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1、广东农业科学2015年第20期我国农业物联网产业化现状与对策李灯华，李哲敏，许世卫(中国农业科学院农业信息研究所农业部农业信息服务技术重点实验室，北京100081)摘要：物联网不仅是未来全球信息产业竞争的制高点，也是改造提升其他传统产业的重要手段。以物联网为核心技术的低成本、智能化、普适化的农业科技正是推动农业现代化的有力武器。针对我国的农业国情，分析了物联网在我国农业领域的技术应用和产业化发展现状。在国家政策的大力扶持和业内企业的不断努力下，农业物联网技术创新和市场化应用正在稳步推进，农业物联网产业持续良好发展势头。在我国，物联网技术在设施农业和园艺种植方面得到高效应用，在畜禽和水产养殖方面
2、快速发展，在农业电子商务与农产品质量监管方面得到普及推广应用，在大田生产监测管理方面还处于试点起步阶段，在农业智能化信息服务方面仍处于探索阶段。最后，进一步厘清我国农业物联网技术应用和产业化发展过程中存在的问题，并提出相应的建议和对策。关键词：农业物联网；产业化；大田监测；农业电子商务；设施农业；信息服务中图分类号：S1 1；TP391 文献标识码：A 文章编号：1004874X(2015)20014909Situation and countermeasures of industrializationof agricultural loT in ChinaLI Deng-hua，LI Zh
3、e-min，XU Shi-wei(Institute ofAgricultural Information，Chinese Academy ofAgricultural SciencesKey Laboratory ofAgricultural Information Service Technology，Ministry ofAgricuhure，Beijing 1 0008 1，China)Abstract：Internet of things(10T)is not only commanding heights of global information industry in the
4、futurecompetition，hut also an important means to transform and upgrade traditional industriesBecause of the advantagesof low cost，intelligence and easy to spread，loT will promote agricultural modernization powerfullyPresentdeveloping situation of loT technology application and corresponding industri
5、alization in the field of agriculturein China were introducedUnder the vigorous support of national policies，technical innovation and marketapplication are steadily promotingAgricultural loT industrialization presents good momentum of developmentIngeneral terms，IoT technology was efficiently applied
6、 in the field of facility agriculture and gardening planting，waswidespread in the field of agricultural e-commerce and quality supervision of agricultural products，was still in thepilot stage for land crops production monitoring，was at the exploratory stage in the field of intelligent informationser
7、vicesFinallythe existing problems of agricultural IoT in China were clarified and countermeasures for itsdevelopment were proposedKey words：agncultural Internet of Things(10T)；industrialization；field monitoring；agricuhural ecommerce；facility agriculture；information service物联网(Internet of Things)被称之为
8、继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次革命浪收稿日期：20150509基金项目：国家国际科技合作专项项目($2014ER0002)；中国农业科学院科技创新工程(CAASASTIP一2015一AII一01)作者简介：李灯华(1987一)，男，博士，助理研究员，Email：lidenghuacaascn通讯作者：许世卫(1962一)，男，博士，研究员，Emai】：xushiweicaascn149潮。所谓物联网，是一个基于互联网、传统电信网和传感网等信息承载体，让所有普通物理对象能够通过信息传感设备与互联网连接起来，进行计算、处理和知识挖掘，实现智能化识别、控制、管理和决策的智能化网络1。2
9、jO物联网在本质上在是通信网、互联网、传感技术和移动互联网等新一代信息技术的交叉融合和综合应用。物联网技术的快速发展，催生了农业物联网的迅速崛起。农业物联网是物联网技术在农业领域的应用，是通过应用各类传感器设备和感知技术，采集农业生产、农产品流通万方数据150以及农作物本体的相关信息，通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网进行信息传输，将获取的海量农业信息进行数据清洗、加工、融合、处理，最后通过智能化操作终端，实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务3。农业物联网技术应用有利于农业生产力的提高和农业生产经营模式转型升级，是新一代信息技术渗透进入农业领域的必然结果。国内外农业物
10、联网技术应用的实践证明，农业物联网被认为是改变农业、农民、农村的新力量，将会对我国农业现代化、农村社会的现代化和农业生态系统的改善，产生重大而深远的影响E4。1 农业物联网产业的基本概念11 农业物联网及产业化农业物联网产业是以物联网技术在农业领域和农业相关服务领域的应用为核心，以提高农业生产效率为目的，形成的一整套的相关产业链。其体系架构主要分为三部分：感知层、传输层和应用层产业。基础感知层在物联网整个体系架构中起基础支撑地位，感知层的相关产业包括传感器、微电子、智能芯片、射频识别、二维码、GPS、新材料、微型器件、智能仪表等。感知层衍生出的传感器产业具有技术含量高、经济效益好、市场前景广等
11、鲜传输明特点，是我国物联网产业化目前亟待突破的部分。传输层包括有线通信和无线通信两种方式，是物联网三层架构中标准化程度高、产业化能力较强的部分。传输层的相关产业包括无线传感网络、M2M信息通信服务、行业专网信息通信服务等。近几年移动互联网爆发式增长推动了物联网传输层的发展，根据互联网数据中心IDC最新发布的中国企业移动管理解决方案市场分析，移动管理解决方案成为物联网传输层的一个新的增长点，移动信息化趋势正在加速推动物联网纵深发展。应用层将物联网技术与行业信息化需求相结合，提供丰富的应用解决方案，是物联网发展的根本目标。应用层产业包括大田生产、畜牧养殖、设施农业、质量安全溯源、应用基础设施组件服
12、务、云计算服务与应用集成服务等(图1)。从物联网的基础感知层到终端应用层形成一个巨大的产业生态系统，带来产业集群效应。推进农业物联网产业化就是要通过物联网技术在农业中的应用提高农业生产效率，以市场为导向将农业生产、流通、消费过程中的各环节有机统一，形成具有成熟商业模式的产业链。据国外咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30：l，新兴的物联网产业将会发展成万亿级规模的高科技市场。物联网信息、管理中心库，计算、编码，认证)毯PAN网络 LAN网络Zigbee、WiFi Wlan、Wimax n一图1 农业物联网的体系架构她下1仁兰一叁落
13、一一撕万方数据12 农业物联网产业化的技术支撑农业物联网的技术支撑按其架构体系包括感知技术、传输技术和应用技术。感知技术是农业物联网的基础和关键，也是我国发展农业物联网的技术瓶颈。随着我国农业现代化的快速发展，对农业先进信息感知产品与传感器设备的需求日益增大。信息感知层将是农业物联网技术创新研究的优先领域和研究重点o。从以往精准农业技术和装备农业的研究和发展来看，农业领域专用传感技术和设备是决定农业装备化、现代化的主要制约因素，目前这一状况得到了较大的改善拍j。感知层的核心技术在于针对农业产业和农作物本体研发和制备先进传感设备，其关键在于高精准度、高稳定性、微型化和低成本。农业传感器主要包括农
14、业环境信息传感器和农业动植物生命生理信息传感器一嘏!。农业环境信息传感器包括光照、温度、水分、气体浓度、雨量、土壤等传感器已经从实验室走向实际应用。目前我国已有较多的科研机构、物联网企业开展此类传感器的研发，制备了一批低成本、小型化、较实用的农业环境信息传感器，在我国传统农业改造升级中发挥了重要作用一0I。农业动植物生命信息感知技术，包括叶片温湿度、病虫害、径流茎秆、果实尺寸、糖分、光合、呼吸、蒸腾等传感器的研发和应用较多处于实验室研究阶段，离大规模应用于农业生产实践还有一定的距离111。”。动植物生命本体信息传感器在国内研发生产的较少，其核心感知部件严重依赖国外进口，应用成本较为昂贵。网络传
15、输技术是物联网整体信息运转的中间媒介，其主要作用是把感知层识别的数据接人互联网，供应用层服务使用。互联网以及下一代互联网(包含IPv6等技术)是物联网传输层的核心技术，处在边缘的各种无线网络包括GPRS、3G4G、ZigBee、蓝牙、WiMAX、WiFi技术等，则提供随时随地的网络接入服务。基于Zigbee无线传输技术能够适应物联网传感节点的低速率、低通信半径和低功耗等特征，既保证了远程数据采集的便捷性，也保证了数据汇聚的时效性，为农业领域的数据传输提供了技术支撑，在大田生产管理、设施农业、大规模养殖等领域广泛应用一一41 6；。农业物联网应用层技术对感知层获取的各种数据进行处理、存储、智能分
16、析和计算，主要技术包括大数据处理技术、数据挖掘技术、分布式处理技术、预测预警技术、人工智能技术、云服务技151术、智能化模型技术等。农业物联网应用层根据各个具体的领域，如大田、实施农业、果园、水产养殖、农机装备、农产品市场监测、农产品质量安全溯源、农业个性化信息服务等，有针对性地发展了各类支撑技术，体现出较强的学科交叉特征。2 我国农业物联网产业化发展现状21 总体概述中国作为一个农业大国，近年来中央已连续12年发布以农业、农村和农民为主题的中央一号文件，显示出我国加大改革创新力度和加快农业现代化的决心。农业物联网的发展为加速推动我国实现农业现代化提供了动力引擎。自20lO年起，物联网作为战略
17、新兴产业连续3年在两会政府工作报告中被提到，并在科研投入和推广应用上给予资金支持。发改委、科技部、农业部等相关部委先后发布了农业物联网发展的一系列政策，加强规范引导物联网发展方向和重点，不断创造和优化物联网发展的环境，促进了农业物联网的健康有序发展。201 1年，农业部结合国家物联网示范工程，在北京、黑龙江、江苏开展了农业物联网智能农业项目应用示范。具体地，3个示范工程分别为黑龙江农垦大田种植物联网应用示范、北京市设施农业物联网应用示范和江苏省无锡市养殖业物联网应用示范。2012年，科技部先后在山东、湖南、安徽、河南、湖北、广东、重庆7个省市开展国家农村信息化示范省建设试点工作，并且将实施农业
18、物联网示范工程纳人建设范围，组织实施农业物联网重大技术专项。2013年，农业部发布农业物联网区域试验工程工作方案，在天津、上海、安徽率先实施农业物联网区域试验工程。根据3个省市各自经济、社会及农业发展水平和产业特点，分别设立天津设施农业与水产养殖物联网试验区、上海农业电子商务试验区和安徽大田生产监测物联网试验区，构建农业物联网应用技术、标准、政策体系和公共服务平台。经过上述一系列重大工程的实施，农业物联网已经从概念走向应用，涌现出一批比较成熟的软硬件产品和应用模式，并取得明显成效。目前，我国农业物联网在核心技术研发、行业标准制定、商业模式培育和行业产业应用等方面已具备一定基础，形成了关于农业生
19、产、流通、消费一条龙的大规模产业链，催生了信息增值服务产业的开拓与发展，具有巨大的市场容量。物联网通过万方数据152与移动互联网、云计算、大数据等新一代信息技术的不断融合，正加速对农业各领域的渗透，在农情资源监测与利用、农业生产智能监控、农业专家决策系统、农产品市场信息感知、农产品质量安全溯源等几个领域得到了广泛应用。2013年我国物联网产业规模已达4 896亿71。与此同时，产业的发展促进科学技术的变革和创新。自2009年以来，根据CNKI论文检索，关于“农业物联网”的发表论文数从3篇增加到541篇，“农业物联网”在“物联网”中的论文比例逐年上升，从148增加到947(图2)，充分说明我国关
20、于农业物联网的研究正在逐渐加强。年份 年份图2 农业物联网论文数量和农业物联网在物联网中论文占比22 在设施农业方面。物联网技术得到高效应用设施农业是物联网技术应用的一个重要方面，具有种植产量高、超时令反季节生产、高劳动生产率的突出优点，是发展都市型农业和实现农业现代化的重要途径。近年来，设施农业在我国各地尤其是在都市型农业区发展迅速，截至2010年底，我国设施农业种植面积已突破350万hm2，居世界第l位1 8。设施农业以有机粮食生产、设施园艺种植(蔬菜、花卉)等为实施对象，集成应用物联网实时感知与监测技术、自组织通信网络技术、智能控制决策技术等，实现对作物生长信息和环境信息的实时感知、智能
21、诊断与智慧管理，引领设施作物向高产、高效、优质、环保方向发展。依靠物联网技术，设施农业将从以人力为中心、依赖孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式。在典型的实施例中，通过建设多种传感器和监测控制设备来调控作物生长的最佳环境参数，如光照、空气温湿度、二氧化碳浓度、空气流动状况、土壤水分信息、土壤pH值、土壤离子浓度等，监测农作物生长规律，创造优化动植物生长的环境条件，实现设施农业的综合调控，提高生产效率。北京市通州科技园区利用物联网技术和多种传感器的布置，建设农情监测和病虫害控制系统1 9I。通过土壤、气象、作物性状、病虫害因子、关键视频等数据的实时同步采集和可视化展示，实现施肥量智
22、能化控制、土壤智能化节水灌溉、作物病虫害提前监控预警、温室气候智能化调控。呼和浩特市农业科技示范园区利用物联网技术，构建温室群无线监控和智能控制管理系统，实现了对温室内空气温湿度等环境参数的准确测量和调控20 Jo中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研发的“植物工厂智能控制系统”可同时对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液(EC、pH、DO、液温)等环境要素进行全程监控，并通过网络传输系统，实现了任何地点利用手机、笔记本电脑、PDA等终端了解蔬菜长势，在线管理，远程监控，已在南京、沈阳、西安、内蒙古等地得到应用。天津市生宝谷物种植农民专业合作社园区2013年承担了“物联网设施农业生产智
23、能化监控管理”项目，实现设施蔬菜生产管理过程中的信息采集、监控、自动化控制，并与农业物联网平台相结合，构建了具有决策分析和内外综合服务功能的农业物联网应用模式。项目实现了温室设备智能化控制，包括微喷灌溉系统、补光系统和卷帘系统，根据日光温室作物种植情况和温室采集的实时数据，可远程通过计算机或手机，控制灌溉、补光、卷帘等设备的开启与关闭。温室物联网综合服务系统可对所有温室内部环境数据、图片、视频、环境预警、病虫害预警等信息进行集中展示，提供远程数据访问服务。园区应用物联网技术，可节水、节药以及节省人工，同时提高作物产量和品质，估算年节本增效1 128万元。浙江丽蓝食用菌专业合作社万方数据依托浙江
24、托普仪器有限公司用物联网系统对42万m2菇房进行监测和自动控制。利用空气温湿度、光照度、二氧化碳等传感器采集环境数据，通过无线方式发送到食用菌栽培环境监控系统。用户可通过手机或电脑登录到食用菌栽培环境监控系统，利用传感器采集的数据进行统计分析得到最佳的种植环境条件，从而使得食用菌能够快速生长。利用该系统节省人力，一个棚内由原来5个人管理减少到3个人，使得合作社每年增收10以上。23 在畜禽、水产养殖业方面。物联网技术快速发展在畜牧养殖方面，物联网在奶牛养殖中的应用尤其广泛。以奶牛养殖为例，物联网的应用不仅能有效优化奶牛养殖管理模式，而且为提高奶牛年产奶量以及整个奶牛养殖产业的持续发展提供动力。
25、目前，物联网技术在奶牛养殖方面的应用主要集中在奶牛场生产环境监测、奶牛生理监测、奶牛精细饲喂、溯源信息采集4个方面，为奶牛的科学管理提供数据支持。保定市春利农牧业奶牛场应用物联网养殖技术，在现存栏800余头奶牛的养殖场先后采用了奶牛发情监测系统、奶牛生产陛能测定与现代化牧场管理信息系统(软件)等技术，取得了良好的效果。奶牛发情监测系统由以色列的SCR公司生产，主要由颈圈、牛号阅读器和控制终端等部分组成。颈圈包括加速传感器、微处理器和存储器，可以记录奶牛活动的各种指数(如行走、奔跑、卧倒、站立、反刍等)，通过大量奶牛行为数据可以监测到奶牛发情、生病等情况，为确定最佳授精时间提供参数。牛号阅读器识
26、别奶牛并触发闪光到颈圈上，激发颈圈将活动量数据传输到控制终端。控制终端由控制盒、牛号识别天线和系统软件组成。控制盒接受和储存颈圈收集的所有数据，并分析每头奶牛的基础活动数据，显示警示信息。通过物联网技术的优化管理，养殖场降低了生产成本，提高了产奶量和鲜奶质量。水产养殖物联网通过物联网技术在水产养殖的应用，实现对水产品养殖的全过程监控和智能化管理。中国农业大学李道亮课题组拉122-采用智能水质传感器、无线传感网、智能控制等技术，研发建设了水产品健康养殖智能化管理系统，包括水产品环境监测系统、水产品精细投喂智能决策系统、自动化投饲系统、水产品疾病诊治系统等，实现对水产品水质环境信息的实时在线监测、
27、水质异常报警与预警，使水产品在标准化的养殖环境下生长，最终达到提高水产品质量、降低养殖风险的目的。153该系统目前已成功应用在江苏无锡、苏州等水产养殖场和科技示范园，取得了良好的成果，说明物联网产业在水产养殖方面较大的发展潜力。上海奉贤区水产养殖专业合作社将物联网技术和传统农业信息服务渠道对接，打造了一个水产养殖类科技人户服务系统，开发了水产物联网智能信息服务平台，结合农户的生产电子档案和物联网感知数据，实现农技服务部门对农民生产的主动式生产指导。合作社通过应用水产物联网系统实现对水产养殖环节的酸碱度(pH)、水温、浊度、溶解氧、氨氮、光照、盐度、水位等参数进行实时监测和数据传输。企业自应用水
28、产物联网解决方案之后，每667m2成虾平均死亡率下降21 5，企业年均节本增效23 500元，实现水产物联网数据价值的挖掘和共享。24 在农业电子商务与农产品质量监管方面，农业物联网技术得到普及推广应用射频识别技术(RFID)的应用推动了农业电子商务的迅猛发展。目前，农业电子商务是物联网在农业中应用较为成熟的一个产业之一。高质量的电子商务平台可将传统的农业贸易模式转变为现代信息流模式，同时可降低农产品交易成本，拓宽农产品销售渠道，增加农户的收入，促进农村经济发展。目前我国已经建立国家级RFID产业化基地，项目涵盖电子商务产业链的各个环节，包括电子标签、读写器的研发生产、系统集成等，并聚集孵化了
29、一批农业电子商务高新技术企业他3I。随着我国农业科技的进步和快速城镇化，传统的农业生产和生活方式正在发生变革。我国的农业电子商务也发展迅速，特别是依托第三方平台进行的电子交易呈较强的增长趋势。2014年中央一号文件提出“加强农产品电子商务平台建设”，将农业电商的发展推向战略高度。国家商务部电子商务和信息化司统计数据显示，目前全国涉农电子商务平台已超3万家，其中农产品电子商务平台达3 000家，网上交易额超过10万亿元。农产品电商网站主要有三大类型：一是菜管家、顺丰优选、本来生活网等垂直生鲜电商平台，这类平台一般拥有供应基地、仓储、物流等配套服务；二是天猫、京东等第三方综合型电商“跨界”平台；三
30、是褚橙柳桃、沱沱工社等产销一体化平台。这些农产品电商网络交易平台依靠电商销售渠道，进行产品培育、生产销售和品牌塑造，为传统农产品流通模式注入了新的活力，掀起农业产销模式的变革。万方数据154根据阿里研究院发布的农产品电子商务白皮书(2014)显示，至2014年阿里平台上经营农产品的卖家数量为7621万个，其中零售平台7498万个，同口径较2013年增长6057。农产品销售额48302亿元，较2013年同比增长6983。上海的农产品质量监管商业化运作走在全国前列，并孕育了一批企业。如菜管家电子商务有限公司利用物联网技术，进行安全优质农产品的开发及农业电子商务B2C平台的建设与运营，建成集网上商城
31、、销售系统、仓库管理系统、运输管理系统一体化的供应链平台。依托物联网技术的全程质量追溯系统使物流成本和损耗大幅降低，也使农产品流转各个环节清晰透明，真正实现安全农产品开发12 4I。上海生物电子标识有限公司利用生物电子标签技术，在畜禽肉类质量监控方面和政府监管部门、保险公司、养殖场合作联动，建立了繁殖母猪保险管理系统和屠宰溯源系统，实现了全市繁殖母猪信息的全程溯源。监管部门、动物防疫、无害化处理中心和保险公司等多方通过平台实现了数据的实时共享、查询和监管，既保证了食品安全，强化了生产经营者的安全责任，也提高了企业的信誉和最终效益。25 在大田生产监测管理方面。物联网技术仍处于试点起步阶段大田农
32、作物包括小麦、水稻、玉米等在我国大面积种植的作物，在保障国家粮食安全方面具有重要的战略地位。大田农业物联网针对大田作物种植具有分布面积广、监测布点多、布线供电不方便等特点，采用多种大田环境传感器和作物生理信息传感器，对作物环境、土壤、作物等信息进行在线采集传输，并通过模型算法对采集的数据进行智能化处理，结合自动控制设备，进而实现精耕细作、合理灌溉、精准施肥等目的。大田农业物联网是农业物联网的一个重要分支，相比设施农业，大田生产农业物联网推广应用相对滞后。安徽成功建设“四情”(苗情、墒情、病虫情、灾情)监测调度平台系统25。2 6I，可以对水稻育秧、大田种植等各种要素实行数字化监测、智能化控制和
33、科学化管理，能够极大提高农业生产要素的利用率，实现水稻农业生产方式由粗放型生产向精细化生产的转变。该物联网平台已在4个县(场)开展应用示范，在20个粮食主产县建立了“四情”监测点，采用远程视频监控、数据实时传送、计算机辅助处理等办法，可对全省小麦、水稻生产情况进行监测预警与指挥调度。吉林市东福米业水稻种植基地利用物联网、云计算等现代信息技术手段，打造了种植基地信息智能化管理系统、农业生产物联控制系统和农产品安全溯源系统等三大系统。该物联网系统在水稻大田、育秧棚建设了物联网数据采集点，采用定制传感器和高清网络球机进行空气温湿度、土壤10 elTI和20 em温湿度、风力、风速、风向、大气压力、日
34、照、降雨量、蒸发量、视频图像等数据采集，共计15项数据指标，实现信息数字化、生产自动化、管理智能化，从而构建高效高产、绿色生态的现代农业体系。基地拟通过先进的物联网技术实现减少投人10和增加产量10。新疆兵团棉花种植运用农业物联网和自动化喷滴灌控制相结合，实现了几万公顷棉田智能化、精准化灌溉。大田棉花物联网系统由中心主控系统、电磁阀、田间湿度传感器、气象观测站、数据采集指令传输等设备组成，可有效控制土壤水分、含盐量、肥力以及病虫害情况。另外，利用手机短信控制阀门，对设定区域进行灌溉，可节约80的人力成本；同时利用回传数据，随时记录、查询、打印整个灌溉区域的气象资料、土壤资料以及灌溉情况。中国农
35、业科学院农业环境与可持续发展研究所在北京顺义和河南2333 hm2作物基地开展农业物联网技术研发与示范，建成了农业部农业环境物联网中心，在河南省开展作物与灾害监控物联网建设，实现了产学研的高效结合。示范区对作物生产的农情、灾情、墒情等进行监控，为作物生产管理决策和防灾减灾提供数据支撑保障。黑龙江垦区应用基于物联网机器视觉的大豆病害远程诊断系统，可实现病害实时诊断、提前预警和智能决策防治，诊断反馈速度快，正确诊断率可达96827 Jo另外，高光谱成像技术也逐渐应用于农业物联网，应用该技术快速获取作物的生长信息，对作物的氮、磷、钾等养分分布可视化呈现，可实现作物营养养分信息的快速无损检测和作物产量
36、的早期预测。目前相关技术还处于初级阶段，离产业化大规模成熟应用尚有一定的距离。26 在农业智能化信息服务方面，农业物联网技术应用仍处于探索阶段农业信息化将先进的信息技术手段应用于农业生产、管理、销售及服务整体水平，是农业现代化的重要标志。我国农业信息化取得了较大的成果，近年来在经济发达地区涌现了一大批农村信息化网站，初步建立了农村区域信息化体系。但是，万方数据我国众多农村信息化建设仍处于分级、分地的松散状态，缺乏系统架构的标准和框架。现阶段，我国的农业信息化过程中存在信息质量不高、信息服务个性化不强以及信息服务时间滞后等问题8I。对于受教育程度有限、信息化手段缺乏的广大农村用户更是难以高效地享
37、受实用的信息，并将这些信息应用到实际的农业生产生活中。物联网技术的兴起则强化农业信息化的深度和广度，二者的结合是农业物联网应用的一个重要分支。农业物联网和大数据、移动互联等新一代信息技术结合起来，从技术层面建立新型农业信息服务模式，可以从根本上缩小城乡之间的“数字鸿沟”，解决广大农户农业信息服务中的“最后一公里”等重大问题。结合物联网的智能识别和智能定位技术，信息服务对象个性化、信息服务内容丰富化、信息服务时空精准化是未来的发展趋势。我国南疆地区已经建立了“手机农技短信+地理信息GIS+气象信息”模式，可以为牧民在游牧中随时了解气象信息、地理信息和所需的农技短信，从而有效地减少了自然灾害，提高
38、了畜牧生产力和经济效益29 Jo随着移动互联网和物联网技术的发展，基于农业信息服务的智能手机app也在迅速发展，并逐渐被农户应用。物联网和云计算技术可以根据每个农户的自身条件和实际情况进行信息表达和个性化信息服务，如当农户搜索“病虫害防治”时，其中必然涌现很多无用的混杂信息，在物联网与云计算环境下，云平台会通过GPS定位、摄像头和多种传感器等技术手段采集用户的作物环境信息和生长信息，辅助用户添加搜索关键词，根据用户诉求“病虫害防治”，进行有针对性的个性化信息服务一0：。安徽建设农业信息服务平台，与植保网站和大型农贸网站合作，采用数据共享和web信息自动获取技术获得平台的病虫害信息、农业气象信息
39、、农资信息和农产品价格信息等农户最关心的农业产前、产中和产后信息。平台同时采用“基层农业大户+农户+运营商+开发团队+农业管理部门+专家库”组合成共赢的服务模式，保证服务平台的合理运行1；。随着农业大数据、物联网、云技术等新技术与农业各产业链的紧密结合，更加高效和实用的个性化农业信息服务将发挥越来越重要的作用，展现巨大的应用前景。3 我国农业物联网产业化存在问题虽然农业物联网技术在我国的产业化应用已155经取得了良好的效果，具有巨大的市场空间和广阔的应用前景。但是，由于我国农业物联网产业起步较晚，在推广应用过程中仍存在许多瓶颈需要突破和解决。31 物联网技术实施成本高、见效慢是发展应用亟需克服
40、的瓶颈农业属于经济收益率较低的产业，应用物联网技术不可避免地需要兼顾成本和效益的问题。农业物联网技术的实施和维护对资金投人的需求较大，无论是传感器硬件设备的布局，软件平台的建设还是控制设备的搭建都需要投入较大的资金。目前，市场上一套农业物联网传感器设备和相配套软件系统的价格从几千元到几万元不等。相比于种植收益，其实施成本普通农户无法承担。此外，农业的生产条件可控性较差，硬件实施的环境较为恶劣，进一步加大了农业物联网的维护成本。因此，较高成本加大了农业物联网的市场化推进难度。目前主要以政府为主导的引导性示范和大型企业的前瞻性投入为主。32 农业传感器核心技术和装备不足是制约产业发展的重大短板农业
41、物联网依赖农业对象信息的感知、交互与调控，因此信息的可获取性和可重复性尤其重要。目前，与农业种植业有关的农业专用传感器缺乏，所占比例不到世界的103 2；，除了空气温湿度、光照、二氧化碳、土壤水分传感器等比较成熟外，土壤肥力和植物营养、作物生长状态传感设备等其他关键传感器都较为缺乏，尤其对生物本体信息的感知设备非常少。另外，我国在传感器研发上具备自主知识产权的原始创新较少，且国产传感器的传感探头或者不具备自主生产能力依赖进口，或者精度达不到应用要求，导致国产化率低、市场规模效应差。33 物联网共性技术标准缺乏依然是推广应用的重大障碍物联网产业的创新是应用集成性的创新，一个完整的解决方案是产业链
42、条不同企业和部门如设备提供商、芯片商、技术方案商、运营商、服务商等协同合作的结果。目前，国际上并无一个统一的物联网标准体系，国际各标准组织之间也缺乏统一的协作，我国也尚未建立统一的标准体系。由于农业应用数据获取来源多样，不同厂商传感器测量标准不一，支持不同设备接口、不同互联协议、可集成多种服务的共性技术平台尚未成熟，这也成为制万方数据156约技术产业化发展的重要因素。34 产业化体系不完善是影响农业物联网推进的壁垒目前，我国有众多高校、科研院所和企业开展了物联网技术研究。然而，产学研合作不够紧密，科学研究与农业实践需求无缝对接的机制还没有形成。许多科研机构的新型技术农民找不着、看不懂、用不上，
43、农业物联网技术距离直接服务于农民还有较大差距。以农户为根本，农户、企业、科研机构之间利益紧密结合的产业化体系尚未建立，科技成果产业化进程较慢。4 促进我国农业物联网产业化发展的对策建议41 降低物联网实施成本，引导社会资本投入目前，我国农业物联网产业化项目的成本投人主要依靠政府的资金扶持，而农业物联网的持续高效发展需要社会多元化资本参与。引导多元化资本进入农业物联网产业化应用，需要提高农业经营规模水平，充分发挥土地规模化和集约化的生产效益。小作坊式落后的生产方式由于效益低、规模小，增加了新技术进入的成本，从而造成需求壁垒。因此，加速土地有序流转进程，推动农民权益入股，培育现代农业企业，通过规模
44、效益能有效降低物联网技术实施成本，促进农业对新技术应用的内在需求，推进农业物联网技术应用和产业化的市场化进程。与此同时，还需要提高物联网设备的原始创新力度，研发和生产具有自主知识产权的传感设备和产品，从源头上实现传感器生产成本的降低。42 加强农用传感器技术创新，提高产品的竞争力目前，我国国产农用传感器已经取得了较大进展，形成了一批硬件设备和实用化产品。但是，传感器核心元件仍依赖进口，材料研发和工艺制造等方面仍然较大落后于先进国家。在感知技术方面，需加强农业专用传感器、微型化传感器、智能仪表等硬件技术的研发与应用。重点加强对作物生物本体信息，如植物营养、生长状态等的信息感知设备研发。需要重视基
45、础技术的研究，运用新材料、新工艺，研制低成本、高可靠性、产业化实用的农用传感器。在传输技术方面，由于农业环境复杂性，要加强适农环境传输、低功耗传感节点、异构网络融合等技术的研发与应用。在处理技术方面，加强农业基准数据获取技术和采集设备的研发，以及数据挖掘、关联分析、知识发现等数据分析模型和技术研究。43 建立物联网产业化体系。促进科技成果转化加强顶层设计，建立以市场应用为导向的农业物联网产业化体系，促进物联网技术的成果转化。实践证明，官产学研一体化合作是提高农业科技成果转化效率、防止科学研究与实践需求脱节的最优途径。政府是产业化体系的引领者，科研单位是技术引领的智库，企业是成果转化的主体，农户
46、是生产实践需求方。在顶层设计上将政府、科研机构、农业企业、农户纳人整套成果转化体系中，形成官产学研紧密合作的沟通平台，有效地把技术开发、引进和转化环节结合起来，提高技术的转化率和普及率。44 完善政策法规。营造良好的产业发展环境制定相关政策法规，支持和扶持一批以企业为龙头、科研机构入股的大型农业公司，促进物联网技术资源的高效利用，以点带面拉动农村区域经济的发展。落实国家支持物联网作为战略性新兴产业的税收优惠政策，设立国家农业物联网发展专项资金，建立长效稳定的财政支持机制。完善物联网发展的投融资政策，形成多渠道融资体制，促进金融机构支持企业发展的力度，鼓励银行和风险投资投向农业物联网产业。随着我
47、国农业物联网技术的逐渐提升、实施成本的不断降低、农业生产管理应用模式的不断成熟、农业信息服务系统的不断完善，将逐步形成比较成熟的农业物联网产业链，为我国农业现代化开辟新的篇章。参考文献：1 国际电信联盟ITU Internet Reports 2005：TheInternet of ThingsR20052 工业和信息化部电信研究院物联网白皮书R20113 陈晓华农业信息化概论M：北京：中国农业出版社，20124 余欣荣物联网一改变农业、农民、农村的新力量M合肥：安徽科学技术出版社，20125 汪懋华物联网农业领域应用发展对现代科学仪器的需求J现代科学仪器，2010(3)：5-66 许世卫我国
48、农业物联网发展现状及对策J中国科学院院刊，2013，28(6)：6866927 Ahbasi A Z，Islam N，Shaikh Z A，et a1A reviewof wireless sensors and networks。applications in万方数据101213141516171819agricultureJComputer Standards&Interfaces，201l，36(2)：263270赵春江对我国农业物联网发展的思考与建议J农村T作通讯，2014(7)：2526王新忠，刘飞，韩旭土壤理化特性对土壤剖面水分传感器性能的影响J农业机械学报，2012，43(11)
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