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【關鍵詞】物聯網;農業應用;問題;對策
很多人對物聯網這一新興事物可能并不了解,但物聯網技術已經逐漸發展起來,我帶著憧憬的心情對物聯網技術進行了系統的學習,并對我國農業物聯網的發展現狀進行了調查和研究,并以此文進行簡要的探討。
1 什么是物聯網
簡單地說物聯網就是物物相連的互聯網,狹義的物聯網是物與物之間的連接和信息交換,廣義的物聯網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。當前物聯網被稱為世界信息產業的第三次浪潮,物聯網已成為國內外廣泛關注的科技制高點。2011年中國物聯網產業市場規模達到2600多億元,2012年我國物聯網產業市場規模達到3650億元,增長38.6%。
2 物聯網技術在農業上的應用
近年來,農業生產領域物聯網應用主要集中在以下幾個環節:
1)種植、養殖方面:主要是農業生產環境信息監測與調控,就是在溫室大棚、養殖池及養殖場內布置溫度、濕度、PH值、CO2濃度等傳感器和智能控制系統,使農業人員可隨時通過手機、電腦掌握各項指標,并隨時調控灌溉、保溫等基礎設施,從而使動植物更好生長提供便利條件,真正實現“在家也能種田和養殖”。
2)農產品質量安全溯源方面: 通過集成應用電子標簽、條碼技術、傳感器網絡、移動通信網絡和計算機網絡等實現農產品質量跟蹤和溯源,從而實現農產品在“產地-道口-批發市場-零售賣場”等整個供應鏈的全過程質量追溯,提高顧客的滿意度。
3)農產品儲運環節:而物聯網技術可通過各個分散的傳感器實時監測環境中的溫度、濕度等參數,實現倉庫或保鮮庫環境以及儲運過程中的動態實時監測,保證農產品品質,減少經濟損失。
3 目前物聯網在我國農業發展應用中存在的主要問題
當前,物聯網在我國農業領域的應用還處于起步階段,多數應用還處于試驗示范階段,農業物聯網建設中還存在著一些問題。
1)農業物聯網應用技術及行業標準化方面問題。農業物聯網技術還不夠成熟穩定,目前尚處在初級發展階段,大量技術問題急需解決。比如設備性能遠遠低于應用預期,傳感器精確度、靈敏性不夠高,網絡節點在能量、計算、存儲及通信能力方面存在局限性等。另外在技術標準安全性協議、IP地址、終端等方面也存在一系列問題,制約物聯網產業發展的最大瓶頸是行業標準化方面問題。
2)國家及各農業主體對農業物聯網認識不到位,資金投入不足。我國農業物聯網產業起步較晚,設備購置成本高,一次性投入資金較大,加之農業附加值較低、生產周期較長、投入產出比值低等限制因素,致使政府社會及農業主體對農業物聯網建設認識不到位,資金投入不足。
3)我國農民科技文化素質較低,駕馭農業物聯網發展的能力不強。農業物聯網是一種復雜的、跨行業的高科技產業,需要新型的知識農民作為基礎,現階段我國農業基本上還處于傳統的農戶零散作業狀態,規模化程度低,大多不適于機械化作業,種植成本較高,勞動條件差,導致農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村務農。目前從事農業的大多是年齡較大、科技文化素質較低的低學歷農民,對于農業物聯網的概念一些人認識還不深, 甚至一些農業干部,政府部門還處于觀望之中,還需要一個接受的過程,這對于農業物聯網的發展是一個極大的制約因素。
4)我國農業物聯網設備概念性產品多,產品產業化程度不高。目前,我國農業物聯網設備主要產自高校院所的實驗室,概念性產品多,實際產業化率不高,且實驗室理論研究與農業實際應用差異較大,物聯網設備還不夠接“地氣”,在滿足農民使用需求方面還需繼續探索。
4 關于做好我國農業物聯網發展的對策
4.1 加快完善農業物聯網關鍵技術和農業物聯網標準規范體系
我國在物聯網核心關鍵技術方面存在缺失,只有極少數企業擁有物聯網核心技術。物聯網技術專利申請數量少且多以實用新型專利為主,發明專利數量較少。國家要大力鼓勵企業和科研院所加強農業物聯網技術的研發和創新,解決農業物聯網自組織網絡和農業物聯網感知節點合理部署等共性問題,建立符合我國農業應用需求的農業物聯網基礎軟件平臺和應用服務系統,為農業物聯網技術產品系統集成、批量生產、大規模應用提供技術支撐。標準化部門要牽頭制定物聯網農業行業應用標準,制定農業物聯網相關技術規范體系,指導全國農業物聯網技術協調發展。
4.2 加大農業物聯網投入力度,實現其可持續發展
農業是我國國民經濟的基礎產業,但農業具有基礎薄弱、投資周期長、投資回報率低、風險大等缺點,造成農民無力或不愿投資建設農業物聯網設施。建議政府將農業物聯網建設納入財政統一補貼項目范圍,鼓勵金融部門為農業物聯網建設提供資金支持,積極引導科研院所和農業企業參與農業物聯網項目建設,創建政府主導、政企聯動、市場運作、合作共贏的農業物聯網應用發展模式,完善農業物聯網應用產業技術鏈,為我國農業物聯網全面可持續發展奠定堅實基礎。
4.3 大力提高農民科學技術文化素質
現階段小農經濟的存在,一個重要的原因就是農村勞動者科技意識差、文化素質低、接受新事物的能力不強,因此提高農民科技素質已成為廣大農民的迫切要求。為此要開展好農村科技遠程教育,農業技校教育,新型農民學校教育以及科技下鄉活動,只有各方面密切配合,形成教育合力,才能切實提高農民科學文化素質,才能讓他們盡快轉變觀念,接受農業物聯網這個新興事物,為農業物聯網的可持續發展提供強大的人才支撐。
4.4 加速提高農業物聯網產品產業化水平
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,物聯網技術被譽為全球一個新的經濟增長點。我國也非常重視物聯網產業的發展,據新華社報道,在各省啟動的“十二五”規劃中,有23個省份將物聯網作為重要發展目標。2013年農業部啟動農業物聯網區域試驗工程,并出臺了《農業物聯網區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化、信息化、城鎮化和農業現代化的同步發展,充分利用現代信息技術改造傳統農業,不斷提高農業資源利用率和勞動生產率,推動農業發展向集約型、規模化轉變,提升農業現代化水平。
天津毗鄰北京,經濟和交通條件好,區位優勢明顯,近年來大力發展高效設施農業等現代農業,持續加大對設施農業建設的扶持力度,先后出臺了對種植業設施、現代農業示范園、濱海農業科技園區和養殖園區的補貼政策。據天津市農委統計,天津市目前擁有高標準設施農業面積4萬hm2,與傳統農業相比,設施農業的土地產出率、勞動生產率分別提高3倍以上,單位面積種植效益提高5~10倍。正是基于如此的規模和良好的效益,物聯網試驗將重點放在現代農業示范基地、龍頭企業、農民專業合作社和水產養殖小區,開展設施農業與養殖物聯網技術應用示范,探索不同種類農產品、不同類型農業生產經營主體的農業物聯網應用模式;開展農產品批發市場物流管理,探索利用信息技術構建農產品新型流通格局。物聯網示范區建設內容主要包括“信息獲取中心”、“云計算中心”、“云數據中心”、“云服務中心”等4個“全要素資源集成中心”,以及“農業生產決策控制”、“加工倉儲物流實時監控”、“農資農產品電子商務”、“農資農產品質量追溯”、“監測與會商指揮”等5個全系統專業支撐平臺。
同時,圍繞天津都市型現代農業發展需求,結合天津種植業、畜牧業、漁業、農機、農資等行業管理的分布與職能,在“支撐平臺”下,建設6個行業示范平臺,主要包括:
1 大田作物物聯網示范平臺
針對天津大田主導種植種類小麥、玉米、水稻,建立“天津大田作物物聯網示范平臺”,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、糧食加工環境監控與色選、糧油電子交易、糧油質量安全追溯等系統,覆蓋糧食生產、加工、流通、消費全過程。
2 設施大棚物聯網示范平臺
針對天津設施大棚主栽品種黃瓜、番茄、辣椒等,結合“天津放心菜基地建設工程”,建立“天津設施大棚瓜菜物聯網示范平臺”,包括:大棚環境快速感知、水肥調控模型、瓜菜病蟲草害自動識別與測報、瓜菜農超對接、瓜菜質量安全追溯等系統,覆蓋設施大棚瓜菜生產、加工、流通、消費全過程。
3 畜牧獸醫物聯網示范平臺
針對天津特色養殖品種肉牛、奶牛、豬、雞等,結合“畜禽健康養殖智能化遠程監控與管理關鍵技術示范”項目,建立“天津畜牧獸醫物聯網示范平臺”,包括:畜禽舍環境實時監控、畜禽本體無接觸檢測、畜禽疫病遠程診斷、畜禽疫病的防控、畜禽場生產信息管理(飼養管理模式、飼料科學配制)等系統,實現天津畜禽的規模化、智能化健康養殖。
4 漁業物聯網示范平臺
針對天津海水、淡水養殖具體需求,建立“天津漁業物聯網示范平臺”,包括:淡水、海水環境實施監控,缺氧浮頭紅外自動監測(晝夜),魚病遠程顯微檢測與專家會診,水產養殖病害預警與防治,魚飼料配方與精細飼喂等系統,形成室內與室外健康養殖模式,實現天津水產養殖的自動化、智能化與生態安全。
5 農機物聯網示范平臺
針對農機具作業的組織化、規模化、產業化發展需要,集成農機具定位、作業和工況信息的自動采集,農機具服務與需求的智能對接,以及面向廣大農村路況的農機具優化調度等關鍵技術,建立“天津農機物聯網示范平臺”,解決農機具服務的社會化與有序化問題,實現農機具資源的充分共享,節約成本,提高生產效率,促進農機具作業服務市場的逐步完善和健康發展。
6 農資物聯網示范平臺
突破農資質量追溯、交易、服務低成本、智能化、普適性等技術瓶頸,建立農資產品質量追溯、團購直銷、技術服務完整的技術體系,構建“天津農資物聯網示范平臺”,為農資企業、農業合作社、農業大戶等用戶提供農資產品質量追溯與防偽服務、農資供應鏈商務智能服務以及農資技術知識個性化服務,解決農資供應鏈中商品供需矛盾、質量安全與服務有效延伸的行業難題。
通過上述專業平臺及行業平臺建設,依賴RFID(射頻識別)、傳感器、全球定位系統、二維碼等信息感知設備,按約定的協議連接,通過有線或無線網絡進行信息交換和通信,并通過云存儲、云計算實現智能識別、采集、處理,智能控制、定位、跟蹤、監控和管理,最后依賴云服務平臺,向農業主管部門、生產基地、農民專業合作社、基層農技人員、農戶等提供多渠道、內容豐富的設施農業物聯網應用服務,可有效提升傳統農業生產經營管理能力,提高動植物病害防控能力,確保農產品質量安全,引領現代農業發展。
新 聞 鏈 接
物聯網促進農業更好發展
2011年,農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》,并與發改委、財政部組織實施了北京市設施農業、江蘇無錫養殖業等三大國家級物聯網應用示范工程,我國農業物聯網發展駛入快車道。2013年,農業部啟動了天津、上海、安徽等三個農業物聯網區域試點,并認定了40家農業農村信息化示范基地。在示范區外,各地農業物聯網發展也方興未艾。
物聯網解決三個需求:感知、傳輸、應用
孫忠富介紹,農業信息技術應用與發展時間不算太短。上世紀80年代,我國設施農業取得了一定的發展,設施農業它追求的就是自動化監控與智能化管理,在農業信息技術發展的最初階段,設施農業成為最重要的載體。上世紀80年代以后,這樣的技術快速發展,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業現代化發展的要求,特別是信息化技術自身的發展、信息技術廣泛地應用到現代農業或設施農業上,在一定程度上又促進了信息化發展。
孫忠富說,另外就是精準農業,它是要求對大田作物的種植實現精準化的管理,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”――根據作物的需求、根據地塊的差異進行管理。因為農田分布廣,每個地塊營養水平不一樣,作物長勢和水分條件不一樣,所以這就需要根據具體情況,針對性地進行個性化的管理,這就是精準農業的需求。這種個性化的需求也是需要信息技術、傳感技術、網絡傳輸技術。接著,孫忠富博士講到,物聯網是發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略發展產業的高度,成為了繼計算機、互聯網之后的第三個信息化浪潮。
孫忠富介紹,現在物聯網技術發展很快也是如此,有著巨大的發展與應用空間,具體到農業領域方面,由于農業領域自身的特點:分布廣,面積大,問題復雜,所以很難管理。怎么樣獲取農作物繁雜的信息,也包括氣象、土壤等各種參數信息,這些信息的獲取和監測,將能夠提高農業的管理水平,提高防災減災能力,然后怎樣根據這些信息去精準地管理控制整個生產過程,這個意義是非常重大的。這就是農業物聯網技術的必要性。
整個物聯網系統要解決三個層面上的需求。第一個層面,就是“感知”。我們用物聯網的技術,相對來說就可以全面、準確的、快速地感知我們農業整個生產過程中一系列重要的信息,這些信息,我剛才講到了,是和農業緊密聯系的信息,比如作物生長環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育,也影響災害的發生等。
第二個層面,是“傳輸”。當我們感知到了諸多數據和信息,之后就涉及到了怎么去傳輸。農業的現場都是遠離社區的,遠離辦公室,而政府部門的管理人員他也不在生產現場,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。這就需要網絡的技術傳輸過來,這就是物聯網的第二個關鍵技術―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據和信息之后,如何解析,如何與專業知識結合,提供綜合服務,這才是物聯網應用的終極目標。
孫忠富介紹說,信息傳到信息中心,有了數據,這些大量的雜亂無章數據,對普通人來說,是無用的,而怎樣把這些數據結合農業生產的特點、結合作物或現場的一些具體情況、結合農業專家的一些知識和經驗,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、用得上的一種技術產品,這個過程就是數據挖掘和整合過程,也就是第三個層面的關鍵技術―分析應用與服務。目前人們經常提到云服務,云計算,大數據等概念,都與此層面密切相關。
孫忠富總結道,物聯網基礎就是數據的感知、數據的傳輸和數據的應用。對大多數應用者來說,他們只要關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,特別需要面向農業的具體問題。而具體到傳感技術,孫忠富說,這得靠專業的廠家,即一些電子產品的供應商。而這些供應商的研發,他們需要和農業方面的專家結合,他們需要知道農業上的實際需求,比如農業實踐中需求什么樣的傳感設備,哪些是已有的設備哪些是缺乏的,或者是說將來更需要哪方面的傳感設備,這樣,進行研發的電子設備廠商才能做到有的放矢。孫忠富說,這樣來看,物聯網的確是一個復雜的系統,他需要各方面的專家,各方面的技術人員來進行交流,進行合作。
技術認同感和培養使用群體是關鍵
最后,還要有用戶的配合,要能培養一個廣泛的用戶群體,這個系統、這個成果研發出來后,還要培養用戶,因為現在任何一個新產品,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,就是產品覺得好用,得有認同感,這樣才能培養出使用群體,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業信息化工作會議,農業部有關領導講話中也提出了類似的思想。農業信息化應用要針對特定的群體,這個群體是要培養的,比如現今智能手機用戶很多,但主要還是年青人,而農業信息技術用戶群體、物聯網技術,也是一樣,用戶也是要針對性地培養的,這個很重要。這就需要完善我們的技術系統,不斷地能給用戶或使用者帶來好的服務,用戶群培養很關鍵。
孫忠富認為,我們國家的農業信息化技術發展和應用,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。但是我國的現實國情是經濟和技術發達程度不均,在這種情況下,平均水平跟發達國家還有一定差距,但在某些特定領域中甚至領先世界水平,整體水平我們還得努力,得迎頭趕上。
物聯網的數據是實時的、動態的
對于物聯網的理念,孫忠富介紹,這種技術理念的形成是逐步的。可溯源到上世紀80年代,隨著網絡信息技術的發展,如智慧地球理念的提出,再和互聯網技術的結合,逐步地演變,出現了物聯網的概念。
孫忠富介紹,要說起物聯網不得不講互聯網,二者具有重要的依存關系。互聯網主要是將計算機(資源)互聯成一個超級網絡系統,信息的利用方式以查詢為主,針對的是已有的數據資源。而我們農業領域中,更需要一些自動實時感知的數據,這就需要把一些感知設備(傳感器)連起來,自動的實時的感知,比如作物環境的土壤水份信息、溫度濕度、太陽光照等信息,這類信息數據是不斷變化的,互聯網是解決不了這個問題,而物聯網是可以做到。因為互聯網仍是物聯網系統數據傳輸的最重要平臺,所以也可以簡單地理解為,物聯網就是通過互聯網將各種感知設備連接起來,形成具有感知能力的傳感網,如此將物(設備)與物(設備)連接在一起,乃至將萬物連接起來,構成了物聯網。當然物聯網的內涵遠遠不止如此。
之于農業,有其自己的特點。孫忠富介紹說,因為農業是復雜的,涉及內容多,覆蓋面廣,要在全國范圍內布設一定覆蓋度的傳感裝備,其難度可想而知,不像一個園區或一個大工廠,充其量就那么大。但也正因為如此,要把這么大的農業系統監管起來,實現快速準確地了解各種信息并實施調控管理,如生長環境的變化、災情以及農情等變化,更需要有物聯網這樣的技術予以支撐。所以物聯網的發展,對現代農業和信息農業的發展也是一個重大機遇,有廣闊的應用空間。
物聯網技術在農業領域的產業化探索
孫忠富和他們的研究團隊之前長久的研究和實踐的積累,正不斷地轉化在農業的實踐應用領域中;而實踐應用所帶來的便利,也更加堅定了他們農業物聯網技術的理論探索和相關產業化實踐的努力。
孫忠富介紹,他們團隊建立的農業數據信息遠程監控中心是經過多年的研發而成,尤其是以自主研發的“農業環境遠程監控系統”的示范應用取得了良好的社會效益。通過這一智能系統的應用,不斷積累和完善各類農業現場重要數據參數的獲取和解析,并通過構建網絡數據庫實現資源共享和遠程調用,為政府相關部門、一線生產單位、科研院所等決策管理和科學研究提供最直接的數據信息服務,大大提高農業生產在監測預警、防災減災、優化調控等過程中的精準監測與決策管理水平。
目前孫忠富他們實驗室正在開展“小麥苗情數字化遠程監控與診斷管理”系統的研發工作,是農業部和財政部2009年行業(農業)科研專項的重點支持項目。項目基于M2M和物聯網理念,針對我國四個小麥生態區類型區(東北、西部、黃淮海、長江中下游),構建小麥苗情監控網絡,開發基于WEB的遠程監控網絡與管理系統,為小麥苗情綜合診斷,優化管理提供科學依據和技術支撐。該項目的解決方案和關鍵技術,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,現在社會上物聯網熱度比較高,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,是面向全國的,在全國小麥的主產區,布測大量的監控站點,主要就是監測小麥以及與小麥生長發育緊密相關的因子,通過對數據的分析、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,這個系統已經完成了主要關鍵技術的研發,下一步不斷地擴大應用,準備不斷地把技術推廣示范,把技術外延。現在主要是應用在小麥作物,但農業上作物種類很多的。應用同樣技術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運用到更多種作物的監控與管理上。
孫忠富說,這些主要關鍵技術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。針對這三個層面,孫忠富他們開發了自己的硬件設備,包括數據采集系統、圖像設備,另外也開發了自己的軟件系統,在全國很多地區進行示范應用。更重要的是他們一直堅持把這些技術轉化,非常注重把這些產品的示范價值向社會推廣,進行產業化。
關鍵詞:農業;物聯網;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、庫區農業縣。隨著改革開放的進一步深化和市場經濟的快速發展,我縣農業在充分利用和發揮好傳統優勢的基礎上,積極推廣應用先進農業科學技術,近年來,又引進、示范農業信息化技術,特別是農業物聯網技術的示范探索,對加快縣域現代農業發展有所啟發。
1 太湖縣農業物聯網發展過程與現狀
太湖縣農業物聯網是在農業產業化發展過程中應運而生的。2006年,太湖縣興牧有限公司實施《省級無公害肉雞農業標準化示范區》建設項目,在全縣推廣示范肉雞標準化生產,到2008年底,該公司在晉熙、城西、江塘等8個鄉鎮建成年飼養500萬羽的標準化肉雞養殖基地,通過與安徽農業大學技術合作,推廣使用全自動乳雞孵化技術,引進、示范卷簾機進行保濕簾機械化收放作業、糞便自動收集機械化和糞便污處理設備機械化作業。2010年該公司江塘鄉標準化養殖小區被農業部認定為首批國家級畜禽標準化示范場,為公司農業物聯網建設做好技術儲備和產業基礎。2009年,太湖縣花亭湖綠色食品開發有限公司程嶺黑豬生態養殖科技示范園區引進發酵床生態養殖技術,在生豬養殖場安裝視頻監控系統,對豬場養殖環境和生產進行全天候實時監管,為公司生豬無公害生態養殖物聯網搭建平臺。2013年5月,太湖縣來興湖農業綜合開發有限公司黃嶺霞潤擴繁場農業物聯網監控系統建成并投入運行,該公司在擴繁場內安裝高清紅外球機,槍機共22臺套,利用電信部門光纖連接構成監控網絡,通過光纖、視頻光端機和視頻服務器采集信息,實現遠程掌控養殖場生豬養殖狀況,且實現了全國聯網。公司與安徽省農科院獸醫研究所進行技術合作,實施獸醫遠程診斷。2010年到2013年間,我縣安徽多滴食品有限公司、幫林禽業有限公司、華源農產品開發有限公司等多家養殖和苗木生產企業,建設各自視頻監控系統,其中,華源公司與安農大合作組建了興瀾網絡科技有限公司,構建皖西南農林特產品網絡銷售平臺。至此,太湖縣農業物聯網產業已現雛形。
2 對農業物聯網產業發展的思考
2.1 農業物聯網發展重要意義 物聯網被世界公認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。是以感知為前提,實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡。隨著世界各國政府對物聯網行業的政策傾斜和企業的大力支持和投入,物聯網產業被急速的催生,根據國內外的數據顯示,物聯網從1999年至今進行了極大的發展,滲透進每一個行業領域。可以預見,越來越多的行業領域以及技術、應用會和物聯網產生交叉,向物聯方向轉變優化已經成為了時代的發展方向。農業物聯網是時代的產物,進入新世紀以來,IT業發展迅猛加快了社會信息化進程,我國改革開放不斷深化,科學技術更是日新月異。改造傳統農業發展現代農業,加快農業新技術與信息產業的融合是當今國際社會關注農業發展的重大課題。農業物聯網通過無線網絡、互聯網、移動通信等各種通信網路交互傳遞,從而實現對世界的感知。作物在不同生長周期曾被“模糊”處理的問題,都有信息化智能監控系統實時定量“精確”把關,農民只需按個開關,就能種好菜、養好花。動物飼養實現遠程診斷、自動調節生長環境、實時定量供食供水,在辦公室就能養好豬、養好雞。農業物聯網的實現還有利于保障農產品質量安全,有利于農產品市場流通,是“四化同步”建設的重要一環。
2.2 太湖縣具備農業物聯網產業發展的必要條件
2.2.1 農業產業做基礎 傳統農業,農民憑經驗、靠感覺從事種植、養殖,采取粗放式生產管理,勞動力成本高,資金技術投入較少,生產量、品質受到多種因素制約。而現代農業實行技術精深化、管理集約化、生產規模化,投入大產出高,因而對生產的各個環節都不能掉以輕心,比如設施農業生產基地,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,都是費時費力的。如果使用信息化智能監控系統就能實時定量滿足作物的各種需求。大規模養殖場所對現代化信息化技術及設備的渴求,尤其顯得迫切。農業物聯網的產生與建設需求,與農業現代化的發展是分不開的,農業產業化發展是農業物聯網產業的基石和催化劑。太湖縣現有農業產業化龍頭企業157家,其中省級9家、市級52家,有各種農民專業合作社540多家,已注冊的家庭農場35家。近年來,縣委縣政府出臺一系列獎勵扶持政策,不斷加大對農業產業化企業幫扶力度,農業產業發展呈方興未艾之勢。更有來興湖公司等企業在農業物聯網建設上進行有效探索,未來太湖縣農業物聯網產業前景向好。
2.2.2 信息化工程提供平臺 農業物聯網大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。由此可見,信息化發展是物聯網產業發展的關鍵要素。太湖縣電信、移動通信已覆蓋全境,互聯網也覆蓋所有鄉鎮及村組,為建設農業物聯網架構了基本信息平臺。
2.2.3 農業科技支撐 有了基礎與平臺,關鍵是如何搭建與使用。從農業生產技術上來講,在農業部門的不懈努力下,特別是近年來通過實施全國基層農技推廣示范縣、農技推廣補助項目,農業新品種、新技術配套集成技術、農業節本高效栽培技術、農業輕簡栽培技術、設施農業生產技術、畜禽標準化養殖技術、農產品安全生產技術等先進農業技術得到了廣泛推廣應用。隨著農村一些新型農業生產經營主體的涌現,農技推廣服務的著力點與服務主體也隨之轉移,農業科技的推廣應用同樣也為農業物聯網產業發展提供科技支撐。
4 發展縣域農業物聯網產業的途徑與舉措
4.1 政府主導 農業物聯網是信息技術與現代農業融合的新鮮事物,是多學科技術的集成,兼具系統性和整體性。農業是個古老產業,具有地域性、季節性和多樣性,這就決定了信息技術改造傳統農業的復雜性和艱巨性,也意味政府介入農業物聯網產業發展的必要性和重要性。政府主導作用從3方面強化。一是戰略上重視。全球信息化的高速崛起,時間不等人,落后就挨打。政府應做好規劃,出臺相關政策和法律法規,鼓勵支持物聯網產業。二是資金上扶持。在基礎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。物聯網先進性與風險性共存,決不可一窩蜂地無條件盲目發展。各地根據各自經濟、社會及農業發展水平和產業特點,分別以設施農業與水產養殖、農產品質量安全全程監控和農業電子商務推進、大田糧食作物生產監測為重點領域開展試驗示范,力圖探索形成農業物聯網可看、實用、可持續的推廣應用模式,逐步構建農業物聯網理論體系、技術體系、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代農業發展的若干政策,對年度建成應用農業物聯網工程的農業企業進行獎勵補助。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年太湖縣來興湖農業綜合開發有限公司在其生豬擴繁場建成了獸醫遠程監控網絡,并全國聯網。建成后,人不到場,通過網絡(電腦、手機)就能隨時看到生豬養殖狀況,能及時發現問題采取措施。從該公司使用情況表明,實施獸醫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,環境參數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、安全屠宰、健康銷售等,在全縣率先示范物聯網生豬養殖產業。此外,太湖縣還要爭取安徽省大田生產物聯網試驗區項目,建設大田作物農情監測系統,以大田作物“四情”監測為重點,通過遠程視頻監控與先進感知相結合的農情數據信息實時采集、高效低成本信息傳輸和計算機智能決策技術的集成應用,實現大田作物全生育期動態監測預警和生產調度。同時,還要加強農產品網絡銷售平臺建設,以太湖縣華源公司在建的“皖西南農林特產品網絡銷售平臺項目”為基礎,開發大別山農產品電子商務中心,加快農產品電子商務與農產品追溯系統的嘗試融合,搭建農產品產銷服務信息平臺,把皖西南大別山優質農林特產品推銷到全國乃至全世界。建設和利用好 “安徽省太湖熙岸農業科技示范園區”有利時機,在條件較好的大棚,安裝有電動卷簾、排風機、電動灌溉系統等機電設備。工作人員可通過手機或電腦登錄系統,控制溫室內的水閥、排風機、卷簾機的開關;也可設定好控制邏輯,系統會根據內外情況自動開啟或關閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設備,實現遠程控制功能。
建立網絡數據監測平臺,對農產品的生長過程進行全面監管和精準調控。傳統農業,澆水、施肥、打藥,農民全憑經驗、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控系統實時定量“精確”把關,管理人員或農民只需按個開關,做個選擇,或是完全聽“指令”,就能種好菜、養好花。物聯網技術現代農業可以實時定量監控農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,調節水肥藥的投入,幫助農民實現更高層次的精耕細作,采集的農作物生長狀況參數變量就可以為溫室智能化調控提供科學依據,以達到改善品質、調節生長周期、增產、提高經濟效益的目的。
一、物聯網技術結構
物聯網是基于互聯網的高速發展而產生的,它利用射頻識別技術和有線或無線通信等技術創建了一個包含世界無數物種的“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。
物聯網根據其功能劃分可分為三層:應用層;網絡層;感知層,最底層為感知層它由各種傳感器以及傳感器網關構成,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末梢,它是物聯網識別物體、采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。
中間層為網絡層就像物聯網的中樞神經,幫助上下層傳輸和控制信息。網絡層包括應用服務器、數據服務器,WEB服務器和后臺數據庫等。網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。
最上層為應用層,也就是軟件應用層,即人機界面層,它與需求目標相結合,扮演物聯網中的“實現者”角色即完成深度智能化。同時此層是物聯網技術與多種專業技術相融合的產物,以滿足各種行業的需求,從而完成軟件行業產業化。
二、現代農業系統結構
1、總體結構
實時監測大棚內溫度、濕度、光照條件、二氧化碳量、PH值等生長條件數據,最終通過儀器上的發射設備傳輸至云計算中心服務器平臺上,只要計算機、手機、iPad等接入該物聯網平臺,均可接收和控制到該監測點傳輸來的實時數據,可以實現對農業生產基地的遠程調控,調節指定的溫、濕度環境,以及通風、澆灌營養液供給等自動控制,達到綜合環境控制、肥水灌溉決策與控制、緊急狀態處理和信息處理、合理利用資源,提高產品的產量和質量等功能。系統要結合人機對話以及智能邏輯判斷技術使得系統更加靈活且具有前瞻性。
2、溫度、濕度等結構。
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同相同溫度和壓力下飽和水蒸汽的摩爾分數的百分比(%RH)。溫、濕度的測量是在現代農業生產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、精細的進行農耕細作,例如大棚農業,大、中型農企等。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。在農業生產上一般采用電阻式溫度傳感器。
3、觸屏控制系統接入設備。
如點觸控制開關燈、開關通風、開關水灌溉等,并顯示當前設備的狀態(是否開啟或關閉);由于觸屏A/D采樣時功耗增加,所以軟件設計中,只有在用戶按下觸摸屏是,才需要進行A/D轉換。為了降低功耗,充分利用該芯片的能力,配合軟件設計,硬件電路設計按下觸摸屏時,通過PENIRQ向MCU發出中斷。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出啟動轉換命令,并查詢BUSY引腳直到轉換完成取出坐標。
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,發送短信命令即可開關農業控制設備。
移動GSM系統是基于時分多址技術的移動通訊體制,它建設最早、技術比較成熟、完善、應用最廣泛的一種通訊系統。現在它已建成覆蓋全國的GSM數字蜂窩移動通信網絡。它主要提供話音、短信息、數據等多種業務,它在全球范圍內實現了聯網和漫游,所以建立上述系統不須再組建專用通信網絡。移動短消息服務SMS業務作為GSM網絡的一項基本業務,以其傳遞信息方便,價格低廉,實時性強性能穩定,抗干擾能力強,可遠距離無線傳輸等優點,已經得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視,基于這種業務的各種應用也蓬勃發展起來。
5、數據庫每天相關環境參數更新。
數據管理不再僅僅是存儲和管理數據,而轉變成用戶所需要的各種數據管理的方式。數據庫有很多種類型,從最簡單的存儲有各種數據的表格到能夠進行海量數據存儲的大型數據庫系統都在各個方面得到了廣泛的應用。
基于物聯網的現代農業智能控制系統應用平臺設計,控制系統的技術特點和優勢: (1)利用現代工程技術、自動化技術、計算機信息及接口技術等等,通過物聯網監控農作物灌溉情況、氣象狀況、環境狀況,采集溫度、大氣濕度、光照、CO2含量等等的信息; (2)相比于市場上的監控系統,通過優化設計結構,增加新技術的形式,降低了成本,進一步增加了多種管理控制方式,使更多的農戶能夠接受本系統。控制系統的適應范圍:廣泛應用于中小型農業溫室、水產設施、畜禽設施等方面,應用范圍廣,它可以改善作物生長環境或營造人工環境,增強抵御惡劣的氣候和環境條件,增加農業生產時間。
通過經濟效益預測:(1)物聯網農業設監測控制系統,可以遠程、低成本、利用網絡控制。(2)不僅可提高整個生態農業的信息化管理水平,提高從業人員的信息素養和管理水平,解決當前面臨的實際問題,還可樹立良好的示范效益,成為生態農業信息化的領頭羊,提高農業作品影響力,提高客戶認知度,創造更好的經濟效益。
參考文獻
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關鍵詞 物聯網技術;農業信息化;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
信息化農業是現代化農業的重要標志之一,信息化農業是指將計算機物聯網信息技術融入到農業領域之中,形成一種新型的現代化農業模式[1-3]。信息化農業最主要的關注點是實現現代農業的綜合管理與使用物聯網生態系統中關于氣候、土壤、降雨以及社會經濟發展動態等。
1 物聯網技術與農業信息化概念
物聯網技術是指通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統與激光掃描器等信息傳感設備,按照設定的系統,將所有物品與互聯網連接起來,進行信息交換與通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、查詢與管理的網絡系統。其主要包含了3個層次(圖1)。
農業信息化的定義已經有很多的專家與學者從不同的角度作出了詮釋,多數都是比較專業與抽象的,在這里用“將信息應用于農業活動”作為對農業信息化的理解。
2 物聯網技術在農業信息化中的實際應用
現代信息的載體有很多:報紙、電視、廣播、互聯網、手機等,各個載體通道都有其所長,在農業信息化建設的過程中要充分地利用各個載體之間的優勢,對其進行相互利用,相互促進。目前我國的農業信息的商品化、標準化還沒有完全形成,對于農業信息服務機構與農業生產者之間的信息交易還沒有達到市場化,農業生產者大多覺得不需要,對生產生活無作用,或者是不會使用等。因此,在將物聯網技術與農業信息化結合的過程中要對不同的地區、不同的行業、不同的需求進行不同的思考。
2.1 豐富的信息內容
農業生產者最關心的是跟農業息息相關的內容,比如:糧油、化肥、種子、蔬菜瓜果等,根據不同農業生產者的需求來制定出全面、不同、實時的信息,讓農業生產者無論何時、何地都能夠查詢到自己想要查找的內容,是吸引農業生產者使用的最主要條件(表1)。
2.2 專業的產品信息
通過全球定位系統及遙感等技術,可以獲得世界各地的農業信息,并可以根據實際需要采取人工手機的方式完成專業的信息收集任務。比如:農業生產中關于小麥的信息,小麥種植的土壤、水分、氣候、栽培、種植養分需求、專業的維護管理、收割、儲存、銷售市場等都能夠得到完整的信息,再通過物聯網技術將這些信息進行整理、編輯及分類,就可以形成一條技術鏈,讓需求者一旦查找到一點,就可以找到其他的有關信息。
以小麥種植為例:依據不同地方農生產活動的全部過程,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,比如氣象農情:由專家分析當地近期天氣走勢,做出針對當地農作物生產情況的一些影響或者預防措施。市場動態:根據過去農產品價格走勢及近期農產品走勢分析未來的一段時期內農產品價格走勢。科技信息:根據實時的情況,對農產品生長周期或者加工做出最專業的指導信息。
2.3 虛擬農業
虛擬農業是物聯網技術應用于農業信息化中的一大體現,虛擬農業的技術主要是依據虛擬現實技術,虛擬現實(VR)技術可以創建一個讓參與者具有身臨其境的環境感,具有比較完善的交互作用能力,利用其演示農作物的受病害侵襲的情況、生產情況、自然災害等,可以讓農業生產者在虛擬農業中進行一些關于農作物的試驗,可以減少在現實中試驗耗費的時間、精力、經濟以及試驗后的殘留物等,是農業生產的一大助力。
3 結語
將物聯網技術應用在農業信息化中,在很大程度上改變了傳統農業的發展,為農民的農業生產提供了依據和指導信息,從宏觀的層面講,會促使農業信息化的全面、實時發展,為農業生產面向現代化信息農業發展提供強有力的動力[4]。
4 參考文獻
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一、 物聯網的發展為增強農業科技自主創新帶來機遇
互聯網經過十多年的發展,已經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。云計算與物聯網是在互聯網的基礎上發展起來的,是互聯網更廣泛的應用和延伸,將世間萬物納入其中,通過信息傳感設備按照約定的協議把任何物品與互聯網連接起來進行信息交換和通訊,以實現智能化的識別、定位、監控和管理的一種網絡。
物聯網所涉及的關鍵技術,比如射頻技術、分布式計算、傳感器、嵌入式智能、無線傳輸及實時數據交換和互聯網均已是目前較為成熟的技術并在農業、食品安全領域得到廣泛的應用。農村各種生產經營主體應抓住這個機遇,參與新一代信息技術的應用之中,把企業聯系在"經濟云"之中。物聯網也著力利用技術的交叉與融合,建立一個"物物"相連的網絡,從而完成遠程實時數據交換與控制,為增強農業科技自主創新能力發展提供一個完善的平臺。
二、 什么是農業科技自主創新能力
自主創新并不是什么都要由我們自己研究、發明和開發。自主創新三個方面的含義:一是要加強原始創新,要在各個生產領域內努力獲得更多的科學發現和重大的技術發明;二是要突出加強集成創新,使各相關技術成果融合匯聚,形成具有市場競爭力的產品和產業;三是要在廣泛吸收全球科學成果,積極引進國外先進技術的基礎上,充分進行消化吸收和再創新。
農業科技自主創新能力,是指有關農業生產新知識、新技術和新成果的產生、推廣及應用,使得農業生產系統的產出效率得以提高的過程。物聯網的發展為增強農業科技自主創新能力發展提供一個完善的平臺。它可以提供全球范圍科學發現和重大的技術發明;供我們充分進行消化吸收和再創新。
物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。其中,有些技術在相關領域已經得到成熟使用;像射頻識別(RFID)作為一種非接觸的快速識別技術,正廣泛應用于現代養殖業中;通過傳感設備對農作物的灌溉及環境實施監測,并進行科學預測,幫助農民進行科學種植,提高農業綜合效益。
三、在實施信息化過程中,應注重得幾個問題:
農村各種生產經營主體必須充分認識到信息化的重要性,將信息化規劃充分納入到企業戰略、運作管理考慮的范疇,結合企業戰略發展方向,充分認識到信息化作為工具對企業戰略、運營的支撐作用,制定能夠支持企業長期戰略和中短期運營發展的信息化規劃。按照信息化的要求,進行流程調整與重組。對于信息化系統提供的標準的流程以及嵌入標準流程中的最佳實踐,按照企業的實際情況與外部變化進行適當地調整,使得物流、信息流與資金流實現最佳組合。
現有的農業物聯網技術在農業領域有哪些關鍵環節的應用呢?
1農業環境監控
從監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絡來完成對農業生態環境和農情的監測。另一類是通過遙感和互聯網、無線傳感網結合對農作物長勢、面積、估產、品質的實時監測,并應用高光譜遙感數據對重要的生物和農學參數的反演模型算法和機理進行研究。美國、以色列、荷蘭等一些發達國家和地區相繼建立了智能溫濕度監測系統和宏觀生態監測系統,在農業環境監測、灌溉施肥控制、畜禽水產精細化養殖監測網絡等方面應用廣泛。
2大田精準作業
主要運用小型氣象站這種多功能的大田環境監測技術對大田種植生產過程關鍵環節中的作物栽培管理、農作物病蟲害防治等進行精細化投入管理、自動化監測控制,將有效提升農業生產管理水平,提高資源利用和產出效率。目前,物聯網在大型農場、農墾以及農業示范園區取得了良好的應用成效。
3設施園藝物聯網環境監控
物聯網技術的發展實現了種植業生產的智能化監測,尤其在設施園藝生產中應用最為廣泛。通過各種傳感器實時監測溫室大棚內“溫度、濕度、光照、土壤水分等環境因子數據,在專家決策系統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控濕簾風機,噴淋滴灌、內外遮陽、加溫補光等設備,調節大棚內生長環境至適宜狀態,彌補了傳統設施農業參數采集監控的不足,實現了科學監視、科學種植、提高農業綜合效益。
4育種信息化
國內一些育種專用的田間性狀采集設備及作物性狀檢測儀器的研發應用得到快速發展,在實現小群體和個體作物形態、組分、抗倒伏性等參數的快速獲取,作物種子形態、品質、穗發芽性狀的無損測量等方面發揮了重要作用。同時育種資源管理系統、育種過程管理系統、育種數據分析系統等專用軟件的開發利用加快推進了育種流程的規范管理。
5畜禽養殖精細化管理
農業物聯網技術在水產、生豬、奶牛等養殖行業的使用較為成熟。采用動物生長模型、營養優化模型、傳感器、智能裝備、自動控制等現代信息技術,根據畜禽的生長周期、個體質量、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化控制,實現自動化飼料喂養。通過動物體溫信息的實時獲取和分析,實現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對畜禽產品從生產到流通全過程進行監管,實現畜禽疫病和畜禽產品安全管理。
6農產品質量安全追溯
農產品追溯系統作為質量安全管理的重要手段,越來越受到有關部門和消費者的普遍關注。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,利用移動智能識讀設備,通過無線網絡傳輸數據,中央數據庫存儲數據,記錄動物從出生到屠宰的飼養、防疫、檢疫等管理和監督工作信息,實現從牲畜出生到屠宰全過程的數據網上記錄。
我國農業物聯網未來技術發展重點方向有哪些呢?
1.農業物聯網信息感知與識別技術。有以下幾個方面:
(1)農作物生命與環境信息感知與識別技術。加快傳感器的軟硬件技術創新和算法優化,結合農作物生長環境(土壤溫濕度、光照強度及土壤養分)和生長狀況,組建傳感無線網絡。改變目前大多數農作物環境傳感技術處于理論或者實驗室階段的現狀。開發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“數字農業”的步伐。
(2)水產養殖環境信息感知與標識技術。加快水產養殖信息感知類傳感器研發與創新,使數據獲取自動化,同時與遙感技術相結合,擴大信息獲取范圍、廣度和精度,通過人工智能、數據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展,使水產養殖向精細化、科學化方向發展。
(3)畜禽養殖環境信息感知與標識技術。加快畜禽養殖環境監控系統建設,獲取養殖環境音頻、視頻信息,并通過構建模型分析畜禽生長狀況,研發出與之配套的智能環境調控系統;研究高精度RFID和DNA指紋圖譜識別技術,打破距離、信號干擾、識別環境等因素制約,并制定動物識別統一標準,增強產品兼容性和普適性,加快畜禽養殖智能化發展。
(4)農業資源與生態環境信息感知監測技術設備。通過對影響動物、植物生長的各種自然環境因子(如空氣、土壤、水體、氣象等信息)的檢測、監測、跟蹤、預警、預報等,加強傳感識別、數據匯集、智能分析技術研究,建立農業資源和生態環境質量監測與評價體系,加強3S技術與地面監測技術結合的研究,實現關鍵性環境參數的智能采集、環境實時監控與跟蹤,實現農業資源與生態環境信息的自動獲取與處理。
2.農業物聯網自組織網絡部署與信息傳輸技術。有以下幾個方面:
(1)農業物聯網全維度空間部署與拓撲構架技術。加強作物在不同生長期內節點布設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律,規避影響地下傳感網絡影響因素引起的電磁波多路徑傳輸的路徑損失、誤碼率、最大傳輸距離、含水量測試誤差等,確定在不同農業應用環境條件下傳感器網絡節點最優位置,建立地上地下全維度最優的網絡拓撲結構。
(2)農業物聯網低耗自組織網絡技術。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;根據自組織網絡環境選擇合適的MAC協議,減少碰撞、避免串擾和減少空間偵聽造成的能量浪費。
3.農業物聯網信息融合與云計算技術。有以下幾個方面:
(1)農業物聯網多源海量信息融合技術。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研究。圍繞農業智能生產管理的不同層面專業需求,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,結合智能生產管理信息感知模型開展感知信息挖掘與聯機分析,使感知信息得到快速規范處理和有效融合,確保多源感知信息可以給智能生產管理提供及時有效的支撐,實現海量多源感知信息高效融合處理。
【關鍵詞】物聯網 服務模式 云計算
現階段我國物聯網服務行業正處于高速發展的時代。首先我國的現代通信行業處于國際先進地位;其次,我國的物聯網相關產業正在向高端化轉變和升級,形成了機器和機器相互連接,通過構建出完善的應用基礎型設備、行業物聯網服務系統等現代化產業和市場,同時,通過物聯網技術的發展,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境,這能夠很大程度上為物聯網服務行業提供更為優質的服務。
1 物聯網行業發展的新趨勢
隨著人類社會和文明的發展,社會專業化分工更加深入和發展,這也推動了服務行業的不斷深化和演進。由于經濟發展和模式的創新,對于服務行業內部結構的逐步升級和變動,使得傳統的行業逐步消失,而有些新興行業取得高速發展,還有很多行業處于穩定發展的狀態,這種發展變化也是新的服務行業發展的需求。服務行業的發展是現代化技術和現代化服務行業融合的產物和新形態。對于傳統產業的組織結構、經營方式、運動方式等,構建出完善的經營方式,例如通過構建完善的風險投資形式、信息技術模式、物流行業管理系統、電子商務系統、工業設計系統等多個環節。
對于物聯網服務模式的建設,應該是通過完善的IT技術以及現代化知識經濟模式的發展,其主要是通過新的技術支撐、業務水平、服務方式構建出的新模式。所謂的物聯網服務系統,是在現代化的物聯網應用過程中,融入現代化的新型管理理念、現代通訊技術以及現代化通訊系統等新態勢。根據物聯網的新興技術,企業和用戶能夠通過終端實現貨物、人員之間的智能化管理和控制。對于物聯網服務行業而言,是現代化服務行業的重要內容,因此其必然會成為影響現代化行業發展的重要行業,同時對于人們的生活、科教、文化、娛樂等環節的市場潛能進行充分激發。其主要的表現主要表現在三個層面: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、智能化電網服務系統、醫療服務系統、衛生管理系統、公共服務系統等環節;主要以企業為主導的行業市場,例如現代通訊系統、電力管理系統、物流服務系統等;主要以個人和家為主導的現代消費模式,例如購物、休閑、娛樂、家居等方面的智能化。
隨著物聯網技術的新發展,對于IT技術、二維碼識別技術、云計算和云管理技術等都提出了更高的要求,因此要求在硬件設備和網絡技術等方面不斷進行積極的創新,物聯網服務行業正呈現出不斷發展壯大的形態,最終實現豐富和方便人們的生活方式的發展目標。
2 物聯網服務的具體應用對策
2.1 做好物聯網服務的發展規劃
在當前的社會發展中,物聯網技術在我國的發展時間比較短,但是發展的速度比較快,在大部分的地區都已經建立了具有一定水平的物聯網服務示范基地,但是在這些示范基地中,由于基礎技術方面所做的準備不充足,使得物聯網在發展過程中存在著一定的缺陷。一些地區在進行物聯網的發展中對于物聯網的功能以及具體的作用沒有準確清晰的認識,因此在具體的規劃中,沒有進行全面綜合的考慮,在發展規劃方面比較薄弱。但是,我國又是國際物聯網標準制定的發起國之一,在物聯網發展方面具有一定的優勢。在這樣的基礎之上,應該重視物聯網服務的具體發展規劃,相關的政府管理部門要積極的配合企業做好物聯網整體方面的設計,保證物聯網服務的科學有序發展;法律層面要制定和完善相關的法律法規,保證物聯網行業發展有良好的法律環境;對于物聯網服務進行一定的政策扶持,使得物聯網服務在融資方面有著有利政策,保證物聯網服務所需要的資金。
2.2 通過物聯網的發展帶動有關產業的發展
在當前的發展過程中,促進物聯網發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展。因此,在目前物聯網的發展過程中,要將現有的物聯網示范基地作為發展的基礎,在更多的領域和范圍之內擴大物聯網的應用,同時要發掘物聯網服務中所存在的潛在因素。現階段,我國的物聯網處于初期的發展階段,對于物聯網方面尚未形成一定規模的需求和依賴。為了保證物聯網的健康發展,要將物聯網的知識進行普及,使得人們有充分的認識,使人們逐漸認識到物聯網服務的便利性;同時,物聯網服務企業要根據客戶的具體需求,將客戶的需求與物聯網發展的各個環節有機結合,形成系統完整的物聯網服務產業鏈,促進社會各行業的應用,保證物聯網服務的發展。
2.3 保障物聯網的安全性,促進物聯網服務的發展
由于物聯網服務的開放性特點,而隨著物聯網的逐漸發展,在信息安全性方面也提出了全新的要求。因此,相關的部門和企業要在構架物聯網整體服務的前提下,明確物聯網服務中的安全需要,避免其中會出現的不安全因素。同時,在技術方面進行不斷的研究,建立和完善安全保障機制。
3 結束語
隨著信息化技術的不斷發展,在未來的發展階段中,物聯網的廣泛應用已經是一種必然的趨勢,對于專業的人才有著比較大的需求。因此,企業要與高校進行強強聯合,培養出社會發展所需要的高素質專業物聯網人才,有效推動物聯網服務的健康發展。
參考文獻
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