之后IBM、微軟、英特爾等龍頭企業都紛紛加大其物聯網硬件制造研發業務。2004年，日本政府在完成E-Japan的基礎上，提出了“U-Japan”的概念，并于2010年基本上實現了所有人與人、物與物、人與物之間任意連接的戰略要求。2009年日本政府又提出了“I-Japan”的戰略思想，指出到2015年日本要實現“以國民為中心的數字安心、活力社會”，為此政府補撥了1萬億日元預算用于信息技術的發展。從“E-Japan”到“I-Japan”，日本的信息化建設實現了三連跳的飛躍。我國2011年印發了《物聯網“十二五”發展規劃》，指出“到2015年，我國要在核心技術研發與產業化、關鍵標準研究與制定、產業鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效，初步形成創新驅動、應用牽引、協同發展、安全可控的物聯網發展格局”的總任務，為保證規劃的順利執行政府給予了相關的政策保障，例如：加大財政的補助，制定促進物聯網發展的政策法規，加強建設人才隊伍等等。
（二）新的信息技術以及設終端的發展
隨著云時代的到來，信息技術將會有新的出現或者已有技術實現新的突破，例如具有高商業價值“大數據”挖掘以及將計算作為一種商品在物聯網進行流通的“云計算”。伴隨著新的信息技術，智能手機、平板電腦不斷被普及，物聯網的終端設備近年來實現了爆發式的增長，穿戴移動式的設備也成為一種新的趨勢。然而通用的智能終端由于其開發難度大，成本較高，還沒有完成標準化，這個市場的的潛力將不可估量。例如，2013年的中國互聯網大會云計算與物聯網高層論壇上就指出：全球的物聯網的連接數、連接傳感器及智能終端到2018年時將會達到100億美元的規模。
四.應用發展趨勢
應用帶動產業的發展，把感知到的信息進行傳輸并更好的應用起來就是物聯網的最終目的。而傳感技術關鍵性的突破，包括RFID、傳感器、二維碼等技術，是推動物聯網走上該發展道路的動力。
（一）傳感器在中國突破性進展
以傳感器在中國的發展來研究物聯網的驅動力。2009年，溫總理在視察無錫物聯網產業研究院時提出“感知中國”，物聯網引起了全社會的關注，物聯網產業也被認定為中國五大新興戰略型產業，并寫入“政府工作報告”。2012年，國務院正式批復《無錫國家傳感網創新示范區發展規劃綱要（2012-2020年）》，工信部等國家相關部門加大了財政支持力度、推動了有利于示范區發展的一系列法律法規及稅收政策的推行。2013年，無錫市新區的太湖科技園內召開的了首屆智能傳感器論壇，會上無錫市政府計劃依托當地雄厚的物聯網產業為基礎，以及依靠無錫市在物聯網技術研發中的優勢，在三年內扶持市值百億元的產業，并代表中國智能傳感器基地打造出國際一流的水平。從2009年到2013年，無錫市傳感器的發展推動了該市物聯網產業的進步，取得了卓越的成績。截止到2012年，無錫市物聯網產業及相關產業的總產值已經達到1050億元，帶動了新的物聯網企業約471家入駐新區科技園，直接或間接解決12多萬人員的就業問題。
（二）物聯網主要的應用模式
物聯網目前基本的應用模式主要是監控環境和跟蹤對象、通過二維碼識別對象、智能化的控制對象。例如，霧霾傳感器、煙霧傳感器等檢測空氣中某種待測物的濃度；通過GPS鎖定車輛位子并進行導航。二維碼識別對象，近些年來伴隨著3G智能手機的發展在生活中廣泛應用，許多基于二維碼的APP軟件炙手可熱，二維碼可以獲得對象物品的價格、生產商家、銷售點等相關的拓展信息，或者是某個特定的網址和連接，極大地方便了群眾的生活與社交網絡。另外，變頻空調通過傳感器感知室內溫度和濕度相應的調整其工作；路燈根據光線的強弱自動調整其亮度，則是智能化的監控對象。
五.總結與展望
物聯網的出現改變了傳統的產業，其用途涉及到了各行各業。農業上的大棚種植控溫灌溉、動物養殖的追根溯源；企業上的生產監控、自動做賬；環保上的污染監測、水土檢驗；物聯網為人類的未來生活構建了美好的藍圖，通過技術層面上鼓勵企業的創新能力，市場層面上政府給予規范化指導，應用層面上各相關法律法規的保障，實現全智能化的信息社會指日可待。（作者單位：江南大學）
國家社科重點項目“智能服務產業化路經研究”（12AZD111），江南大學自主科研計劃（JUSRP1066），江南大學中國物聯網發展戰略研究基地成果之一
參考文獻：
