馬 興 ，王 巍 ，韓 潔 ，袁順全 ，李 鵬 ，龐純偉 ，張靖康 ，王海豹

（1.北京城市系統(tǒng)工程研究中心，北京100089；2.北京工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院，北京100124）

以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給人們的生活帶來了巨大的變化，然而，網(wǎng)絡(luò)世界與人們所生活的現(xiàn)實(shí)世界相隔離，無法在網(wǎng)絡(luò)世界里感知現(xiàn)實(shí)世界，時(shí)代呼喚著新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)是信息感知和采集的一場(chǎng)革命，其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用必將給農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和管理方式帶來革命性的變化。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是將所有物品通過各種信息傳感設(shè)備，如RFID（射頻識(shí)別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽）、基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，其目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過操作終端，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理[1-4]。由物聯(lián)網(wǎng)的定義可知，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)依然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)，并且網(wǎng)絡(luò)用戶端延展到了任何物品與物品之間，是在擴(kuò)大了的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)進(jìn)行信息交換和通信。

2 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上的特點(diǎn)

目前，物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的應(yīng)用上主要表現(xiàn)出3個(gè)方面的特點(diǎn)。

2.1 智能化培育控制

通過在農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)安裝無線傳感器和其他智能控制系統(tǒng)，可對(duì)整個(gè)產(chǎn)區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)掌握影響產(chǎn)區(qū)環(huán)境的一些參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)變化適時(shí)調(diào)控如灌溉系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)等，確保農(nóng)作物有最好的生長(zhǎng)環(huán)境，以提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量[5]。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量的流程化監(jiān)管

我國(guó)食品安全方面事故頻發(fā)，一個(gè)很重要的原因是從生產(chǎn)到銷售缺乏監(jiān)管。加大對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通的監(jiān)管，可將食品安全隱患降至最低，物聯(lián)網(wǎng)在這方面則可發(fā)揮重要的作用。以豬肉安全為例：進(jìn)入農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的豬肉安裝上電子芯片，以跟蹤豬肉產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、批發(fā)及零售等環(huán)節(jié)。具體來說，即在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的豬肉經(jīng)營(yíng)店配備電子溯源秤，消費(fèi)者在購(gòu)買豬肉時(shí)可索取含有食品安全追溯碼的收銀條，憑借收銀條上的追溯碼可查詢生豬來源、屠宰場(chǎng)、質(zhì)量檢疫等信息[6]。

2.3 便捷的信息傳送

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要為農(nóng)民打造寬廣的農(nóng)業(yè)信息渠道，所包含的信息內(nèi)容也應(yīng)從天氣預(yù)報(bào)到肥料選擇，從種子選擇到病蟲害防治，從幼苗培育到收割入庫(kù)等方面。所包含信息范圍也應(yīng)涵蓋廣義農(nóng)業(yè)的各個(gè)方面，包括畜牧業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)以及漁業(yè)等[7-8]。物聯(lián)網(wǎng)的各種傳感設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備可為人們提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息報(bào)送。

3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)潛力

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)潛力巨大[9]。以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和管理不同的階段為視角，在種植初期，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)分析實(shí)時(shí)的土壤信息來選擇宜植的農(nóng)作物；育秧階段可實(shí)時(shí)查看溫度、濕度、土壤含水量等信息，可通過3G手機(jī)和電腦，對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；灌溉階段，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)閘壩、水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可全方位掌握雨情、水情信息，為合理灌溉提供技術(shù)支持；在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)成熟農(nóng)產(chǎn)品的準(zhǔn)確定位，實(shí)時(shí)掌握各種收割設(shè)備的運(yùn)行狀況和位置信息，達(dá)到農(nóng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率最大化，降低收獲成本；農(nóng)產(chǎn)品加工階段，對(duì)綠色食品進(jìn)行加工監(jiān)控并對(duì)成品進(jìn)行溯源管理；農(nóng)作物運(yùn)輸階段，可對(duì)車輛進(jìn)行位置信息查詢和位置監(jiān)控，及時(shí)了解車輛內(nèi)外情況和車內(nèi)溫濕度；生鮮農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)存階段，通過對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進(jìn)行控制，可避免由于環(huán)境溫度過高可能會(huì)發(fā)生的大批農(nóng)產(chǎn)品腐爛。

目前，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展項(xiàng)目有很多，比如：土壤養(yǎng)分、墑情監(jiān)測(cè)，為作物選擇和耕種方式提供指導(dǎo)；糧情信息監(jiān)測(cè)，為監(jiān)管部門科學(xué)決策保護(hù)糧食安全提供有效數(shù)據(jù)；農(nóng)業(yè)大棚溫室監(jiān)控、田間自動(dòng)化管理，通過連續(xù)監(jiān)測(cè)土壤濕度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)滴灌補(bǔ)水；二維碼動(dòng)物溯源，通過食品追溯標(biāo)簽使消費(fèi)者全面了解產(chǎn)品信息，確保食品安全[10]。

4 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用發(fā)展中的瓶頸

盡管物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，但由于物聯(lián)網(wǎng)還是新興事物，短期內(nèi)要想讓物聯(lián)網(wǎng)大范圍在農(nóng)業(yè)中推廣還很難。

4.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難題

物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要依賴大量的傳感器監(jiān)測(cè)傳輸數(shù)據(jù)。而在信息的獲取、傳感器與數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用和人機(jī)交互接口這3方面還沒有出臺(tái)統(tǒng)一的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，廠家沒有辦法按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)?；a(chǎn)，終端成本降不下來，已經(jīng)成為制約物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中推廣的重要因素[11]。

4.2 信息集成應(yīng)用問題

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)采集的信息廣泛，以農(nóng)產(chǎn)品追溯體系應(yīng)用為例，就涉及農(nóng)產(chǎn)品種植基地及農(nóng)產(chǎn)品加工、倉(cāng)儲(chǔ)、市場(chǎng)等諸多環(huán)節(jié)的信息，每個(gè)環(huán)節(jié)都涉及相應(yīng)的管理部門。如何保證將來物聯(lián)網(wǎng)在這些環(huán)節(jié)都可以建立采集信息點(diǎn)，還需要得到疫控、衛(wèi)生、商務(wù)、農(nóng)業(yè)、畜牧等各部門的支持。

4.3 商業(yè)模式問題

任何一項(xiàng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用要想做大做強(qiáng)，都必須有一個(gè)好的商業(yè)模式。目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要有3種模式：運(yùn)營(yíng)企業(yè)做的示范性項(xiàng)目，由運(yùn)營(yíng)企業(yè)買單；農(nóng)業(yè)主管部門推動(dòng)的項(xiàng)目，由農(nóng)業(yè)主管部門買單；一些有需求的大型農(nóng)場(chǎng)為自己的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用買單。這3種模式都未能很好解決成本高、產(chǎn)業(yè)鏈參與不夠主動(dòng)等問題。如何激勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈各方參與者，構(gòu)建更為合理的商業(yè)模式，還需要進(jìn)一步深入研究。

5 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展建議

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)于大多數(shù)分散種養(yǎng)的農(nóng)戶來說，如果沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)業(yè)鏈，單純一個(gè)種養(yǎng)環(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是無法給他們帶來更多的價(jià)值。因此，物聯(lián)網(wǎng)的推廣對(duì)象主要還是大型龍頭企業(yè)及其基地。這些企業(yè)往往非常注重產(chǎn)品的品質(zhì)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有助于它們實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景廣闊，是改變農(nóng)村生產(chǎn)、生活發(fā)展的一項(xiàng)重大技術(shù)變革。針對(duì)目前的發(fā)展困難，政府相關(guān)部門應(yīng)給予政策支持。首先，要加快技術(shù)支撐體系的建立，建立傳感器信息采集國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)解決農(nóng)業(yè)環(huán)境信息獲取和農(nóng)藥殘留檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，建立傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試認(rèn)證平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。建議通過統(tǒng)籌安排產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，在國(guó)家網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作基礎(chǔ)上，針對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面梳理，實(shí)現(xiàn)“關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)用示范產(chǎn)業(yè)化、商用化”的漸進(jìn)發(fā)展道路。其次，要加大資金投入和政策支持。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程這一新興事物涉及廣泛，資金投入巨大，需要政府給予一些科技項(xiàng)目的政策支持，加大專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)投入。再次，要建立適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的現(xiàn)代行政管理模式。政府相關(guān)部門應(yīng)積極加強(qiáng)研究，改變現(xiàn)在分割管理的模式，建立可以統(tǒng)籌各部門、信息傳輸通暢的現(xiàn)代行政管理體系。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展正處于從傳統(tǒng)向現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)過渡的進(jìn)程當(dāng)中，急需用現(xiàn)代物質(zhì)條件進(jìn)行裝備，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行改造，用現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)形式去推進(jìn)，用現(xiàn)代發(fā)展理念進(jìn)行引領(lǐng)。展望未來，國(guó)家和政府已經(jīng)明確提出了發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)“感知中國(guó)”的宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)，同時(shí)也為構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)“感知農(nóng)業(yè)”指明了方向。通過發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，一定能在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中實(shí)現(xiàn)全面感知、穩(wěn)定傳輸、智能管理的理想。

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