張思源

（西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，西藏拉薩 850002）

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)先領(lǐng)域之一，即農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在大棚控制系統(tǒng)，利用多傳感器系統(tǒng)的溫度和PH傳感器光設(shè)備，測試環(huán)境溫度相對濕度PH照度土壤養(yǎng)分和CO2濃度參數(shù)值，通過各種工具和儀表顯示在實時監(jiān)測和自動參數(shù)作為變量自動控制，確保農(nóng)作物生長環(huán)境良好為實現(xiàn)遙控技術(shù)人員在辦公室可以使用多個大棚環(huán)境監(jiān)測管理無線網(wǎng)絡(luò)測量最佳條件獲取農(nóng)業(yè)增長可以提供科學(xué)依據(jù)，調(diào)節(jié)溫室為了實現(xiàn)提高生產(chǎn)率和提高增長質(zhì)量以提高經(jīng)濟效率的目標(biāo)。

近年來，隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也逐步擴寬。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括：傳感設(shè)備，傳輸網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用服務(wù)等三個方面。它在監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況，土壤空氣變更，禽畜的環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度，濕度，風(fēng)力，大氣，降水量等方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在發(fā)揮出越來越大的作用，從而幫助農(nóng)民實現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測，科學(xué)種植，抗災(zāi)減災(zāi)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，減輕農(nóng)民的種植壓力，從而有力地促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。

物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)發(fā)展催生的一個概念，為了應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)潮流，不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，在原有的基礎(chǔ)上都加大了對物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用?？傮w來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處于繼續(xù)快速發(fā)展的過程。然而這對于科技水平落后于全國的西藏地區(qū)來說提出了新的機遇與挑戰(zhàn)。

透視其他國家和中國內(nèi)地大中城市的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，我們在政策、戰(zhàn)略、技術(shù)、應(yīng)用、大企業(yè)等方面得到了啟示和借鑒，鞭策我們在西藏不斷揚長避短，在物聯(lián)網(wǎng)這一新領(lǐng)域不斷向前推進。

西藏地區(qū)地處高海拔地區(qū)，這塊素有“世界脊梁”之稱的神奇土地，被聯(lián)合國教科文組織宣布為地球四大超凈區(qū)之一。保護青藏高原脆弱的生態(tài)環(huán)境不僅關(guān)系到西藏地區(qū)環(huán)境變化的問題而且牽扯到藏區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)用來監(jiān)測環(huán)境的變化，這樣就實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測的自動化。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測其從環(huán)境感知、系統(tǒng)互聯(lián)、信息處理等方面做出了理論和技術(shù)革新。在全面互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測仍然以環(huán)境信息為中心四個基本環(huán)節(jié)——即計劃、獲取、存儲傳遞、分析——不是單向的、一維的，而是一個立體、進化的過程，信息的交互可以且需要發(fā)生在任何兩個環(huán)節(jié)之間，信息傳遞的方向是雙向的。同時，物聯(lián)網(wǎng)引發(fā)和帶動生產(chǎn)力生產(chǎn)方式和生活方式的變革，將不斷引領(lǐng)西藏人民創(chuàng)造出有高原特色的生產(chǎn)生活方式，走綠色智能、可持續(xù)發(fā)展的高原經(jīng)濟發(fā)展之路。

在西藏地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正處于起步階段。在環(huán)境監(jiān)測方面尤其是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方面，做到了滑坡、泥石流的自動監(jiān)測和遠程傳輸，已經(jīng)初步步入了物聯(lián)網(wǎng)時代。但是在交通、農(nóng)業(yè)、旅游、農(nóng)業(yè)等方面，物聯(lián)網(wǎng)還沒有滲透到這些行業(yè)的發(fā)展。

總而言之，西藏地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于剛起步階段，其發(fā)展?jié)摿κ菬o限的，對經(jīng)濟的推動作用也是不可估量的。

2 物聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)業(yè)的影響

2.1 物聯(lián)網(wǎng)在主要發(fā)達國家的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用領(lǐng)域，美國和歐洲利用衛(wèi)星對其數(shù)字實時監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至信息融合與決策部門，以實現(xiàn)大區(qū)域農(nóng)業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃。在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，法國，美國和日本等一些國家綜合運用高科技手段構(gòu)建先進農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，并利用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳感器感知技術(shù)，信息融合傳輸技術(shù)等建立覆蓋全國的農(nóng)業(yè)信息化平臺，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的自動監(jiān)測。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細管理領(lǐng)域，美國，澳大利亞，法國，加拿大等一些國家在大田糧食作物種植精準(zhǔn)作業(yè)，設(shè)備農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和灌溉施肥控制，果園生產(chǎn)不同尺度的信息采集和灌溉控制，禽畜生產(chǎn)精細化養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和精細養(yǎng)殖等方面有廣泛應(yīng)用。正如發(fā)展中國家在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域方向的重大發(fā)展，我國也取得了新的成就。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)在我國的應(yīng)用

為了貫徹黨的“十八大”精神，推動農(nóng)業(yè)向集約型，規(guī)?；l(fā)展，提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，農(nóng)業(yè)部決定將有一定工作基礎(chǔ)的天津，上海，安徽作為試點，帶動物聯(lián)網(wǎng)在全國范圍內(nèi)的廣泛推廣。不少地區(qū)利用溫度，濕度，氣溫，光照等多種傳感器，對蔬菜生長過程數(shù)據(jù)化管理，保證蔬菜生長過程綠色環(huán)保，有機生產(chǎn)。也有地方通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對農(nóng)作物生長，禽畜和水產(chǎn)養(yǎng)殖等進行監(jiān)測，可實現(xiàn)準(zhǔn)確感知，及時反饋，提升農(nóng)業(yè)決策指揮水平。有的地方應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用藥，用水，用肥，用工狀況的精準(zhǔn)監(jiān)測，減少浪費，促進農(nóng)業(yè)節(jié)本增效。由此可見，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展的必由之路。它可以減輕因人口增加所面臨的糧食產(chǎn)量和質(zhì)量的壓力，以使農(nóng)村適應(yīng)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)在西藏農(nóng)業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展

2.3.1 育種信息化 特種田間性狀采集設(shè)備和育種用作物性狀檢測儀器的研究取得了一定的進展，并在一定程度上得到了推廣。該方法能快速獲得小群體和單株植株的形態(tài)、組成和抗倒伏性等參數(shù)，在種子形態(tài)、品質(zhì)和無損檢測等方面對促進穗發(fā)芽性狀具有重要作用。育種信息化最重要的體現(xiàn)就是開發(fā)和利用育種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、育種資源管理系統(tǒng)、育種過程管理系統(tǒng)等專業(yè)軟件。這些專業(yè)軟件系統(tǒng)的研究、開發(fā)和應(yīng)用，可以使育種過程的管理更加規(guī)范。

2.3.2 農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源的監(jiān)測與控制 在農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源的監(jiān)測與控制方面，我國主要有2種監(jiān)測方法：（1）低空傳感器和無線傳感器可用于近地農(nóng)業(yè)條件和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的實時監(jiān)測。（2）充分利用3S技術(shù)。利用3S技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將遙感與無線傳感器相結(jié)合，對農(nóng)作物的生長狀況、產(chǎn)量、面積和品質(zhì)進行監(jiān)測，然后利用高光譜遙感數(shù)據(jù)對重要經(jīng)濟作物的參數(shù)進行分析。

2.3.3 大田精準(zhǔn)作業(yè) 作業(yè)現(xiàn)場精度是充分利用信息技術(shù)來控制大田作物生產(chǎn)和管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如參與作物疾病的精密加工領(lǐng)域，害蟲的農(nóng)作物栽培管理等與精細管理的實現(xiàn)自動化監(jiān)控和管理等，信息技術(shù)應(yīng)用于領(lǐng)域精密工作可以最大化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理水平，更好地利用土地資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，是我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重點，主要體現(xiàn)在廣大農(nóng)村地區(qū)，土地復(fù)墾和農(nóng)業(yè)示范園區(qū)。目前，在現(xiàn)有的現(xiàn)場精密操作技術(shù)中，精密管理系統(tǒng)的智能化程度還不夠高，需要進一步研究社會化服務(wù)水平，才能更好地發(fā)展現(xiàn)場精密操作技術(shù)。

2.3.4 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng) 數(shù)字管理技術(shù)主要研究溫度、化學(xué)和其他傳感器，以全面監(jiān)測和管理農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的增長；結(jié)合RFID電子標(biāo)簽，在生產(chǎn)、生產(chǎn)、質(zhì)量測試、運輸?shù)冗^程中，可識別內(nèi)存和實時數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

綜合數(shù)字農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，允許動態(tài)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。數(shù)字化的生態(tài)農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)以特定的物理和邏輯模型的形式建立。特別是：遙控圖像或相關(guān)圖像的處理和分析：高分辨率的遙控圖像和以圖像形式呈現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)類型；地物的空間模型：包括對象、地形、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)和拓樸關(guān)系等；屬性信息管理：即動、靜態(tài)數(shù)據(jù)管理；空間分析：包括緩沖區(qū)、測量、等值線及地統(tǒng)計分析與圖表等；應(yīng)用程序：包括服務(wù)器和客戶端程序，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺的系統(tǒng)功能；其它附屬功能：統(tǒng)計分析等。

該系統(tǒng)的功能是要求和傳播農(nóng)產(chǎn)品信息，優(yōu)化和分析決策和分析專家的知識庫，實現(xiàn)信息、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的有效組合，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理。

2.3.5 智能精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的特點 在應(yīng)用領(lǐng)域，智能精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在廣泛的應(yīng)用中應(yīng)具備以下特點。

（1）突破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)多線路敷設(shè)、工作量大、線路復(fù)雜、成本高的缺點，采用分布式管理，采用多區(qū)域調(diào)節(jié)和管理，各小區(qū)獨立的智能總線尋址控制，系統(tǒng)設(shè)置簡單、精度高、可控面積廣。

（2）遠程自動控制，參數(shù)實時在線顯示，精確度高，真正實現(xiàn)“在家也能種田”。

溫室集成加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽窗簾/絕緣系統(tǒng)，外部遮陽系統(tǒng)，我們的艦隊施肥系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、植物保護系統(tǒng)，高壓噴霧，濕簾降溫系統(tǒng)和風(fēng)機系統(tǒng)，屋頂噴淋系統(tǒng)，輔助照明系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)，廢物回收，消毒系統(tǒng)，電氣和計算機控制系統(tǒng)等于一體，真正實現(xiàn)多功能，可以使用更多的場合。

3 物聯(lián)網(wǎng)在西藏地區(qū)的發(fā)展前景與規(guī)劃

我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用可以優(yōu)化我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、土地利用效率和數(shù)據(jù)利用率。中國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展要認(rèn)識到當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀和一系列問題，促進適當(dāng)?shù)母纳?，促進管理創(chuàng)新、技術(shù)和應(yīng)用，促進中國農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)健康發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，引發(fā)和帶動生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革，成為經(jīng)濟生活綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎。

西藏地區(qū)有濃厚而獨特的民族特色文化，是藏傳佛教的圣地，也是藏文化的發(fā)源地。西藏地區(qū)相對于全國來講，生產(chǎn)方式還是比較落后的，這在一定程度上就制約了藏區(qū)農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展。西藏地域開闊，地廣人稀，農(nóng)牧業(yè)是農(nóng)民經(jīng)濟發(fā)展的重要來源。然而，在高海拔農(nóng)牧區(qū)來講交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還沒有完善，這在一定程度上就限制了藏區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的銷售與運輸。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把藏區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品以及其它帶有民族特色的產(chǎn)品通過物聯(lián)網(wǎng)連接起來，使農(nóng)產(chǎn)品都有自己的身份，人們可以隨時隨地的通過網(wǎng)絡(luò)了解他們農(nóng)作物的地理位置、生長情況等一切信息，實現(xiàn)所有農(nóng)產(chǎn)品的互聯(lián)，這就很大程度上提高了銷售及運輸?shù)男?。智能物?lián)網(wǎng)將給每一個環(huán)節(jié)的經(jīng)濟活動和主體，使人依靠機器生產(chǎn)產(chǎn)品變成機器圍繞人生產(chǎn)產(chǎn)品成為可能，使個性化制造和大規(guī)模協(xié)作創(chuàng)新的有機結(jié)合重要的生產(chǎn)方式，大力推進信息化和工業(yè)化深度融合，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式深刻轉(zhuǎn)變。