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关键词 物联网;苹果产业;制约因素;前景
中图分类号 F49;F326.13 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)23-0332-01
1 物联网及其农业应用
物联网[1-3]是指通过各种信息传感设备,实时地对声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息进行采集,与互联网结合形成的一个巨大网络,从而实现物与物、物与人所有的物品与网络的连接,达到识别、管理和控制之目的。
物联网按照网络内数据的流向及处理方式可分为3个层次:传感网络层,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”或环境状态的识别;传输网络层,即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网(IPv6),实现数据的传输和计算;应用网络层,即输入输出控制终端,包括电脑、手机等终端。其具备3个特征:全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;可靠传递,通过各种通信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行 分析和处理,对物体实施智能化控制。
物联网在农业和农村信息化领域中有着广泛的应用,如:精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等。发展物联网是我国现代农业建设的必然要求和现实选择,将对我国农业农村经济的发展产生重大而深远的影响。
2 物联网在苹果产业发展中的优势
苹果是中国第一大水果,产量和栽培面积均居全国第一。苹果产业在我国农业发展中占据举足轻重的地位。物联网技术在苹果产业上的应用[4],不仅能有效加快苹果这个传统优势产业转型升级,更将带动整个农业实现跨越式发展。一是提升苹果产业化水平。随着现代信息技术的发展,运用物联网关键技术搭建一个苹果系统,实现资源整合,形成技术体系并进行应用与推广,可以改变粗放的苹果产业经营管理模式、引领苹果产业标准化以及质量安全等方面的健康发展、提高生产效率、提高苹果生产智能化水平、实现苹果在流通过程中的保值增值,从而有效推动苹果的产业化进程。二是提高产业信誉和扩大出口。基于物联网搭建苹果供应链质量管理信息系统[5-6],能提高生态苹果园内部的管理效率,实现苹果全流程可追溯,对提高苹果的品牌建设进而增加苹果附加值、扩大出口具有十分重大的意义。三是推进苹果产业转换方式、调变结构。烟台市有近100万劳动力直接从事果品生产,占农村劳动力的1/3,物联网技术在苹果产业的推广与应用,一方面可在提高劳动效率的同时减少直接田间劳动者的数量;另一方面由于物联网技术的广泛应用,在园区管理、加工、流通等领域内可吸纳更多的农业劳动力。该变化必然带来苹果生产方式的变化,从而推动苹果产业向深度与广度发展。四是带动现代农业实现跨越式发展。苹果产业作为区域优势产业,示范带动效应极其明显。选择苹果产业这个关键领域,扶持具有广阔应用前景的物联网技术实现重点突破,带动力强、效益覆盖面广,不仅能推动传统产业转型升级,且其本身蕴含着巨大的战略增长潜能,可催生新的经济增长点,推动现代农业实现跨越发展。
3 物联网在苹果产业中应用的制约因素
一是技术发展不够成熟,是物联网应用的最大阻力[7]。目前,我国物联网产业发展还存在诸多问题,特别是核心技术缺失问题,由于大量采用国外技术,在专利方面受制于人,在信息安全方面没有保障。比如,传感器芯片作为传感网技术的核心,从技术到制造工艺,我国均落后于美国等发达国家。苹果产业物联网涉及作物生产、环境控制、栽培制度、仓储物流以及云端技术等多领域、多环节,技术瓶颈多、难度大,前人关于该方面的研究少,这些都成为物联网在苹果产业应用上的阻力。二是行业标准缺失[8],物联网联通“不畅”。物联网是多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一张大网,相关的接口、通信协议都需要有统一的标准来指引。目前,我国物联网产业以闭环应用为主,企业在较为成熟的应用领域各自为战,产业较为分散,该种情况在苹果产业更为突出,由于苹果产业应用物联网的主体多为农业合作社或农业龙头企业,其生产标准多为行业、地区乃至企业标准,同时物联网又涉及多种学科和技术,涉及多层次的多个标准,导致各自有独立的硬件接口及通讯协议和软件标准,无法实现联通共享。三是前期投入大,比较收益优势不明显。物联网前期投入比较大,成本不仅有硬件设备的安装以及软件配套的成本,其使用、维护成本也比较高,尤其是前期投入大。同时,苹果等农业产业较之工业或服务业来说,属于弱势产业,农业劳动生产率不高,其成本与人工的成本优势体现不明显,相对阻碍了物联网技术在苹果产业上的推广。
4 物联网在苹果产业上应用的内容及应用前景
目前,物联网在苹果产业上应用的发展项目有很多:土壤养分和墒情监测,实现自动化节水灌溉控制管理;生长信息监测,为企业和监管部门科学决策提供有效数据;农民可以通过3G手机接入信息数据库中,根据专家开好的科学“处方”,用计算机对灌溉、施肥、温度和湿度等进行控制和管理;在果品存储运输阶段实时监控,为果品的安全运送和存储保驾护航等。因此,物联网在苹果产业上应用的前景非常广阔,将极大改变果农传统的生产方式,促进苹果产业转型升级,预计随着国家对物联网的重视,国家及各地政府将加强对物联网在政策、资金、试点工程等诸多方面的扶持,2020年之后苹果产业将实现全智能化管理。
5 参考文献
[1] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,23(12):1-7.
[2] 李文清,郭宗良.物联网的成长与发展综述[J].网络与信息,2010,24(2):27.
[3] 王晓静,张晋.物联网研究综述[J].辽宁大学学报:自然科学版,2010,37(1):37-39.
[4] 古丽萍.备受青睐的物联网及其应用与发展[J].中国无线电,2010(3):25-28.
[5] 旆亮,傅泽田,张领先.基于RFID技术的肉牛养殖质量安全可追溯系统研究[J].计算机应用与软件,2010,27(1):40-43.
[6] 隋文,唐晓纯.2008年奥运会畜禽类产品的追溯体系研究[J].食品科学,2008,29(8):697-699.
关键词:农业信息化 农信通 云计算 物联网
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0039-02
1 农业信息化
农业信息化是指人类在农业生产活动和社会实践中,通过普遍地采用以通讯技术网络技术和信息技术等为主要内容的高新技术,更加充分有效地开发和利用农业信息资源,推动农业经济可持续发展和农村社会进步的过程。加强农业信息化建设对于构建和谐社会和建设社会主义新农村意义重大。
对于农民而言,其需要价格低、信息及时、质量有保障,具体包括农业科技信息如农资信息、农产品栽培、畜牧养殖及病虫害防治技术等;农资及农产品买卖信息如产品价格信息、就业信息等。政府和涉农企业也希望通过农业信息化增强时效、降低成本。
2 运营商在农业信息化的应用现状
当前,国内三家运营商都已经建立了较为成熟的农村信息化平台,中国移动、中国联通、中国电信分别以“农信通”、“农科在线”、“信息田园”平台为依托,开展综合农业信息服务,已实现一定收入规模。
其中,“农信通”是中国移动推出的以服务“三农”为目标的信息化服务,其业务基于手机移动终端,通过短信、彩信、语音、手机上网、互联网等多种方式,为农民提供农业生产技术、农产品的产供销、农村政务管理和农民关注的民生问题等信息化服务,帮助农民增加收入,保障农务畅通、方便了解民生信息,从而解决农村“数字鸿沟”,推进农村信息化。图1是肇庆特色的政府主导、企业助推、媒体宣传、渠道互动四合一的信息化田园运作模式。
以肇庆移动公司为例,其12316非值守无线专家系统,该热线提供人工以及自助语音服务,内容包括:三农政策咨询、接受投诉以及处理、专家咨询、农产品市场行情、病虫害预报与防治、种养技术等。其系统方案如图2所示。
尽管国内三家运营商都已经建立农村信息化平台,但是其服务水平和层次还难以充分满足农民、政府和涉农企业的需求。云计算、物联网等新兴信息技术的出现,对深化农业信息化建设和服务水平具有积极的现实意义。
3 新技术在农业信息化的应用前景
云计算(CloudComputing)是指服务的交付和使用模式,通过网络以按需、易扩展方式获得所需服务。中国三大运营商有自己的云平台,中国移动“大云”、中国联通“沃云”、中国电信“天翼云”。运营商可在自己云平台上建立农村信息综合服务平台,对于农民、政府和涉农企业而言通过按需使用,运营商通过虚拟化、云调度等一系列技术的运用,从而减少减少建设成本和维护成本,并惠及农民、政府和涉农企业的,为农业信息化提供更加丰富的数据挖掘、地图搜索、视频会议、客户关系管理、电子商务、电子支付等更高层次的服务。
物联网(InternetofThings)就是万物都接入到互联网,物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接,然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网,最终形成智能网络,通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。物联网技术可通过3G手机或电脑对农业温室大棚内的温度、湿度、土壤含水量等信息进行远程监控;也可对自然灾害、农业运输车辆等定位和视频监控;用户可通过3G手机和电脑实时对粮库进行温湿度监控,还可对农产品加工阶段,对绿色食品的加工监控、乳品的溯源、出口农产品的溯源及交易跟踪等。未来的农业在以移动通信为承载网络的物联网技术的支持下,将变得更加自动化和智能化。
4 结语
本文主要探讨运营商在农业信息化的应用现状,以及云计算和物联网等新兴信息技术对于运营商深化农业信息化服务的前景展望。未来三大运营商的农业信息化服务将更加自动化和智能化。
参考文献
[1] 李小娟,钟蔚.农村信息化需求分析及运营商发展思路建议[J].信息通信技术,2012(5):18-21.
[2] 胡文岭,张荣梅.浅议云计算在农业信息化中的应用[J].中国管理信息化,2013,16(3):76-78.
[3] 崔文顺.云计算在农业信息化中的应用及发展前景[J].农业工程,2012,2(1):40-43.
物联网即一种巨大智能网络,具体来说,就是按照约定的协议,通过信息传感设备、系统以及短距无线自组织网络,把具体的物品和互联网实现连接,然后实现在互联网上的信息交换,对农业信息进行智能化识别、定位、跟踪、监控并且管理。农业物联网,顾名思义,就是把物联网技术运用到农业生产上。利用物联网技术融合、处理获取的海量农业信息,再进行智能化操作,对农业生产全过程实现过程监控、科学管理,以实现即时服务。
二、物联网在广西现代农业物流中的应用现状
与国际形势相适应,广西壮族自治区在农业生产多个方面如农产品溯源以及精准农业等诸如这些现代农业物流中也开始引入物联网的技术应用。如依托物联网技术,省会城市南宁市已经建立了蔬菜质量安全追溯信息系统建设的试点。如广西牛博物联信息技术有限公司作为广西成立最早的农业物联网企业,在山西太谷2万亩的红枣基地、百色澄碧湖上千亩的芒果基地,用物联网技术监控均获得成功,两个基地的农产品均成为国内同类最优;其它城市,如梧州、凌云也已开展了一些信息管理试点项目,如无公害蔬菜、茶叶质量安全追溯。在这个追溯体系中,消费者可以通过网站、电话或手机短信,方便、快捷地扫描获取柑橘运输车辆以及柑橘的信息,并实现快速放行。当前,为了增加农产品的安全性,广西壮族自治区内多项农产品在其生产和流通环节都已经开始使用RFID电子标签技术,借此技术建立了农产品的生产和流通档案。RFID技术推广应用也有一定的难度,因为该技术毕竟属于新兴技术,其价格尚且偏高。令人欣慰的是,随着农产品市场的扩大以及需求的增加,RFID技术也正在逐步走向寻常百姓,实现进一步推广和应用,今后,在广西物联网农产品溯源技术中,RFID技术将会是主流应用形式。再如有些市实施了卫星定位配方测土施肥。在计划施肥中,就可以减少化肥使用量,减少投入即增加收益。如金光农场就实施自动化控制,还应用了全球卫星定位系统。通过这些现代信息技术,已经可以采集和控制远程数据,所有与农作物生长有关的包括温度、风速、风向以及蒸发量、日照辐射量等在内的数据都会被精准采集到,从而有助于土壤中水含量的测定,在对作物进行浇水、施肥时,都可以及时提供科学准确的信息。借助于现代物联网技术,实现有效节约水、肥以及农药。
三、智慧物流:物联网与现代农业物流的结合
1.物流网在广西畜牧水产养殖中的应用
随着广西农业生产的发展,广西壮族自治区的水产畜牧业也稳步发展,但与其生产相比,其质量安全水平仍然比较低。而且,和畜牧产品质量的国际通用标准要求相比,广西的畜牧水产的质量安全仍有较大差距。为了缩小差距,提高畜牧产品的质量安全水平,迫切需要在畜牧养殖过程及其物流中引入现代技术。而物联网可以使这一想法变为现实。如可以在畜牧养殖过程中植入电子标签,通过电子标签,为每头牲畜建立档案,并且设置相应传感器,并适时监测建立档案的牲畜体征,准确感知其生长发育状况。此外,还可以依托网络远程控制系统实现对牲畜的投料喂食的智能化。也可根据不同养殖品种的不同需求,在线采集、处理和传输水质环境的参数。信息处理平台还可以实现对增氧设备和饲料投放设施的智能控制,对它们的增氧或喂食也可以实现远程遥控,通过这些现代物联网技术,一旦监测到异常情况,就可实现及时预警。
2.在农产品流通中的应用前景
广西是水果之乡,这里的特色水果很多,如荔枝、龙眼、芒果、香蕉等,大多保鲜期短,鲜嫩易烂。在运输过程中,借助物联网技术,不妨利用CPRS、WCDMA等2G或3G等技术,可在农产品运输车辆上安装GPS定位及温度、湿度等传感器。通过这些传感器,可实时地向调度中心传递运输车辆的相关信息,有效降低农产品运输的损失率。除此之外,还可以利用物联网技术实现农产品运输车辆及货物的快速识别,有效防止伪造和涂改通行证,同时也可实现远程运输。
3.智慧物流:物联网与现代农业物流的结合
一、新型设施大棚概述
新型设施大棚的作用是将智能化控制系统或将物理技术应用到大棚种植上,模拟出最适合棚内植物生长的环境,采用温度、湿度、二氧化碳、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标,并通过微机进行数据分析,对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控,从而改变大棚内部的生物生长环境。具体分为:温室大棚(如玻璃温室、塑料温室)、智能大棚(自动化温室)。
二、农业机械应用现状
1.耕作机:是能一次完成耕地、整地等多种作业项目的土壤耕作机械。可简化作业过程,提高作业效率,有利于争取农时,及时进行播种或栽插。由旋耕机和松土机、滚笼耙等组成的联合耕作机,可一次完成土壤的基本耕作和表土耕作;由圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙、滚笼耙和镇压器等不同类型部件按不同的方式组成的联合耕作机,可在犁耕后一次完成播前的种床准备耕作。由铧式犁和驱动型碎土部件组成的联合耕作机,在中国通常称为耕耙犁。其铧式犁犁体的翼部较普通犁体短,在翼部外侧配有旋耕器。后者由拖拉机动力输出轴驱动,配置方式有立式、卧式和斜置式三种。当犁体翻起的土垡上升到犁壁翼部抛出时,旋耕器上的旋耕刀将土垡切碎,从而可把铧式犁和旋耕机的作业特点结合起来,松碎全部耕层土壤。对拖拉机功率的利用率也较高。
2.微喷灌系统:微喷灌是一种通过低压管道将水送到作物植株附近并用专门的小喷头向作物根部土壤或作物枝叶喷洒细小水滴的一种灌水方法。微喷灌的工作压力低,流量小,既可以定时定量地增加土壤水分,提高土壤含水量,又能够提高空气的湿度,调节局部小气候,现已广泛地应用于蔬菜田、果园、花卉、药材及饲养场所等的降温灌溉。微喷灌系统包括水源、供水泵、控制阀门、过滤嚣、施肥阀、施肥罐、输水管、微喷头等。3.智能温度控制系统:这是一种基于计算机自动控制的智能蔬菜大棚温度控制系统,包含系统温度采集、温度显示、加热器控制电路等系统硬件的设计理念,改进了系统的控制算法,最后利用MAT-LAB进行系统仿真。该研究设计的蔬菜大棚智能温度控制系统人机界面良好,操作简单方便,自动化程度高,造价低廉,具有良好的应用前景和推广价值。
三、存在问题
1.操作不便:由于新型设施大棚空间有限且存在大量的支架,对于卷帘机、耕作机等大型机械的使用造成了不便,难以让大型机械应用于新型设施大棚。
2.科技含量低,智能化程度差:现存的新型设施大棚并未能实现喷灌调温等一体化,对人工依赖程度大,智能化程度较低。
3.成本高:新型设施大棚造价高,而农村地区经济发展程度较低,新型设施大棚在中国农村的覆盖率低,使得农业机械在新型设施大棚中的应用难以较快推广。
四、市场及前景
1.市场:随着物联网技术的发展,新型设施大棚机械运用的发展条件更为成熟。实际上,物联网技术是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用。在温室环境里,单栋温室可利用物联网技术,成为无线传感器网络的一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点,如风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构,构成无线网络,来测量基质湿度、成分、pH值、温度以及空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等,再通过模型分析,自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业,从而获得植物生长的最佳条件。对于温室成片的农业园区,物联网也可实现自动信息检测与控制。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可监测各类环境参数。通过接收无线传感汇聚节点发来的数据,进行存储、显示和数据管理,可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理,并以直观的图表和曲线方式显示给各个温室的用户,同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息,实现温室集约化、网络化远程管理。此外,物联网技术可应用到温室生产的不同阶段。在温室准备投入生产阶段,通过在温室里布置各类传感器,可以实时分析温室内部环境信息,从而更好地选择适宜种植的品种;在生产阶段,从业人员可以用物联网技术手段采集温室内温度、湿度等多类信息,来实现精细管理,例如遮阳网开闭的时间,可以根据温室内温度、光照等信息来传感控制,加温系统启动时间可根据采集的温度信息来调控等;在产品收获后,还可以利用物联网采集的信息,把不同阶段植物的表现和环境因子进行分析,反馈到下一轮的生产中,从而实现更精准的管理,获得更优质的产品。
2.前景:通过机械化设施农业的试验示范推广,改善了透光性也方便了温度调控。机械作业降低了成本,节约了劳动力,一方面有利于作业增量增产,另一方面也改善了作物的质量。这是一项技术可靠、经济效益高、深受农民欢迎的生产方式。有广阔的需求前景,有望成为我国农业增产,农民增收的重要技术手段。在新型设施大棚中使用农业机械是建立农业发展的一种重要形式,同时,也是有效促进农民增收和吸纳新技术,降低农业成本的重要途径,既是提高农业综合生产能力的重要手段,又是社会主义新农村建设的重要内容。
五、推广应用对策
关键词:物联网;关键技术;计算机物联网;应用
物联网,主要是将当前各种新型技术及新型的理念进行紧密的结合,将电子技术、通信技术、材料技术等不同种类、此前联系性不强的技术联系在一起。这样一来,这些不同的技术就成为了一个整体,并且将人与物进行了紧密结合。物联网的应用比较广泛,行业需求的潜力相对较大,计算机物联网目前已经在我国的多个领域中得到了合理应用。
1 物联网的关键技术
1.1 射频识别技术
在物联网的关键技术中,射频识别技术是相对最为重要的一种关键技术,也可以被称作是电子标签,射频识别技术是物联网发展中的基础部分与核心部分。射频识别技术主要应用的就是射频信号,物联网可以利用射频信号来实现相应的信息传输,并且通过这些信息来进行相应的识别工作。在射频识别技术中,主要包括了标签、阅读器、天线3个主要部分。
射频识别技术在具体应用中主要是利用比较先进的技术手段,来对不同状态下的物体进行相应的识别管理。射频识别技术抗干扰能力较强,无需耗费较多人力,且适用于大多数环境,所以应用较为广泛。
某大型连锁超市在日常管理中就应用了物联网中的射频识别技术,该超市的管理者将这项技术用于供应链管理中。这样一来,在具体管理中,不仅不需要过多的工作人员,还保证了管理的效率与整体质量,该超市在应用射频识别技术之后,供应链管理工作得到了明显加强。
1.2 云计算
云计算技术,主要是将计算分布在相应不同的计算机中,这里的计算机不能是本地计算机。这样一来,相关的使用者就可以将资源进行切换,根据具体的需求去访问相应的计算系统。物联网中的云计算技术,主要是利用网络,对计算实体进行整合,使其成为计算能力较强的整体系统。
1.3 网络通信技术
物联网在发展过程中,物与物之间的互相通信是较为重要的,因此,网络通信技术是物联网关键技术中不可替代的重要部分。在网络通信技术中,包括了有线技术、无线技术、网关技术等。在网络通信技术中,M2M技术应用比较广泛,可以与近距离传输技术进行较好结合,如WiFi、RFID、BlueTooth等。M2M技术的重点之处就在于无线通信,未来将会有广阔的发展空间,给物联网的信息传递提供坚实的技术保证。
2 计算机物联网的应用
目前,计算机物联网在我国已经得到了比较广泛的应用,其具体的应用可以表现在以下几个方面。
2.1 家庭生活
在家庭生活中,物联网可以将家庭住宅作为具体的应用平台,利用家庭住宅的网络技术来实现具体应用。某高级住宅小区在样板间的布置工作中就对物联网进行了具体应用,利用物联网在住宅的内部设置了较多的系统。这些系统主要包括了住宅安防系统、布线系统、温度调节系统、灯光控制系统等。这样一来,住户就可以利用网络和物联网技术实现对住宅内部所有系统的操控与应用,使居住环境变得更加高效与舒适,也使住宅内部的各个系统得到了较好的管理。该小区的样板间在应用了计算机物联网之后,将所有的家居设施进行了高效集成,给住户带来了更多的便利,也保证了住宅环境的整体舒适度。
2.2 物流领域
随着我国经济的不断发展,物流行业的发展规模也在不断扩大,物流领域的发展速度也相对较快。在物流领域中,物联网可以发挥自身的重要作用,来实现物流领域的合理发展。在物流领域内部应用计算机物联网,主要是利用计算机物联网内部的集成性和智能性的主要特征,这两点特征可以使物流系统具备较强的智能性,使其在发展过程中模仿人类智能,像人类一样去进行思考与判断。
计算机物联网在物流领域中的应用,主要是用来掌控物流领域在发展过程中的不同信息,对物流运输环节中的所有运输车辆的性能及路线进行实时监控,还可以掌握物流运输中货物的自身状态与性能。也就是说,计算机物联网在物流领域中的应用,主要是方便工作人员掌控物流运输中的各个环节,对主要的物流信息进行相应采集。
2.3 农业应用
除了上述应用领域之外,计算机物联网还可以被用于农业领域中。计算机物联网在农业中的应用,主要是将农业生产的控制系统、安全系统与智能系统,利用云计算技术进行高效整合,从而实现农业生产的智能化、数字化与信息化。农业生产应用计算机物联网,可以将农业生产中的各项因素,如环境因素、人工因素等通过计算机物联网内部的传感器进行上传。这样一来,工作人员就可以对农业生产中的各项因素进行整合分析,把握农业生产各个环节的整体质量,对农业生产实行远程监控与操作。计算机物联网在农业生产中的应用,可以提高农业生产的整体效率,使农业生产向绿色农业、低碳农业、高效农业的方向进行合理转变,带动我国农业经济的发展。可以说,计算机物联网在农业生产中的应用,不仅可以提高农业生产的具体效率,还能优化农业生产体系,具有重要的价值和现实意义。
2.4 交通应用
智能交通建设将会是未来交通系统发展的必然趋势,而计算机物联网是有效实现这一趋势的重要工具,这是由于计算机物联网可以将电子传感技术、先进信息技术、通讯传输技术、控制数据技术以及计算机技术等有效结合,并运用于整个智能交通系统的管理中,进而可以在大范围内进行全方位的计算机技术的应用。计算机物联网技术具有实时、高效、准确等特点生适用于智能交通系统的建设。计算机物联网技术在智能交通建设中的广泛应用可以将现有交通设施有效的利用起来,最大程度地减少交通的超负荷量,与此同时,计算机物联网的应用可以减轻交通压力对环境的污染,进而提高整个城市交通的运输效率,所以,计算机物联网技术在交通运输方面的应用是非常有必要的。
2.5 电网应用
除了以上几种应用领域之外,计算机物联网还可以被用于电力行业及交通行业中,具有较好的应用价值与应用前景。将计算机物联网技术应用到电网中,可以达到电网智能化的效果,也就是可以使整个电网系统更加先进、可靠、安全,同时可以提升整个电网的工作效率和经济效益。由于计算机物联网的运用,整个电网系统的运行数据和信息都是被时刻记录的,一旦出现任何异常都可以第一时间被发现,相关工作人员可以针对此问题及时做出应急方案,这样才可以确保电网系统的有效运行和安全性能,减少电网企业不必要的经济损失。这样将计算机物联网技术和电网系统相结合的方式,一定可以满足大部分用户的对电能质量的需求,使未来的电力系统更加完善。
计算机物联网技术的具体体系如表1所示,由表1可知物联网的体系可分为感知层、处理层、传输层以及应用层。近几年,计算机物联网技术在我国快速发展,极大地改变了.人们目前的生活方式,在这个充满智慧化的网络世界中,人类不需要对商品的干预和交流,正如日本操作系统之父所说的:物联网在未来十年将会得到普及并无处不在。经过近几年的不断实践和发展,物联网也在推陈出新,目前我国计算机物联网技术已经具有一定的实力基础。从相关部门的数据调查来看,同计算机物联网相关的社会市场价值已经从年的亿美元增长到了亿美元。由此看来,计算机物联网技术的发展前景还具有一定的市场潜力和发展价值,想要挖掘出计算机物联网的市场潜力,需要相关的科研人员的努力以及政府部门的大力支持。而且,相关专家预测,物联网不仅需要技术的创新,更关系到新兴领域的产业发展,需要不同力量的整合。计算机物联网技术的变革一定会为信息产业结构带来巨变,在各个领域被广泛应用。
【关键词】物联网技术 互联网 发展 应用
物联网的雏形最早可于追溯到1990年,物联网的概念提出是在1999年,在这几十年的发展里,物联网的地位越来越重要并且有着一个非常广阔的发展前景,物联网的本质是将物理世界与数字世界完美融合,打破了传统观念的束缚,实现了物与物直接的信息联系、或缺、融合、传递等,真正达到物物相连的网络模式,使人与人直接的信息交换上升到物与物直接的信息交换,本文就物联网,谈一谈物联网通信技术的发展及其应用。
1 何为物联网通信技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。
物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
2 物联网通信技术的应用
物联网工作的应用涉及到生活的方方面面,典型的应用关系体现在物联网技术与专业技术行业的结合,实现智能应用的解决;物联网应用层让信息技术与行业结合,对经济和社会产生影响,可以说物联网是继计算机和互联网之后的第三次革命,它主要有九大应用领域有:智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安保、智能医疗、智能家居等等。
2.1 智能物流
现在的物流管理有着明显的信息化发展,随着物联网技术的发展特别是物联网技术与物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合,使物流管理的每一个流程都被准确无误的感知和掌握,GIS与GPS与感知信息的结合,构成了物流信息一张强大的网。
2.2 智能医疗
自动识别技术为医疗领域提供了方便,最典型的代表是RFID自动识别技术,RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势,智能医疗能够帮助医生实现对病人全方位的监控,达到会诊记录,病情记录等关键信息的共享,还有对病人医疗器械和病人病情发展的追踪,这种智能医疗必然会得到更大的推广。
2.3 智能交通
物联网在智能交通上的应用也非常普遍,最典型的例子莫过于乘坐公交车时IC卡的使用,物联网技术与公交系统的融合,统筹运用GIS和GPS等手段,达到调度,发配,收费等管理于一体,同时还有智能化的停车,系统调配红绿灯,及时查看路况信息等交通控制调配等手段,都体现了物物相连的物联网对于交通的帮助,还有公路、桥梁、交通的智能检测,都体现了智能交通的作用。
2.4 智能农业
智能工业。智能农业与智能工业最主要的体现上是在对于数字的实时监控上,从生产、加工、运输、分销、零售上,企业信息管理系统,从生产监控系统,信息管理系统,质量管理系统,信息服务系统,到信息跟踪,事故追溯系统,质量评估系统,统计分析系统,信息门户系统等,使农业和工作都达到智能化的水平,方便生产。
2.5 智能安保
智能安保体现在传感节点的利用上,利用传感节点的覆盖全面性,来防治翻越,偷渡,恐怖袭击等威胁安全的入侵,这种智能安保已经应用到世博会当中。
2.6 智能家庭
物联网对于智能家庭,数字家庭的建设有着非常广阔的发展前景,智能家庭不是简单地将家中的电子产品结合到一个遥控装置当中去,这样做只是一个简单的电子设备相连,物联网所要达到的智能家庭,数字家庭的目的,是通过物联网建立外部联系,让服务与设备之间产生联系,达到互动效果,一个最理想的例子就是在工作的过程中,在办公室里就可以指挥家用电器的工作,在下班回来的途中各个家用电器已经各司其职,回家时就享受自动化的成果与便利。
3 物联网通信技术的发展
物联网是推动世界发展的重要动力,有人把它比作是继计算机和互联网之后的第三次革命,这样的比喻一点也不为过,1990年的施乐公司可乐售饭机可以被看作是物联网技术的最早实践,1999年麻省理工学院Auto-ID中心在美国统一代码委员会的支持下提出了PC(Electronic Product Code)的概念.比尔盖茨1995年在书中提及了物联网的概念,1999年美国麻省理工学院阐明了物联网的含义,但随着物联网的发展这种含义也产生了变化,再随后的时间段内,各国开始提高了对物联网的认识,并把物联网当作一项国家战略来发展,目前的物联网当中有三项关键的技术,分别是传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术;所涉及的四大关键领域分别是:RFID;传感网;M2M;两化融合,随着各国对于物联网技术的重视,一些关于物联网发展的战略也相继被提出,如日本的u-Japan计划,韩国确立了u-Korea计划,欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点,智慧地球被提出并引起强烈反响。
2009年8月,总理的感知中国讲话和建立的感知中国研究中心将中国的物联网信息技术推向了一个新的高度,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。
4 总结
物联网通信技术作为一项前沿技术有着非常广阔的发展前景和发展空间,目前无论是国家还是技术企业,都对物联网技术的应用价值看的很重,物联网技术应用在人们生活的方方面面,以一种潜移默化的方式影响着人们的生活方式和生产方式,但是人们在享受物联网所带给我们方便的同时,对物联网的概念认识还并没有互联网那么深入人心,人们对于互联网的认识要远远高于物联网,随着物联网技术的蓬勃发展,越来越多的物联网技术会应用到人们的生活中,相信人们对于物联网的认识将会逐渐提升,同时,物联网通信技术将会更好更快的发展也必将有一个更广阔的前景。
参考文献
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[2]郝罡.物联网的发展及在通信运营商领域的应用研究[D].北京邮电大学,2011.
[3]焦文娟.物联网安全―认证技术研究[D].北京邮电大学,2011.
[4]赵静,喻晓红,黄波,谭秀兰.物联网的结构体系与发展[J].通信技术,2010(09):106-108.
关键词:智慧农业;物联网;架构;环境监控;农业大棚
中图分类号:TP315
随着知识经济时代的到来,信息技术逐渐在农业中得到应用,使得中国的农业发展面临着重大的机遇和挑战。中国是一个农业大国,然而与发达国家相比,中国传统农业的优势已渐渐退去。为了加快我国农业发展,就要不断加快向现代农业转型的步伐,即加快农业的信息化建设。随着物联网等高新技术的发展,智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。将物联网等高新技术应用于智慧农业中,能够促进农业信息化发展,改进农业生产管理模式,提高农业生产效率。
1 物联网
1.1 物联网的概念及体系架构
(1)物联网的概念
物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网至今没有统一的定义。从字面含义来看,物联网就是“物物相连的互联网”。这里有2层含义[1]:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。2005年,国际电信联盟(ITU)正式将“物联网”称为“the Internet of Things”,对物联网概念进行了扩展,提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间互联,无所不在的网络(Ubiquitous networks)和无所不在的计算(Ubiquitous computing)的发展愿景。
(2)物联网的体系架构
物联网分为三层[2][3]:感知层、网络层和应用层。感知层主要功能是识别物体,采集信息,传递信息至相应的设备;网络层负责处理和传递感知层获取的信息,并将现有的网络进行融合并扩展;应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,对感知和传输来的数据信息融合、分析、处理,从而实现物联网的智能应用。
1.2 物联网的特征
物联网应该具备三个特征[2]:一是全面感知;二是可靠传送;三是智能控制和处理。
1.3 物联网的商业模式
物联网商业模式[4]的推进应该根据行业发展的关键成功因素,根据主导力量类型、行业需求、企业能力网络与支撑系统成熟度、运营经验、系统集成能力、标准化程度的进展来确定不同阶段的主要发展模式。物联网的商业模式应该遵循一条从公用为主――商用引入――融合发展的道路。物联网的商业模式主要通过以下三个阶段来体现:第一阶段(2010年-2015年):政府主导,公共类、便利类产品为主。第二阶段(2015年-2020年):以稳定的行业市场用户形成为标志,商业应用开始涌现,多方参与管理。第三阶段(2020年以后):以行业技术标准体系的最终确定和关联软硬件平台的建设和融合为标志。
2 智慧农业
所谓“智慧农业[5]”就是充分应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。
智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。智慧农业在农业生产环境监控、食品安全等领域有很好的应用前景,具体的应用有智能农业大棚等。
3 物联网在智慧农业中的应用架构
物联网在智慧农业中的应用架构[6]可以分为信息感知层、信息传输层和信息应用层3个层次来设计,如图1所示。
信息感知层处在三层架构的最底层,包括数据采集和数据短距离传输两个方面,通过各种各样的传感器、摄像头等农业设备采集环境及作物信息,然后以多种通信协议,通过短距离无线传输技术、有线传输技术等将数据信息传输至物联网关,做到现场数据信息的实时检测与采集。与此同时,上层下发的控制命令通过物联网关传送到控制设备,远程控制农业设施,来实现农业生产环境的远程控制。
信息传输层通过Internet、2G和3G等的相互融合,以实现更加高效、更加可靠、更加广泛、更加安全的互联功能。
信息应用层实现了跨系统、行业、应用之间的信息互通与共享。通过对由物联网感知层采集的数据信息进行分析和处理,对农业生产现场的智能化控制与管理,实现了农业的自动化和智能化,为合理化农业生产提供决策支持。
图1 物联网在智慧农业中的应用架构图
4 智慧农业物联网的应用案例
4.1 产品介绍
图2所示,基于物联网的农业大棚环境监控系统是将物联网2.4G无线射频技术、传感器技术与电信3G网络相结合,实现农户大棚的数据检测、实时传输、报警等智能化控制。本产品通过物联网技术对温度、湿度等温室大棚的环境因子进行测定,通过对数据的处理向农民下发报警短信,指导农民的农业生产;同时,收集农户大棚农作物种植品种,种植面积,种植环境等数据,通过电信3G网络上传相关数据至数据存储中心,利用获取的数据向农民下发专业的种植建议。
4.2 产品商业模式营销策略
从1.3节我们了解到物联网的商业模式处在第一阶段,该阶段主要是政府主导,那么该产品的商业模式也不例外,该产品的营销策略和渠道也是围绕着该商业模式进行的。
基于物联网的农业大棚环境监控系统的推广目前主要依靠三方面营销渠道,第一是由各省电信根据当地农村移动市场的实际情况制定相应的针对农村地区的智能大棚套餐(包括同固话、宽带、手机的融合套餐政策)、营销政策(包括同固话、宽带、手机的融合营销政策),由地市分公司及分布在全省的农村支局执行智能大棚的营销活动,系统开发公司负责产品的研发、升级、售前、售后等技术支撑及业务运营支撑工作;第二是与当地政府及农牧厅合作建立长期的农业农村信息化合作计划,形成以政府牵头,企业推进,农户获利的良性发展循环模式,以政府农业补贴资金的项目方式推进或通过农牧厅下属农技站面向全省农村市场推广;第三是发展大型涉农企业经销商,与大型涉农企业建立合作关系,产品由企业自用或合作推广。
4.3 产品试点
在甘肃省永靖县利用样品机(具有环境温湿度传感器)进行产品试点工作,在永靖县岘塬镇光辉村3个农户的5个大棚进行试点,5个大棚种植了木瓜、西瓜、青椒等不同的蔬菜,农户对试点工作配合非常积极。农户认为温室终端设备对他们的农业生产起到了一定的作用,因为每个农户都会种植几个大棚,温室终端的自动温湿度报警功能,使他们不用再跑到每个大棚里监测温湿度,只需要根据接收的短信,就可以直接处理温湿度超标的情况,很方便。对于需要其他功能的农业生产,可以相应的在样品机上增加相应的设备和功能模块。
5 结束语
通过理论和实践的证明,将物联网技术应用到智慧农业中能为农业提供很大的便利。物联网技术为智慧农业的建设提供了前所未有的机遇,并且在不久的将来,物联网必将会给农业领域带来革命性的变化。但是,在智慧农业物联网建设中仍然存在着一些问题,如农业物联网的全网覆盖、智慧农业物联网设施的价格以及标准制定、农业传输的可靠性和及时性等等问题,这都需要政府、企业、科研单位、高校及各个相关行业的共同努力。
参考文献:
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[6]彭改丽.物联网在智能农业中的应用研究[D].郑州大学信息工程学院,2012:1-54.
一、"互联网+"在农业技术推广中的作用
随着社会的发展,科技的创新与进步,“互联网+”时代已经走进人们的生活。“互?网+”这个词,对大多数人来讲已不陌生。结合当前农村劳动力减少、人口老龄化等现实问题,培养新型职业农民,成为未来农业发展的一个必然方向。近年来,农村用户手机上网的比例已达8成,越来越多的农民成功转型成为“新农民”。电脑和手机的普及不仅提高了农民对于新兴技术的认知,也提升了部分农民的素质。越来越多的农民通过网络,学习更先进的技术手段,购买更加方便的农业载具。在提升自我认识的同时,学到了新知识,掌握了新技术,使农民的工作方式不再繁重化和单一化,从而利用互联网真正的可以实现技术共享、成果共享、经验共享。“互联网+”的大时代背景下,跟不上时展的农民,也只能被动的望洋兴叹,这样的农民会被时代所逐渐淘汰。因此,只有让互联网在农业技术推广中展现真正对农民有价值的作用,他们才肯买账。在互联网科技信息技术发展如此迅猛的今天,打造新型职业农民队伍是农业发展走向机械化、现代化、智慧化的重要任务。职业农民也应该紧跟时代的步伐,增强自己的本领,反哺到现代化农业发展与经营中。空巢化和老龄化是农村的真实写照。如何在日益老龄化的农村地区培养新型职业农民成为一个难题。例如:农业电商助力经济腾飞。近年来,电商企业进军农业科技领域的例子十分常见:从产品O2O延伸发展;通过互联网进行全面服务,找到创新盈利模式;与政府和大型农业经营主体对接,开展农村综合服务,其服务不仅包括产品供销,还包括金融产品、农资交易、农业技术服务、农产品追溯等平台的搭建。这样一来,“互联网+”才算真正的走进农村,帮助农民。而农民可以利用互联网所带来的新兴模式的产业链带动农业发展,提升自身的经济,从而用简单、快速、有效的线上模式,创造更高的价值。此外,供应渠道、农村电商、土地电商等领域在近几年也均有巨头出手和创业者入围。互联网改变的其实不仅仅是农产品流通,随着产业互联网的发展,逐渐向产中、产前等领域扩展。因此,在各个垂直细分领域,特别是在猪肉、粮食、大豆类经济作物、农机装备、仓储物流、农机金融等领域会产生更加优秀的农业互联网企业。
二、"互联网+"在农业技术推广中的发展前景
“互联网+”模式下的农村创新创业取得了一定的成效,并呈现出创业主体多元化、新产业、新业态、新模式等明显特征。但创业项目同质化、科技创新不足、高层次人才缺乏、融资难、政策服务体系不完善等成为当前制约农村创新创业的主要问题。因此,未来农业领域发展机会,可抓住以下三个方面:
1.规模化,机械化、智能化的作业方式势必成为主流。农业现代化发展与农机智能化发展息息相关,我国农业现代化经过落后到追赶的演进,如今正向创新迈进。在农业发展的新时代下,将呈现以物联网、移动互联网、大数据、云计算等为支撑和手段的一种全新现代化农业形态。农机行业发展要突破“上有天花板,下有地板”的双重挤压,必须加快发展智能农机装备技术,农机农艺深度融合,提升农机装备的供给能力,缩小与国外产品差距。支撑现代农业发展,保障粮食和产业安全,既是农机人的历史机遇,也是农机人的历史挑战。在呈现科研领域农机化最新成果的基础上,才能谈互联网+、智能化、电商平台、农机新能源、农业新技术、金融助力等新型而广义的农机化概念,为推进现代化农业出谋划策。农业硬件装备的需求增加,也将带动着农业机械的智能升级及衍生服务的创新,例如无人驾驶农机、自动化设备、植保无人机、农机贷款等。
2.“互联网+”大背景下,农业化生产有量可依,产品有路可销。随之农业创新保险、农产品价格指数保险等应运而生,它囊括了农业资源、技术、市场、气象等各方面的数据,使农业生产有量可依,产品有路可销。市场需求加大,农业保险的创新,又将进一步拉动农业气象、农业大数据的发展。但是从实质来讲,我国“智能化”的农业市场并不乐观,不少人都在盘算自己的小九九,从而只顾眼前利益,不顾以后的发展前景。国家方面对农民的补贴有限,而且只对部分机型补贴,这就形成了新产品在研究和推广上的成本很高,产品的成本增高,相应的售价也会增高,这样一来,不少农民也只是对“互联网+”抱着观望的态度而已,从而制约了农业的发展。不少农民就又会决定重新“吃老本”。其实只要国家适当改变策略,农民还是很乐意接受“互联网+农业”这种新兴模式的。例如:适当放宽政策,加大优惠力度,让农民从慢慢接触互联网电商开始做起,一点一点的派遣专人指导与讲解“互联网+”模式的良好运营与发展。而且还应改变农民对“互联网+”的偏执看法。利用互联网将原本各自为政的每户农民团结起来,建立完善的农业企业生态链,让每个人可以在这个圈里分享经验和优秀的技术,使农民更快速地掌握新技术的要点,从而带动农民谋求“互联网+”大时代背景下的新发展,全面走向致富的道路。
3.电商作为连接生产和消费的重要环节,将主导未来的农产品市场。销售渠道对于促进农业发展升级、农民增收具有重大意义。电子商务就是在互联网线上做营销和销售,与传统零售一样,有各式各样的销售渠道,从近几年大的发展方向平台店铺模式到微商再到社群电商,品牌都在逐步亲近消费者,用内容和信任获取更高的转化和复购,社群电商将是大品牌如何实现规模化销售的挑战。电商为农产品销售打开了另一道大门,如今模式虽已成熟,但缺乏创新动力,如何打通供应链通道,或能更快的撬动农村市场成为一个困扰农民的大难题。
因此,如何行之有效的解决这个问题才是重点。当务之急,农民应利用互联网建立一条相对完整的供货-出货体系。例如:可以模仿奇安软件的模式来完善自己的电商渠道,从而快速有效的掌握一手信息。利用多渠道的信息更能让农民掌握有价值的供货和出货渠道,从而使原本无力的市场加入创新元素,让市场不再只具备雏形。同时市场一体化后,营销模式将变得不再单一,从而真正有效的实现农业新需求和供给侧的有效衔接。使“互联网+”与农业发展相融合。
从2010年在业内首次发起举办第一届以“会”为主的国际性会议,发展到如今“展会并举”,拥有来自比利时、德国、意大利、荷兰、法国、日本、美国、瑞典和中国等120多家展商参展,展览面积近6000平米;国内外权威专家和企业代表近40位演讲嘉宾,内容覆盖物联网前沿技术、智慧城市与社区、智慧农业与食品追溯、智能交通与车联网、移动支付、大数据、智能电网、智慧医疗、智能家居等各行业应用发展……中国国际物联网大会暨展览会从“动”、“听”、“展”、“演”等多角度诠释民生物联网新一轮的发展潮流。
智慧农业把关食品安全
智慧农业作为今年活动新增的重点板块,以“慧三农、聚万物”为主题,集中展示物联网技术提升下农业信息数字化、生产自动化、管理智能化的创新成果。国内农业物联网双巨头上海农业物联网应用工程技术研究中心和安徽朗坤物联网有限公司首次同台亮相,分别展示其自主研发的“水产养殖物联网系统”以及“智慧农业生态圈”等。同时,欧洲相关领域著名研究机构(LEI Wageningen UR)也带来了未来智慧农业的美好远景,并和中国优秀企业共同探讨行业未来发展。智慧城市勾勒美好生活
只需一个IPAD,就能轻松完成排队挂号、网上订餐、超市配送、代收包裹、家居安防……物联网正好似一张“智慧支持网”,让智慧城市的蓝图成为一个个惠民的应用,开启百姓智能生活新模式。展会现场,来自杨浦、浦东、嘉定的崭新智慧社区,世界500强企业微软带来的云计算智慧城市平台,天龙VHOME智能家居展台,以及来自无锡、杭州、青岛等外省市展团带来的优秀案例展示,都在预示着智慧社区已成为发展主流,智慧城市建设不在遥不可及。
【关键词】物联网 农业 分析
我国是农业大国,经过几十年的发展,过去那种高投入高产出的粗放型种植模式已经不再适应现在的社会需求,伴随着科技水平的不断提高,高科技在农业方面的的应用越来越多,在众多的技术之中,物联网成为最重要的技术之一。物联网技术在农业生产中的引入和应用,必将给农业现代化插上腾飞的翅膀,农业信息化也将会买出具有里程碑意义的一步。
1 物联网的定义
物联网这一词语最早见于1999年,当时对物联网的定义为把信息传感设备与互联网连接起来,并对获取的信息进行智能化处理。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,物联网这一概念被正式的提出。物联网概念被提出以后,短时间内就被广泛的传播与接受,并成为全球瞩目的关键词,可以毫不夸张的说,物联网正在成为与计算机和互联网并列的三大技术。
农业是国民经济的基础性产业,以往的劳作模式,对农田的信息掌握少而又少,而现在这一局面正在被物联网所改变,通过各种各样的传感器的使用,我们可以轻易的掌握大量的农业信息,通过对这些信息的进一步分析,我们可以及时的发现问题并解决问题。农业物联网由于其便利性、智能化和自动化正在将越来越多的人力从农田中解放出来,可以毫不夸张的说,物联网在农业上的应用正在给农业带来一场革命。
2 物联网与温室种植
温室作为人工创造的,符合农作物生长条件的农业设施在农产品的生产中,特别是蔬菜的反季节生产中有着极其重要的作用。温室作为密闭的环境,其主要的生产数据更加容易获取,操作起来更加方便。在温室内安装一系列的传感器和控制系统,通过传感器可以及时的检测到土壤的温湿度、日照强度、空气湿度,二氧化碳浓度等一系列重要的指标,通过传输系统传递给终端处理器,根据活动数据,终端处理器可以发出准确的指令,从而达到精准控制。
众所周知,病虫害的发生是制约农业生产的关键,如果将病虫害的发生于物联网进行有效的结合,必将极大的提高农业病虫害的防治效率。首先是要准确的检测病虫害发生的条件,这主要包括温度和湿度这两大关键因素。其次,安装高清的摄像头可以实现对病虫害远程诊断,在监控室里就可以清楚的看到基地的病虫害发生情况,并作出及时的判断。再次,根据获取的数据,中心控制器可以作出准确的判断,根据病虫害发生情况计算出准确的用药量。
温室种植与物联网的有效结合可以为温室生产提供更加准确、及时、有效的调控,由于其可操作性强,便于大规模的采用,在节约人力物力的同时,还可以提高各类农资的利用率,确保农产品的质量安全,最终达到提高经济效益的目的。
3 物联网与农产品安全
随着经济的发展和生活水平的提高,人民对农产品质量安全越来越重视,但是由于我国农产品来源于广大农村,质量难以从源头上管控。物联网的应用则可以将食品安全隐患降至最低,通过物联网的有效应用,可以建立从生产到运输到销售的全方位监控,消费者通过二维码扫描即可以查询到农产品的整个生产过程。当农产品出现质量安全问题时候,物联网也将为农产品的追溯提供方便。例如,四川省建立了猪肉安全追溯系统,该系统以跟踪猪肉产品的生产、加工、批发,以及零售等各个环节;广东省建立了茶叶安全生产可追溯信息系统,实现了对茶叶从生产到加工带流通再到消费这一整体流程的信息跟踪提取,建立了信息库,为食品安全追溯提供了可靠的依据,一旦发现问题,通过信息的调取,可以及时有效的找出问题所在,从源头上保障了消费者的合法权益。
4 物联网与农业信息化
根据物联网的含义,我们将各类传感器与互联网进行有效的整合后,就能组建一套完整的农业生产智能管理系统,通过应用传感器的应用,可顺利实现各种数据的自动采集,从而为农业生产提供科学的预测和管理。终端处理器根据获取的信息,如温室内的温度、光照
风力、灌溉情况等,可以做出准确的判断,并指导田间管理,帮助农民朋友抗灾、减灾,降低种植风险,提高农业综合效益。例如,广西玉林市建立了基于物联网技术的农业生产智能管理系统:借助现将的土壤水肥传感器、农产品追溯标签、社区动态监控等技术,为农业科学管理提供基本数据和相关建议;借助互联网络,顺利实现各级政府管理者、农业科技人员和农民之间的互联,通过互联,建立了农业大数据的共享机制,数据的采集与共享实现了现农业数字控制,自动温室控制,等智慧化农业管理。
5 农业物联网前景
物联网技术涵盖的范围非常的广,物联网技术可以实现对农业新技术的研发,农业资源的合理利用,农作物的栽培管理,农产品的加工与销售等方面的无缝监管。物联网与农业相结合,必将为带来一场农业上的革命。物联网技术作为先进的科学技术,其挖掘潜力巨大,但是我们也不能盲目的乐观,更应该正式物联网技术在农业领域中的一些不足,例如,各类传感器的质量层次不齐,不能提供准确无误的数据、不标准的数据借口难以实现传感器的共用,关键技术产品缺乏统一的行业标准,专业人才严重缺乏等都是制约物联网技术发展的问题。
当前,我国农业正从过去那种高投入、高产出的模式中走出了,可以说过去那种种植模式已经不在适应当今社会发展的需要,为了实现我国农业现代化,实现我国农业的可持续发展,我们必须要紧紧抓住农业物联网这一抓手,将先进的生产技术和管理经验通过物联网引入到日常的生产中,并用于指导生产。中国要成为一个真正的农业大国,农业强国,必须要在传统农业转型升级过程中脱颖而出,必须要运用好物联网这一利器。物联网不是噱头,而是实实在在的技术,当物联网遇上农业时候,农业注定会变成不一样的产业。
参考文献
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从诞生之日起,物联网这一概念就引发了全中国的一场热潮。
2009年时,记者曾经采访过一家小型IT企业,这家企业原本的业务是从事系统集成。但在这一年,受到全国各地大建物联网基地的鼓舞,为了跟随物联网的大潮,这家企业的负责人潘波毅然决定,进入物联网行业。
为了表示公司全面转型物联网行业的决心,潘波在其名片上印上了这样一句话:未来要成为中国最好的物联网解决方案供应商。“我们现在已经成立了专门的物联网研发团队,开发相应的物联网解决方案,同时将会投入大量的资金,来保证研发的持续进行。”当时,潘波信心十足地说道。
两年之后,当记者再次致电潘波,问及其公司转型物联网项目是否成功时,潘波情绪十分低落。他坦言,公司在物联网方面的投入已经完全停止了,现在又转回到系统集成业务上。
“公司在这两年投入了几百万,把之前几年做系统集成业务积累的资金基本全都扔进去了,也开发出一套针对智能家居的物联网解决方案,但最终推向市场时,我们发现我们的预期和市场的实际需求有很大的差距。”潘波无奈地说。
理想很丰满,现实却很骨感。这是潘波在做物联网业务折戟沉沙后最大的感受。
事实上,在过去几年,类似潘波这样遭遇的所谓物联网企业并不在少数。
不可否认,物联网所带来的市场空间确实十分广阔,它的应用前景也十分美好。但也正是这种美好的前景,让很多人开始脱离实际,陷入到幻想或空想之中。智能家居、智能交通、食品安全、智慧城市等等,似乎中国马上就可以进入到一个无所不连的物联世界。
1516年,英国著名作家托马斯·莫尔在其传世名著《乌托邦》中叙述了一个虚构的航海家航行到一个奇乡异国乌托邦的旅行见闻。从此,乌托邦一词成为空想主义的代名词。
而在2011年之前,中国的物联网产业在一片热炒声中,似乎也正在走向一个幻想中的“物托邦”。
那么,为什么会造成这种局面呢?
“其中一个很重要的原因就是和实际应用脱节。之前物联网概念的火热主要源于政府的各种激励和扶植政策,但是整个物联网的发展还需要技术的革新、产业链的拓展,当然最重要的还是市场的需求。只有物联网的发展真真正正给人们的日常生活带来了便利,真正通过实际应用落地,才能跳出专业化行业市场获得更加广阔的市场发展空间,全方位地影响人们的生活。”业内资深人士秦琴分析道。
确实,从市场的情况来看,很多的所谓物联网产业基地或者物联网解决方案提供商,更多的是关注一些高端的、技术领先的解决方案,但并没有考虑这些高端的解决方案是否能够迅速转化为实际应用,真正落地。
“我们经常可以看到,一些企业的物联网应用解决方案十分先进,但到实际推广时,却面临着无人买单、无法盈利的状况。”在旗硕科技许晓枫看来,之所以造成这种窘境,是因为这些企业对于用户的实际应用需求没有清晰地把握,“很多时候,一些企业并不能认识到这一点。”在他看来,真正能够落地的一定是具备普遍性的推广价值、具备广泛的社会应用价值的应用。“否则只能停留在概念、口号阶段和实验室里。”
其实,许晓枫所说的社会应用价值,对于企业而言,就是如何找到产品和解决方案的商业价值,并将其转化为实际的利润。这才是物联网能否在用户中真正落地的关键所在。“否则,即使政策再好,国家再支持,但企业不能真正盈利,落地也只能是一个空谈而已。”许晓枫说。
对于商业价值,青岛中科软件总经理蔡旭东也坦言,这也是他们一直关注的重点。“我们现在也在摸索中前行,希望找到物联网商业化应用的价值,用价值带领规模化生产与应用。我们现有的几个物联网应用,都有相应的企业客户来与我们共同研究其中具有可发展性的商业价值,客户有经验,我们有技术,产品结合应用不断改进,最终走出一条具有商机和规模化应用的物联网之路。”蔡旭东认为,他们现在所面临的主要问题,其实也集中在这方面,“一是将现有产品的商业化价值体现出来,以用户为中心,我们提品和服务,实际的为用户产生更高的价值;二是寻找新的应用出口,将我们现有掌握的物联网技术与行业客户所关注的问题结合起来,将方案落地。同时,研发移动应用等多种应用模式,加强消费者对于应用的粘性。”
可以看到,在蔡旭东的话语中,始终将用户的实际需求作为其中的重点。其实,他所说的也正是最近两年,政府相关部门在推动物联网产业发展时,所重点关注的方向。在2011年11月28日,工业和信息化部所的《物联网“十二五”发展规划》中,明确指出要积极开展应用示范。以重点行业和重点领域的先导应用为引领,注重自主技术和产品的应用,开展应用模式的创新。规划中同时对重点示范行业给出了明确的指示:
1.开展经济运行中重点行业应用示范。重点支持物联网在工业、农业、流通业等领域的应用示范。通过物联网技术进行传统行业的升级改造,提升生产和经营运行效率,提升产品质量、技术含量和附加值,促进精细化管理,推动落实节能减排,强化安全保障能力。
2.开展面向基础设施和安全保障领域的应用示范。重点支持交通、电力、环保等领域的物联网应用示范工程,推动物联网在重大基础设施管理、运营维护方面的应用模式创新,提升重大基础设施的监测管理与安全保障能力,提升对重大突发事件的应急处置能力。
关键词:物联网;智慧农业;系统设计
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A
随着农业产业规模的不断提高和土地集中化耕种的推行,越来越多的农产品在大棚中培育,传统的人工控制模式已不能满足现代精准农业的要求[1]。
物联网技术在农业中的应用是当今世界农业发展的新潮流[2],引领现代农业发展,它既能提高农业精细化水平,又能节约资源、增产增效,确保农产品质量安全。
1 系统设计
1.1 系统目标
基于物联网的智慧农业大棚系统通过传感器实时采集室内温度和土壤温度、湿度、二氧化碳浓度、光照等环境参数,经由无线信号收发模块传输数据,根据用户需求,实现对大棚的远程智能控制[3]。
该系统还可推广到园林园艺、畜牧养殖等相关农业领域,为实现对环境进行自动控制、智能管理,对农业综合生态信息自动监测提供科学依据[4]。
1.2 系统架构
系统通过环境参数传感器和高清视频摄像头等组建了一个可以远程感知的数字大棚,采集的数据通过3G移动网络传输到控制中心进行数据关联、数据分析,实现智慧农业大棚一体化解决方案。
系统的总体架构分为传感信息采集、无线传输、远程控制和数据分析处理四部分[5]。
图1 系统总体架构图
传感信息采集系统:主要负责大棚内环境参数的采集与控制;采用高清网络摄像机,实时拍摄大棚内视频信息。
无线传输系统:将采集的环境参数和视频信息,通过3G移动网络传送到控制中心。
远程控制系统:通过控制设备和继电器电路可以自由操控各种农业生产设备。
数据分析处理系统:用户可随时随地通过电脑或移动终端进行数据查询与分析,为用户提供决策依据。
图2 系统组成图
2 系统功能特点
基于物联网的智慧农业大棚系统,内置先进的无线感应器,不用布线,可实时监测温室大棚中的温、湿度等信息,通过无线ZigBee技术,与相关设备连接,当室内温、湿度、光照等信息超过或低于系统设定范围时,可自动打开或关闭相关设备进行调控,营造作物适宜生长环境。
图3 系统管理示意图
主要系统功能特点如下:
(1)系统可实时、连续的采集各项环境参数,以数字、图形、图像等多种方式进行记录和显示。
(2)系统可对传感器采集的温湿度、光照等数据在后台实现自动处理,与设定阈值比对,并根据结果自动调节大棚内温湿度、光照控制设备,实现大棚的全自动化管理。
(3)系统可设定各监控点的报警阀值,当出现数据异常时自动发出报警信号。
(4)无线网关设备具备丰富的硬件接口,可以提供有线、无线等多种方式的通讯手段。
3 结语
相关资料表明,在智慧农业大棚中,每平方米一季可产番茄30kg-50kg,黄瓜40kg,相当于露地栽培产量10倍以上,其他各类作物在这种环境下的产量也将得到明显的提升。另外,由于温、光、水、肥、气等诸多因素综合直接协调到最佳状态,据计算,可有效节水、节肥和节药,使整体能耗降低15%—50%。
基于物联网的智慧农业大棚系统将互联网从桌面延伸到田野,让温室实时在线,从而实现农业大棚与数据世界的完美融合。
图4 产量比较图
图5 能耗比较图
参考文献
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作者简介:
作为农业大国,我国一直以来都十分重视农业的发展。随着物联网技术的快速发展与壮大,农业在生产过程中也越来越多的应用到了物联网技术。因此,为了更好的促进物联网技术与农业生产的联系,提升应用领域的深度。本文主要针对农业生产过程中物联网的应用情况进行研究。
【关键词】农业生产 物联网 应用 推广
1 引言
在我国,农业生产始终占据着十分重要的地位。随着农业现代化的快速发展,其在生产过程中必然需要与更多的高科技技术相结合,不断的改善现有的生产手段与生产方法,这样才能够更好的促进农业生产的发展。随着互联网技术的快速发展,由其演变而来的物联网技术能够很好的完成现代他的生产管理工作,被越来越多的生产管理企业所使用。建立起完善的运营环境,将网络、智能等多种技术作为整体生产管理的基础,以此来实现综合信息平台的建立工作,通过线上与线下的共同配合,便能够很好的保障整体物联网的快速、稳定运行。
农业生产过程中在使用物联网技术的时候,一定要设置出完善的对象,可以将这些对象设置为牲畜养殖、蔬菜等大型的农业科技示范园。对相关对象进行筛选的时候,则一定要对对象进行综合的考虑,以此来作为使用物联网及其相关技术的重要依据,从而保证能够建立起具有较高水平与智能化的生产模式,以此来保障整体生产工作的顺利开展与进行。
另外,现阶段我国对于食品安全的重视程度很高,随着农业生产过程中物联网技术应用的不断提升,完全可以应用该技术的特点与优势,根据国家相关法律法规的规定,从生产到使用都建立起完善的跟踪体系,以此来确保农业产品的质量与安全。一旦某个农产品出现了问题,便可以根据需要找到该农产品整体的生产过程,最终找出问题所出现的环节,以此来保障我国每一位公民都能够食用安全的食品。
2 物联网技术在农业生产过程中的应用
2.1 在种植领域中的应用分析
在种植业中,随着物联网技术的不断发展,其所能够带来的前景也被越来越看好,在种植业中也得到了很好的应用。比如在种植业中,可以使用物联网技术实现对信息的采集与识别、对种植作物的实时监控、数据的快速传送以及智能分析等,这些技术在种植领域的应用都很好的促进了种植业向现代化发展的速度。
在种植业当中,通过使用物联网技术中的监测技术能够很好的实现对作物的实时监控,这一过程可以涉及作物的全部生长周期中,由此可以保障相关人员对其进行有效的控制,从而达到最优化的控制,保证种植作物能够始终处于最优的生长条件。在这一过程中,通过该技术的应用能够通过实现对信息的实时采集、分析和处理,根据处理的结果制定出相应的解决策略与方法,从而以更加精细与智能的方式来达到控制生产的效果,从而保障了绿色种植的要求。
2.2 在养殖领域中的应用分析
随着传统畜牧业的快速发展,现阶段已经有了较好的进步,特别是畜牧业与物联网技术的结合,使得这两个产业能够很好的实现无缝对接,以此来解决传统畜牧业在经营过程中存在的诸多问题,能够很好的保证现代畜牧业建立起更加信息化与产生化的生产经营管理模式,以此来有效的促进传统畜牧业向现代畜牧业的发展,从而促进整体畜牧业的快速发展。
畜牧业在与物联网技术结合的过程中主要是使用了物联网技术中的智能拓扑结构,通过该技术的使用以达到精细化养殖的效果,对养殖的家畜进行更加智能化的管理,将这些家畜生长过程中的环境信息、食物信息等进行综合考虑,对所有的数据进行分析与处理,以此来实现整体过程的全监管,实现数字化管理工作。
2.3 在农业生长环境领域中的应用分析
农作物在生长过程中会受到诸多问题的影响,这些问题主要集中在天气、土壤、空气等方面,为了更好的保障农作物的健康成长,就需要对这些问题进行实时的监测与处理,以得到最佳的处理办法,从而有效的帮助农作物的快速、健康成长。基于这些原因,物联网技术便更加快速的应用在对农作物生长环境中各个数据的监测中来。
物联物技术具有许多衍生技术,其中主要包括云数据技术、实时测控技术、智能传感技术等,这些技术可以应用在我种不同的地区,而不同的技术又能够实现对数据的监测、传输以及处理分析。通过这一系列科学的处理与分析之后,所得到的处理策略便可以作为农作物生长的最基本依据。
3 农业生产过程中物联网技术的推广
进入二十一世纪之后,科学技术发展的速度越来越快,以计算机网络技术为基本的物联网技术得到了长远的发展,这些技术的应用给社会上其他许多领域都带来了翻天覆地的变化,有效的促进了各个行业的快速发展。
而作为最重要的传统产业之一的农业,随着科技的发展也应当紧跟时代,在农业生产过程中加快物联网技术的应用,同时在应用的过程中需要有更加多的技术作为该功能实现的重要支撑,以此来提升市场对于农产品的认可度。在具体实施的过程中,一方面应当加强在传统农业指标中收益指标的有效提升,另一方面也应当根据现阶段时展的需要,有针对性的提升整体农业生产效率,使得农业生产表现出更加高效的情形,进一步的降低农业生产所需要的成本,提升投入到产出效率的比例,实现更加智能化的生产管控。通过更加智能化的管控便能蛴行У拇俳对生产效率的提升。另外,在推广该技术的过程中,也可以建立起完善的平台,以此来实现从生产到食用的全方位把控,这也是今后整体农业生产所需要重点发展的方向与目标。
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作者简介
任晶晶(1986-),女,山西省汾阳市人。硕士学历。现为太原学院助教。主要研究方向为物联网关键技术研究。
关键词:物联网;农业信息化;现代农业试验基地
中图分类号:S126文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)12-0117-03
农业信息化实现了科技与农业的有效结合,农业物联网作为农业信息化的基础组成部分,对我国农业信息化建设具有重要作用。国家《物联网“十二五”发展规划》将农业物联网应用示范作为重要支持内容。农业试验基地是我国农业科研创新的载体,加强农业试验基地物联网的建设,对于促进现代农业的发展具有重要意义。正确认识物联网在现代农业试验基地的重要作用,深入分析当前物联网在基地建设中面临的突出问题及解决思路,优化物联网在农业试验基地平台上有效利用,是保障和促进农业信息化建设的重大战略性、现实性课题。
1农业信息化与物联网
农业信息化是指在农业领域全面应用现代信息技术以提高农业生产力水平的现代化农业生产经营模式[1]。我国农业领域中信息化的应用开始于1979年,二十世纪八十年代以来我国信息化技术的研究已取得较大成果,有些已达到国际先进水平[2,3]。物联网(The Internet of Things)是指通过信息传感设备把任何物体与互联网相连接,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[4]。物联网是近年来在信息感知技术、网络传输技术等新技术快速发展和高度融合基础上应运而生的一种新型综合化信息应用技术[5],更是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮[6]。农业物联网是农业信息化的重要组成部分,是实现传统农业向现代信息化农业发展模式转化的基础保障。将物联网技术应用到农业生产和科研中,是现代农业依托新型信息化应用的一大进步,也是现代农业的一个重要标志。
2物联网与现代农业试验基地建设
2.1物联网在现代农业试验基地建设中的意义
农业试验基地是农业科研创新的载体,在新产品研究、试验、展示及推广过程中具有“旗舰”的作用。物联网作为新一代信息化技术的重要组成部分,使人们能以更加精细和动态的方式管理农业试验基地承载的各种试验项目,提升人们对基地的实时控制和精确管理能力,在智慧型农业发展中有着十分广阔的应用前景[7]。随着精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽,通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,足不出户就可以监测到农田信息,实现科学监测、科学种植,极大地提高农业试验基地的科研能力和效率,促进现代农业发展方式的转变。
2.2物联网在现代农业试验基地中的基础架构
物联网的“物物相连”应用到农业上,可以推进试验基地综合化、一体化和智能化的管理要求。它通过感知识别、网络传输、计算处理等三层架构来连接整个物联网体系。根据物联网的基本原理,应用于现代农业试验基地中的物联网组成架构由数据采集层、数据传输层、应用服务层及用户层组成(图1)。
数据采集层的任务是确定监测的对象与目标及其因子参数的接收采集。根据农田设施栽培对环境条件的要求,选定主要环境影响因子进行参数监测,如气象参数(光照、温度、湿度)、环境参数(氧气、氨气、CO2 等)、土壤参数(温度、湿度、pH、土壤成分)等。数据传输层的任务是网络的部署和应用,实现数据采集层所捕获数据的高速传输。应用服务层的核心内容是通过对感知信息的综合处理和有效利用,对监测对象实行信息反馈与实时控制提供各种计算服务。用户层是负责信息处理的人对经过综合处理信息的终端利用,即通过数据采集层采集来的信息经过网络传输、汇聚融合、标准处理、智能加载后再作用于监测对象,实现信息控制的目的。
2.3物联网在现代农业试验基地中的应用
现代农业试验基地借助物联网的介入,正逐步实现在农产品安全、农产品可追溯性、精准农业、集约高效农业等方面的应用。早在2001年,高光谱遥感信息获取试验成功在北京小汤山现代农业示范基地完成[8]。2010年,以国务院正式批复的《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》为指导,“山东滨州国家农业科技园区”将物联网技术应用到安全生态农作物集成示范区、精准农业示范区、新型节水农业示范区,对引领现代化农业发展模式创新与探索作出了巨大贡献[9]。2011年,农业部了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。2013 年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40 家农业农村信息化示范基地,各地农业物联网发展方兴未艾。另外,新疆、黑龙江、吉林、北京、上海、河北、江苏等地也已建立起多个大田作物数字化技术综合应用示范基地[10],取得显著成效。
3现代农业试验基地物联网建设存在的问题
3.1物联网建设的意识落后
我国的农业物联网建设及利用水平较以往虽有了较大提高,但总体来说还未受到足够重视,缺乏国家宏观性规划与分步实施方案,缺乏科学的统筹规划和顶层设计。应用物联网新技术的试验基地往往存在“科研多、生产少”的现象,农业物联网建设“务虚”成分远超过“务实”。
3.2物联网基础设施及相关人才匮乏
我国物联网建设的相关基础设施较发达国家还相对落后,硬件设备不能满足农业物联网实用、适用的要求,软件支撑体系未能体现智能化的实际效果。其次,农业信息化人才作为物联网用户层的关键,具有至关重要的作用,但准确定位既懂农业又具备信息技术的人才仍较困难。
3.3农业物联网应用标准规范尚待统一
农业试验基地作为农产品研发的主要阵地及整个农业信息化网络的第一线,拥有统一的信息化技术标准至关重要。建立健全国家统一标准的农业物联网应用规范是物联网及农业信息化发展的必经之路,也是各种设施设备有效桥联的保障,在整个农业信息化建设中具有重要的意义。
3.4财政保障措施尚待加强
物联网基础性建设需要投入大量的资金且初期收效缓慢,投入产出比使得企业和有些地方政府不愿意投资建设。另外,长期以来中央和地方偏重于城镇信息化建设投资,对农业和农村信息化建设的投入十分有限,更造成了相关财政扶持力度不足。
4改善及发展农业物联网的对策和建议
4.1发挥政府宏观调控作用
农业试验基地物联网工作涉及面广,资源整合和共享问题突出,必须科学统筹农业信息化规划和顶层设计,明确发展的战略定位。同时借鉴引入国外试验基地的先进管理模式,加大农业物联网发展的政策措施引导,各个部门通力合作,扶持支持农业物联网研发、转化、推广应用的项目,切实做好宏观层面政府的引导扶持工作。
4.2加强基础设施及人才队伍建设
提高新型高效物联网基础设施的研发能力,使得质优价廉的农田基础设施装备到各个试验基地的田间地头,保证农业信息化建设后期工作的顺利进行。加快建立农业物联网技术人才的培养机制、激励机制和竞争机制,推进农业物联网人才队伍建设工作。应重视交叉学科高校人才的培养和引进,注重对现有农业物联网技术工作人员的后续教育和岗前培训。
4.3加快推进农业物联网标准制定
开展农业物联网标准体系顶层设计,从技术与应用两个角度明确农业物联网标准的工作范畴和应用领域,制定顶层设计、分步实施、有序推进的标准工作计划。鼓励全国科研院所、管理部门、大学、企业、基地等参与物联网标准制定工作,形成农业物联网标准体系建设多方共同参与、共同应用的机制。
4.4加大国家专项资金投入和保障力度
将农业物联网发展列入各级政府的基本建设预算,积极引导地方财政对农业信息化的投入。同时,建立专项资金用于现代农业试验示范基地的物联网体系建设工作,用科技促进科研,让资金保证科研,切实走好现代农业发展的关键一步。
5结论
农业试验基地是农业科研创新的载体,加强农业试验基地物联网的建设,对于促进我国现代农业的发展具有重要意义。作为农业信息化的重要组成部分,物联网技术在农业中的应用能够改善粗放的农业经营管理方式,提高土地利用率、资源利用率和劳动生产率,引领现代农业发展[11, 12]。农业试验基地作为承载农业事业的排头兵,应率先做好物联网技术与传统农业生产的有效结合,实现物联网在农业领域的应用,从而实现集约、高产、高效、优质、生态、安全的农业生产,推进我国农业信息化和现代化建设的进程。
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关键词:云计算技术 农业信息化
中图分类号:TQ222文献标识码: A
一、云计算与物联网
云计算与物联网的结合有单中心-多终端、多中心-大量终端和信息、应用分层处理-海量终端3种模式。单中心-多终端模式应用于范围较小的区域,如某一高速路段的车流监控。物联网终端获得的数据和信息由云中心统一进行存储和处理后,提供给使用者统一的操作或查看界面。多中心-大量终端模式适用于区域跨度大的企业和单位,如跨国集团各分公司的生产流程监控、产品质量跟踪等。信息、应用分层处理-海量终端模式针对用户范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征打造,可以根据客户的要求进行资源的合理分配。
把温室、果园、鸡舍等农业动植物生产的环境信息、生物体信息、农机设备设施信息和生产管理信息等实时地连入网络,特别是在无线条件下连接网络,可以方便地实现对动植物的管理,提高生产效益和产品质量。典型的应用如野外无线上网、移动视频诊断和无线温室监控等。担负实时监测功能的传感设备将产生海量的数据,需要更方便快捷的传输条件和更加智能的计算分析与处理能力,因此云计算对于农业物联网有着低成本、高效率的网络支持,存储支持,分析支持和服务支持的优势。
云计算将无线通信技术中的GSM、CDMA、SCD-MA等高端通信基础所进行的通信连接,采用软件方法进行了优化,使得通信应用领域延伸到了无线视频会议系统、无线远程交互平台等,大量的多媒体数据负载及负载均衡服务器同样需要云计算的技术支撑。如农业专家远程视频诊断系统将所在地的作物图片、视频、音频和温湿度等参数上传到专家诊断平台服务器,专家通过查看农作物的病虫害样本图像,即可于千里之外进行现场诊断和指导。因此农业物联网需要农业云计算的计算支撑,需要无线宽带的通道支撑,而无线宽带应用同时又需要云计算的存储支撑和计算支撑。
二、现代农业中云计算技术应用模式与前景
云计算是信息技术的一种,云计算技术是结合于其他信息技术共同应用于现代农业领域的,相对于其他技术其应用模式主要是网络系统、跨地域跨部门、大数据量、服务形式多样、服务效用可计算为主要特征,既具有独特的个性同时又与其他信息技术应用是密切联系的。根据云计算体系实现模型与应用结构,归纳总结了现代农业中云计算的应用模型,如图所示。
现代农业中云计算应用模型
现代农业中云计算技术应用模型为三个圈,核心圈是用户,主要指农民以及涉及农业生产、经营和管理的各个企业、组织和集体等农业用户。中间是云平台,为用户提供云计算服务的支持层;最外层是基础层,为云计算服务提供基本的软件、硬件、终端设备和网络运营服务等。
三、物联网技术在农业生产过程中应用模式与前景
基于物联网的农业信息化最终目标是使农业走向可持续发展的道路,而农业的可持续发展实际上包含几个方面。
1、提高农业生产效率
提高农业的生产效率是我国农业可持续发展的第一目标。其基本思想是:在相同的条件下,以尽量少的投入获得同样的产出,或者以同样的投入获得尽量多的产出,并能为农户带来更多的收益;其核心在于农业各项资源的高效利用。基于物联网的农业信息化一个重要的特征就是将诸如物联网技术在内的各种信息科学技术注入到农业中,应用在农业生产的产前、产中和产后。这样一方面会有效地加强农产品市场价格、供求、技术等各类信息的采集、处理和,疏通信息传播渠道,减少流通环节的同时还可以节约交易费用;另一方面,还可以增强广大农民获取信息和应用信息的能力,为农民提供及时有效的政策、科技、市场等方面的信息,帮助农民科学决策,提高生产经营能力,最终提高农业的生产效率。
2、增加农民收入
增加农民收入是我国农业可持续发展的第二目标。提高农民收入是可持续发展的一个必要条件,一般来说只有当农业可持续发展能够提高农民的收入时,农民才会比较容易接受这一理念,进而农业可持续发展的实现才会有坚实的微观基础。
政府就已经将“提高我国农业生产者的收入”载入《农业法》中,成为政府工作的一个重要的目标。然而目前仍然有很多因素制约着农民收入的增长,其中比较重要的一个因素就是农作物产量比较低、农业结构不合理。一方面,由于我国正处于由传统农业向现代农业转型阶段,农作物仍然属于“靠天收入”的模式,近几年由于生态环境的破坏,自然灾害不时发生,所以农业产量比较低。另一方面,由于信息的不对称性,农民在决策种植作物的时候往往根据自己的经验或者从众心理,导致种植的作物不能与市场需求有效对接,这就造成农作物种植结构不合理,导致接下来的销售环节遇到困难,最终制约了农民收入的增加。基于物联网的农业信息化可以有效地解决农作物产量低和农产品结构不合理的问题,因此可以有效地提高农民的收入,最终实现农业的可持续发展。
3、合理利用资源,保护环境
合理利用农业资源,保护农业发展环境,是我国农业可持续发展的第三个目标。其基本要求是:农业的发展不能以对资源与环境的破坏为代价,如果破坏不可避免,那么就要将破坏减少到最低限度。其主要内容有两个方面:一是农业自然资源的合理利用;二是环境污染的防治。由于我国人均资源拥有量与世界平均水平差距很大,因此合理利用自然资源,加强环境保护就显得尤为重要,特别是对耕地资源与农业生态环境的合理利用与保护,更应该引起高度的重视。
在我国,耕地资源紧缺已经成为我国农业可持续发展的桎梏,亟待解决。随着人口增长以及消费水平提高所引起的增量需求就需要通过提高单位面积的产量予以满足,而单位面积的产量提高就需要先进的科学技术的投入,基于物联网的农业信息化在一定程度上可以解决这一问题。
4、农业生产信息支持服务;采用信息技术对农业生产的过程进行信息支持服务,典型的应用包括:①农业专家系统,如当前我国己经建设完成并逐步推广试用的的砂疆黑土小麦施肥专家系统、水稻病虫害诊治专家系统,小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统,农业气象预报专家系统等;②农业信息远程支援技术,是以专家在线、知识库和类似案例分析等形式为农民或涉农单位等提供网络化的、远程技术支持服务;重点是解决农民在农业生产过程中存在的疑难问题,如择种、病虫害防治、农药使用、农田管理等;③农业装备数字化建模技术,根据农业装备数字化设计中虚拟装配、虚拟样机及人机工程学设计与评价等技术要求,以拖拉机、联合收割机和大型喷灌机等典型农业装备为主,建立结构、参数和功能模型库,研究共性零部件和整机虚拟建模技术;研究数字化三维模型设计方法、共性关键零部件有限元分析的规范化力学模型设计方法、动态工程模型设计方法、人机界面几何建模和动态建模方法,为农业装备产品虚拟设计、虚拟试验和虚拟人机工程学设计与评价提供支撑条件。
5、无论是从农业发展的理论层面还是从实践层面来看,基于物联网的农业信息化最终的发展目标都是使农业走上可持续发展之路,而这一目标的实现分为三个层面,第一个层面是提高农业生产效率,第二个层面是增加农民收入,第三个层面是合理利用自然资源、保护环境。在基于物联网的农业信息化发展模式构建中,无论是战略模式构建,还是服务模式和技术模式的构建都要时刻以农业的可持续发展为目标,注重经济、社会和环境的协调发展。
结语:
本文分析了云计算和物联网技术的在现代农业中应用的可行性。分析了云计算和物联网技术应用对现代农业发展带来的技术进步、经济利益和社会影响的效益。努力为我国农业贡献力量。
参考文献:
[1 ]段辉娜.信息技术在农业产业化经营中应用的对策研究[D].河北农业大学,2004.