淺談農業物聯網發展

　　關鍵詞 農業物聯網 農業網絡信息化 問題 應對措施 
　　隨著微電子、計算機和網絡信息技術在各個領域的滲透和普及，以互聯網為基礎的“物聯網”正在興起，并被業界稱之為第三次信息技術革命。 
　　我國農業正處于傳統農業向現代農業的轉型時期，全面實踐這一新技術體系的轉變， 網絡信息化技術將發揮*而重要的作用， 也為現代農業發展提供了的機遇。 充分利用智能化信息管理技術發展現代化農業， 同樣成為當今各個國家農業發展的熱點之一。2009年8月，*總理提出建立中國傳感信息中心的戰略設想，為發展我國“農業物聯網”提供了契機和動力。 
　　一、物聯網技術發展迅速 
　　物聯網的概念是在 1999 年由美國麻省理工大學提出的。電信聯盟ITU2005 年度報告中提出：信息與通信技術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發展到連接任何物體的階段，而萬物的連接就形成了物聯網。從技術層面上看，“物聯網”與互聯網有著天然的緊密，二者都是基于某種開放的網絡間通信協議，實現了同構或異構網絡的互聯與信息交換。如果說互聯網更多是指利用通信線路把分布在不同地點上的多個獨立的計算機系統連接起來，構成網絡資源共享的系統，那么物聯網則是要把所有具備信息傳感功能的設備或物體互聯，從而形成的一個巨大的傳感器智能網，終可達到“全面感知、可靠傳送、智能處理”的綜合功能。 
　　中國近年來互聯網產業迅速發展，網民數量*，未來物聯網產業發展中已具備基礎。物聯網連接物品網，達到遠程控制的目的，或實現人和物、物和物之間的信息交換。當前物聯網行業的應用需求和領域非常廣泛，潛在市場規模巨大。物聯網產業在發展的同時還將帶動傳感器、微電子、視頻識別系統一系列產業的同步發展，帶來巨大的產業集群生產效益。 
　　國家工業和信息化部通信發展司司長張峰指出，物聯網是當前具發展潛力的產業之一，將有力帶動傳統產業轉型升級，戰略性新興產業的發展，實現經濟結構和戰略性調整，引發社會生產和經濟發展方式的深度變革，具有巨大的戰略增長潛能，是后危機時代經濟發展和科技創新的戰略制高點，已經成為各個國家構建社會新模式和重塑國家長期競爭力的先導力。我們必須牢牢把握產業創新方向和機遇，加快物聯網產業的發展。 
　　二、農業物聯網研究 
　　（一）我國農業物聯網發展 
　　上個世紀 90 年代，在我國隨著互聯網技術的成熟和普及，互聯網絡開始進入農業領域，農民們可以隨時隨地及時快捷的獲得各種科技信息、管理信息、市場供求信息、氣象與土壤信息、作物與病蟲害信息等等。網絡信息技術正在改變因農業高度分散、生產規模小、時空變異大、量化與規模化程度差、穩定性和可控程度低等行業性弱點。 
　　農業物聯網，即在大棚控制系統中，運用物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、pH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。遠程控制的實現使技術人員在辦公室就能對多個大棚的環境進行監測控制。采用無線網絡來測量獲得作物生長的佳條件，可以為溫室調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。 
　　它的應用是將大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息， 以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。 
　　（二）國外農業物聯網發展現狀 
　　以歐美為代表的世界發達國家，無論是政府還是企業都在物聯網方面制定了自己的發展規劃，并將依托互聯網、網絡信息技術來發展農業。 
　　發達國家在農業信息網絡建設、農業信息技術開發、農業信息資源利用等方面，推進農業網絡信息化的步伐，利用“5S”技術（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、環境監測系統、氣象與病蟲害監測預警系統等，對農作物生產進行精細化管理和調控，有力地促進了農業整體水平的提高。 
　　三、我國農業物聯網產業現存的問題 
　　（一）物聯網面臨的問題 
　　1、缺乏核心技術自主知識產權 

農業包括農業環境監測、溫室控制、節水灌溉、氣象監測、產品安全與溯源、設備智能診斷管理等方面。農業面大、范圍廣，還有在設施農業、農田作物、野外臺站、工廠化養殖等領域示范應用科技也應該進一步擴大。還可以進一步完善形成農業環境監控物聯網。針對大規模農業園區設施農業和野外農田，離散部署無線傳感器節點，組建無線傳感器網絡，對作物生長環境、農業氣象要素，如空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度等進行動態實時采集，并通過GPRS/CDMA/3G移動通信網絡實時傳輸至遠程中心服務器，中心服務器接收存儲數據，結合對應的診斷知識模型對數據解析處理，以達到分布式監測、集中式管理。 
　

　2、案例 
　　在北京大興農業示范區，處處能體驗到物聯網“感知”農業的技術魅力。鮮切花生產基地的溫室環境監測與智能控制系統，通過室內傳感器“捕捉”各項數據，經數據采集控制器匯總、中控室電腦分析處理，結果即時顯示在屏幕上。管理人員通過另一項技術——視頻語音監控系統隨時指揮。 
　　像采育鎮鮮切花生產基地這樣，大興已在5個鎮、6個村示范推廣農業技術，智能溫室娃娃、室外氣象自動監測、負水頭灌溉、液肥施用、靜電噴藥等信息化技術，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。 
　　許多地方已經開始積極的嘗試農業遠程診斷系統，該系統前端設備支持多種傳感器接口，同時支持音頻、視頻功能，可以有效的為農業專家提供*手的現場專業數據；此外，農業專家還可以通過PC終端登錄農業診斷系統，實現遠程控制灌溉等操作，解決了農業專家極為缺乏的現狀。 
　　該系統支持H.264 編碼，能實現窄帶寬下流暢視頻傳輸，具有超低碼率，帶寬自適應功能。其單卡傳輸CIF 圖像在2.5G網絡環境下，高可達8 幀/秒；雙卡傳輸CIF 圖像高可達15 幀/秒；在3G網絡環境下，可達15幀/秒。 
　　前端設備是傳感器接口、視頻采集和無線傳輸為一體的智能采集終端，采用便攜式設計，自帶電源，一次充電可使用2～4個小時；支持可變倍攝像機，可調節攝像機，滿足對診斷植物推近觀察的需要。 
　　后端軟件平臺支持靈活的管理和調度功能，滿足一位專家對多個前端的農業咨詢支持需要，支持農業專家遠程雙向語音對講功能。 
　　支持分級用戶權限管理，采用數據流加密技術，保證網絡通信安全。支持多種PTZ 協議，協議可擴展，工業標準的控制I/O。 

（二）政策支持
　　農業是弱勢產業，同時又是國民經濟和社會發展的基礎產業。農業經濟是國民經濟持續穩定快速增長的重要基石。長期以來，我國公共財政對三農欠賬較多，近年來雖然加大了支農力度，并取得顯著成效，但從總體來看，我國農業經濟發展仍很緩慢，三農問題依然嚴峻。在這一歷史環境下，如何認真貫徹落實中央提出的“工業反哺農業，城市支持農村”的大政方針，讓有限的財政支農資金發揮出大效益，促進農業經濟盡快走向繁榮昌盛，為社會主義新農村建設奠定堅實的基礎，是各級政府財政部門義不容辭的職責。
　　（三）資本支持
　　農村信貸方式單一、農民信息不暢、缺少創業資本等因素使得農村經濟不能快速發展。各級政府應當積極引導通信、交通、具有農業科研實力的院校等相關科研單位與農民互利互惠；還應制訂與之相適應的稅收、財政政策實行惠農；應積極投資入股，通過設立政府擔保基金、財政參股等方式成立中小企業金融擔保機構，在一定的基礎上共享利益，緩解農民創業資金問題。
　　完善農村融資渠道，提高信貸資本，為農業物聯網發展企業提供資金支持，大力發展農村信貸，為農業物聯網的發展提供強有力的金融支持。

　五、農業物聯網展望 
　　物聯網技術應用市場正在范圍快速增長，隨著通信設備、管理軟件等相關技術的深化，物聯網技術相關產品成本的下降，物聯網業務將逐漸走向全面應用。 農業無疑是物聯網應用的重要領地。我國的農業物聯網還有很長的路要走，還處于產業啟動期，只有積極探索農業物聯網的商業模式，降低農產品的成本，提高農產品的品質和生產效率，打造農產品的品牌，促進農業物聯網從政府推動邁向市場驅動，突破規模化應用的障礙，多方合作、推動關鍵核心技術的突破以及重點領域應用的開拓，才能實現農業物聯網的健康和可持續發展。

　參考文獻： 
　　[1]劉海明.物聯網技術在農業生產中的應用探究[J].農業與技術，2012，32（5）：30. 
　　[2]張偉，龐博，梁海鵬等.物聯網技術在公共安全領域的應用初探[J].天津科技，2012（4）：42-45. 
　　[3]孫忠富等.物聯網發展趨勢與農業應用展望[J].農業網絡信息，2010（5）：5. 
　　[4]管繼剛，物聯網技術在智能農業中的應用[J].通信管理與技術，2010（6）：24.