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中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A
1 引言
隨著當今互聯(lián)網(wǎng)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術的蓬勃發(fā)展,農(nóng)業(yè)領域的科技網(wǎng)絡應用也越來越多了,我國農(nóng)業(yè)也開始從粗放型農(nóng)業(yè)逐步向智慧型農(nóng)業(yè)邁進。“智慧農(nóng)業(yè)”是信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合在農(nóng)業(yè)發(fā)展領域中的具體實踐和應用,是以物聯(lián)網(wǎng)技術為支撐和手段的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài);物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展“智慧農(nóng)業(yè)”的核心。探討物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧農(nóng)業(yè)中的應用,將極大促進農(nóng)業(yè)的轉型和發(fā)展,對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省的湖南來說,更是一個大的發(fā)展機遇。
2 物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術。它是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、傳輸層和應用層三層。感知層的主要功能是識別物體和采取信息,它主要應用了傳感器、RFID、GPS以及RS 技術等,完成信息的收集、信息簡單處理以及信息向傳輸層的發(fā)送。傳輸層負責處理感知層傳來的信息及信息的遠距離傳輸,它位于整個體系結構的中間層,是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞;其中運用最廣泛的是無線傳感網(wǎng)絡(WSN)、互聯(lián)網(wǎng)、ZigBee 技術等。應用層主要負責服務及應用,它是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口,主要涉及云計算、GIS、專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等信息技術,通過它們將海量數(shù)據(jù)分類、整理、計算、挖掘分析,然后在智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)等領域得到應用。
“智慧農(nóng)業(yè)”是“感知中國”、“美麗中國”理念在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的具體應用,指利用物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術等信息化技術實現(xiàn)“三農(nóng)”產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化、低碳化、生態(tài)化、集約化,從空間、組織、管理整合現(xiàn)有農(nóng)業(yè)基礎設施、通信設備和信息化設施,使農(nóng)業(yè)和諧發(fā)展,實現(xiàn)“高效、聰明、智慧、精細”[1]。物聯(lián)網(wǎng)是“智慧農(nóng)業(yè)”智能化和精細化生產(chǎn)、管理、決策的技術支撐。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)的應用——建設智慧農(nóng)業(yè)已成為各地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)轉型、步入農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
3 湖南推進基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢分析
作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省的湖南,正面臨農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉型和升級。現(xiàn)階段加快推進基于物聯(lián)網(wǎng)技術智慧農(nóng)業(yè)建設,是切實可行的,具體來說它具有以下一些優(yōu)勢。
3.1 國內(nèi)外基于物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢及可借鑒經(jīng)驗
近年來,國內(nèi)外已經(jīng)形成了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。在歐美發(fā)達國家,物聯(lián)網(wǎng)已滲透到農(nóng)業(yè)領域的各個方面,現(xiàn)已演化成農(nóng)業(yè)工業(yè),步入了科學的新農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。隨著我國對農(nóng)業(yè)投入的不斷增加,以及國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術的成熟,包括北京,上海,無錫,蘇州等地,政府和企業(yè)對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的投資數(shù)量加大,相應的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務也得到了市場的肯定,如:墑情監(jiān)測、大棚溫室監(jiān)控、節(jié)水、食品安全溯源等,且涌現(xiàn)了楊凌智慧農(nóng)業(yè)和大唐移動智慧農(nóng)業(yè)等典型示范案例,產(chǎn)生了比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更高的價值。
這些國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展、以及在智慧農(nóng)業(yè)中的成功應用為我省推進基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)建設提供了寶貴的學習借鑒經(jīng)驗。
3.2 不斷完善的農(nóng)業(yè)信息化建設和初具規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈
湖南農(nóng)業(yè)信息化建設,經(jīng)過多年的發(fā)展,已不斷完善。2011年湖南省被立項開展國家農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化示范省建設試點。省、市、縣各級各類農(nóng)業(yè)網(wǎng)站、農(nóng)業(yè)信息平臺逐步建立;農(nóng)業(yè)電子商務交易規(guī)模增長迅速,如 “特色湖南”網(wǎng)絡平臺,剛上線就實現(xiàn)了4個月網(wǎng)上銷售400多萬元的良好業(yè)績;農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡服務體系基本形成,90%以上縣設置了專門的農(nóng)業(yè)信息管理和技術支持服務機構。同時,湖南省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計,截止2013年6月,湖南省有從事物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)、制造、運營和服務的企業(yè)共240多家;分布在傳感器、芯片設計、電子標簽、智能終端、應用軟件、系統(tǒng)集成、運營服務等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),基本形成了初級產(chǎn)業(yè)鏈,在部分領域還有一定優(yōu)勢。
不斷完善的農(nóng)業(yè)信息化建設和初具規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈為基于物聯(lián)網(wǎng)技術的湖南智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了設施保障。
3.3 湖南堅實的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟基礎有利于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用推廣
湖南土地資源豐富,全省擁有耕地4870萬畝,山地2.56億畝,水面2043萬畝。農(nóng)產(chǎn)品基地建設初具規(guī)模;目前,全省已建立棉花生產(chǎn)基地、水稻生產(chǎn)基地等優(yōu)質農(nóng)產(chǎn)品基地共計100多個。涌現(xiàn)大批具有一定的規(guī)模和品牌影響力的農(nóng)產(chǎn)品,如寧鄉(xiāng)花豬、臨武鴨、洞庭湖大閘蟹、隆回藥材、祁東黃花菜等。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展,湖南是我國農(nóng)民專業(yè)合作經(jīng)濟組織建設的試點省之一,在調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的過程中,涌現(xiàn)出了大量農(nóng)村專業(yè)合作經(jīng)濟組織、營銷大戶和農(nóng)民經(jīng)紀人。農(nóng)業(yè)產(chǎn)值快速增長,十一·五期間年平均增長4.7。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用需要大量投入,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值快速增長,農(nóng)民收入水平高,為智慧農(nóng)業(yè)建設提供了必要的經(jīng)濟基礎;豐富的土地資源、規(guī)模化農(nóng)產(chǎn)品基地、農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,以及蓬勃興起的高效特色農(nóng)業(yè),為湖南提速智慧農(nóng)業(yè)建設提供了強有力的支撐平臺。
4 物聯(lián)網(wǎng)技術在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應用
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術內(nèi)涵,結合湖南推進基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢分析,現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應用可以采用以下應用模式。
4.1 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術進行智慧生產(chǎn)
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應用主要包括現(xiàn)代化溫室和工廠化栽培調(diào)節(jié)和控制環(huán)境。它是利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術中的信息感知技術,主要包括農(nóng)業(yè)傳感器技術、RFID 技術、GPS 技術以及RS 技術等;利用它們采集各個農(nóng)業(yè)要素信息,包括種植業(yè)中的光、溫、水、肥、氣等參數(shù),在不同的作物生長期,實施全面監(jiān)測[2]。這種生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)應用見效快,能夠為高附加值產(chǎn)品錦上添花;方便的快速復制,可以快速應用到不同的作物;而且這種技術各地都有類似的項目,有很成熟的應用。對于農(nóng)產(chǎn)品基地建設初具規(guī)模的湖南,非常適合此類應用,如,我們可以建設棉花生產(chǎn)基地、水稻生產(chǎn)基地等科技示范基地項目,利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智慧生產(chǎn)。
4.2 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品智慧流通
農(nóng)產(chǎn)品的智慧流通主要包括智慧倉儲、智慧配貨、智慧運輸和流通安全溯源。利用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID 技術建立自動識別技術的倉庫物流管理系統(tǒng),實現(xiàn)庫房高效管理,收發(fā)貨高速自動記錄,收貨、入庫、盤點、出庫等多個流程能平滑連接,實現(xiàn)流通環(huán)節(jié)的智慧倉儲。通過RFID結合條碼技術、二維碼技術,為農(nóng)產(chǎn)品及加工產(chǎn)品加貼RFID電子標簽、對農(nóng)產(chǎn)品的流通進行編碼,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的安全溯源。利用物聯(lián)網(wǎng)技術“網(wǎng)絡化”發(fā)展戰(zhàn)略,建立批發(fā)市場信息數(shù)據(jù)庫和集團協(xié)同管理信息平臺,用來收集、儲存、傳輸與整合:客戶信息、業(yè)務信息、交易信息、市場管理信息等,最終實現(xiàn)客戶數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)的有效性、可靠性、整體性,通過信息流帶動物流、商流,協(xié)同管控,同時采用RFID、傳感器、GPS等高新技術實現(xiàn)智慧配貨、智慧運輸[3]。
農(nóng)產(chǎn)品的智慧流通,它涉及到農(nóng)產(chǎn)品質量和食品安全以及農(nóng)產(chǎn)品市場價格的穩(wěn)定,社會意義重大,同時也具有很大的市場潛力。湖南可以從一些有一定的規(guī)模和品牌影響力的農(nóng)產(chǎn)品流通著手,如唐人神肉食品、寧鄉(xiāng)花豬、臨武鴨等,建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術的農(nóng)產(chǎn)品智慧流通示范,再擇機在其他農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)推廣。
4.3 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷售
農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷售是指產(chǎn)品從預訂、生產(chǎn)到物流配送的各個環(huán)節(jié)都在客戶的掌握之中,能實現(xiàn)全程跟蹤。它應該包括以下三個環(huán)節(jié):①產(chǎn)品預訂;產(chǎn)品的預訂首先需要建立商務平臺,目前農(nóng)產(chǎn)品的商務平臺主要采用農(nóng)產(chǎn)品電商預售模式(C2B+O2O)的形式建立。各生產(chǎn)地,通過物聯(lián)網(wǎng)技術中的條碼技術、二維碼技術進行農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地和出貨狀況的管理,并將農(nóng)產(chǎn)品信息上網(wǎng)。平臺用戶通過注冊會員的形式,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品自由集約訂購。②有機生產(chǎn);邀請行業(yè)專家,依據(jù)國家標準,結合各產(chǎn)區(qū)的實際,制訂各農(nóng)產(chǎn)品有機種植的具體標準,在安全生產(chǎn)監(jiān)控下,遵規(guī)執(zhí)行。③安全監(jiān)控;為實現(xiàn)消費者的產(chǎn)品認證環(huán)節(jié),采用物聯(lián)網(wǎng)相關技術,通過監(jiān)控系統(tǒng),全程進行跟蹤;為用戶提供詳細的數(shù)字及視頻信息保障,使產(chǎn)品從生產(chǎn),到物流配送的各個環(huán)節(jié)都在客戶的掌握之中。在田間設立高桿多視角攝像頭,通過無線方式連接至種植戶或養(yǎng)殖戶和駐點收購站,監(jiān)控全程的無公害生產(chǎn),監(jiān)控視頻圖在平臺網(wǎng)站上實時,訂購者可隨時監(jiān)督。在物流配送中采用GPS等技術實現(xiàn)跟蹤定位監(jiān)控,確保配送過程安全[4]。
目前,湖南農(nóng)產(chǎn)品電子商務平臺主要有“網(wǎng)上供銷社”、“特色湖南”等網(wǎng)絡平臺,這些平臺已有一定影響力,且平臺業(yè)務功能也已成熟;只需在此基礎上,利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)消費者的產(chǎn)品認證環(huán)節(jié),應能很好地實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智慧銷售。
4.4 利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智慧管理
智慧管理包括智慧預警、智慧調(diào)度、智慧指揮、智慧控制等。湖南土地資源復雜、山地、河湖水面較多,利用物聯(lián)網(wǎng)技術中的GIS,可以建立土地及水資源管理、土壤數(shù)據(jù)、自然條件、生產(chǎn)條件、作物苗情、病蟲草害發(fā)生發(fā)展趨勢的空間信息數(shù)據(jù)庫和進行空間信息的地理統(tǒng)計處理,實現(xiàn)智慧預警。利用專家系統(tǒng)(簡稱ES),依靠農(nóng)業(yè)專家多年積累的知識和經(jīng)驗,對需要解決的農(nóng)業(yè)問題進行解答、解釋或判斷,提出決策建議,實現(xiàn)智慧指揮。利用農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)(簡稱DSS)可以實現(xiàn)我省在水稻栽培、飼料配方優(yōu)化設計、大型養(yǎng)殖廠的管理、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉優(yōu)化等方面的智慧調(diào)度。智能控制技術(稱ICT) ,包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制以及綜合智能控制技術,主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。通過這些技術可以實現(xiàn)我省在規(guī)模化的基地種植、設施園藝、畜禽養(yǎng)殖以及水產(chǎn)養(yǎng)殖中的智慧控制。
5 結束語
物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應用很多,面對新時代農(nóng)業(yè)的發(fā)展、轉型,湖南應不失時機地大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),加快物聯(lián)網(wǎng)技術在湖南智慧農(nóng)業(yè)中的應用力度,使之成為我省農(nóng)業(yè)普及現(xiàn)代信息技術、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的突破口。長期以來的實踐證實,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開現(xiàn)代信息技術,在農(nóng)業(yè)發(fā)展中引入新興的物聯(lián)網(wǎng)技術,可以極大地提升生產(chǎn)效率,創(chuàng)造新的生產(chǎn)模式。
參考文獻
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伴隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的不斷興起,來自傳感器和設備的數(shù)據(jù)正以指數(shù)級增長。比如對城市基礎設施的監(jiān)測,環(huán)境感知,城市交通,以及眾多設備上的應用。物聯(lián)網(wǎng)讓各式各樣的數(shù)據(jù)匯入到信息網(wǎng)絡,加深了信息系統(tǒng)與物理世界的聯(lián)系。然而物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)有較大的不同,它是異構性的、多樣性的、還良性的,并以這些特征沖擊著社會的各個領域,為智慧城鎮(zhèn)提供基礎保障。
自1983年,IBM最新關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DB2,結構化查詢語言成了為政府部門的主流產(chǎn)品; 1991年萬維網(wǎng)(world wide web)利用超文本傳輸協(xié)議(HTTP)和超文本標記語言(HTML)逐漸成為信息共享的公共服務。2003年,電腦和其它數(shù)據(jù)系統(tǒng)一年中所產(chǎn)生的信息量超過了2003年之前歷史上全人類所產(chǎn)生的信息總量。直到2005年Apache Hadoop項目的誕生,成為了處理大數(shù)據(jù)的基礎。物聯(lián)網(wǎng)時代的大數(shù)據(jù)以及建立在這些大數(shù)據(jù)基礎之上的數(shù)據(jù)挖掘已成為了一種戰(zhàn)略資源,更為建設智慧城鎮(zhèn)鋪墊了道路。為了使物聯(lián)網(wǎng)下的大數(shù)據(jù)成為城鎮(zhèn)走向“智慧化”的強大引擎,還需要進一步把握物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢,從而實現(xiàn)以物聯(lián)網(wǎng)帶動大數(shù)據(jù)的發(fā)展,繼而實現(xiàn)智慧城鎮(zhèn)建設目標。
一、大數(shù)據(jù)的基本概念和特征
(一)大數(shù)據(jù)的基本概念:
由于大數(shù)據(jù)本身較為抽象,目前還沒有一個公認的定義, 2009年流行于互聯(lián)網(wǎng)直到2013年,一場大數(shù)據(jù)變革悄然來襲,影響了眾多領域,因此2013年被稱為大數(shù)據(jù)元年。早年,著名的Apache的開源項目Hadoop成為處理大數(shù)據(jù)的基礎。后來Gartner研究機構將其定義為一種巨大規(guī)模、多樣性和高增長特性的信息產(chǎn)業(yè),它和普通的數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)互不兼容,需要從新的 并行數(shù)據(jù)處理平臺或技術從大數(shù)據(jù)中提取有效的決策并優(yōu)化信息。正如IBM首席執(zhí)行官羅睿蘭所說,大數(shù)據(jù)將是下一個自然資源。而大數(shù)據(jù)的處理周期與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比也從原來的月、周、天變?yōu)闀r、分、秒。而隨著物聯(lián)網(wǎng)時代下的大數(shù)據(jù)發(fā)展,城鎮(zhèn)以及人們的衣食住行、娛樂、安全等,也變得越來越智能化。
(二)大數(shù)據(jù)的特征:
大數(shù)據(jù)具有典型的4V特征:Volume(大量性)、Variety(多樣性)、Velocity(高速性)、典型的Value(價值性)。這四個典型特征保證了大數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更大、更快、更好。
1.大量性:著名未來科學家阿爾文托夫勒曾預言“大數(shù)據(jù)”是三次浪潮的華彩樂章,30多年后隨著信息化的發(fā)展和爆發(fā)式的增長,大數(shù)據(jù)時代如期而至,僅百度公司數(shù)據(jù)總量已接近1000PB,存儲網(wǎng)頁的數(shù)量接近1萬億,每天響應請求幾十億次,淘寶的4億會員每天產(chǎn)生商品交易數(shù)據(jù)多達20TB,一分鐘內(nèi)“臉譜”的瀏覽量超過600萬,而這些迅速增長的數(shù)據(jù)把人類帶入了一個以PB為單位的大數(shù)據(jù)時代。
2.多樣性:大數(shù)據(jù)的形式大體可以分為三類:一是結構化數(shù)據(jù),二是非結構化數(shù)據(jù),三是半結構化數(shù)據(jù),由數(shù)據(jù)來源決定大數(shù)據(jù)的多樣性。
3.高速性:大數(shù)據(jù)的規(guī)模大并且對響應速度有嚴格的要求,在分析數(shù)據(jù)輸入等處理上幾乎不延遲。
4.價值性:物聯(lián)網(wǎng)時代下的大數(shù)據(jù)蘊藏的價值是巨大的,隨著信息化高度發(fā)展時代,人們生活領域以及衣食住行、娛樂,都會變得越來越智能化,大數(shù)據(jù)在不久的將來遍布城市各個角落,成為“城鎮(zhèn)”走向“智慧城鎮(zhèn)”的強大引擎。
二、物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢和智慧城鎮(zhèn)建設
(一)物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展像互聯(lián)網(wǎng)一樣,使用物聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)量要看用戶貢獻或使用了多少數(shù)據(jù),因此數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是否成功的核心。正是因為這些聯(lián)系把物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)連接在了一起。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)之間也是有區(qū)別的,最基本的是結構化數(shù)據(jù)也是最容易被處理的,其次是可處理非結構化數(shù)據(jù),如新聞等,還有就是不能被處理的非結構化數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)的運營模式里,它有著數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理,決策和應用的過程。數(shù)據(jù)處理是最重要的環(huán)節(jié)也是其價值所在。
(二)推動智慧城鎮(zhèn)建設
隨著物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù)等信息技術的進步,我們居住的城鎮(zhèn)以及交通、家居、物流環(huán)保的智能化,成為了經(jīng)濟新的增長點。物聯(lián)網(wǎng)把實物通過傳感器與互聯(lián)網(wǎng)進行連接,達到智能識別與管理。其結構分為四層,即感知層、網(wǎng)絡層、應用層和實體層,每一層都與數(shù)據(jù)產(chǎn)生和處理有關。在感知層上,包括了三維碼標簽,RFID標簽,GPS,傳感器等,識別物體,提取信息,網(wǎng)絡層將感知層獲得的信息進行傳遞和簡單處理,應用層是物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)的深度處理融合,借助數(shù)據(jù)采集、傳輸實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與各類實體相互應用,實體層則把物聯(lián)網(wǎng)結構形成了環(huán)狀封閉結構,從物聯(lián)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng),從互聯(lián)網(wǎng)到實體,數(shù)據(jù)的產(chǎn)生范圍成倍增長。智慧農(nóng)業(yè)即屬于物聯(lián)網(wǎng)應用層也是智慧城鎮(zhèn)建設的重要組成部分,與之相關的種子,土壤,化肥,溫度,光照,各種養(yǎng)分等進行監(jiān)測,這一過程中產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù),有利于輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn),提升價值。通過物聯(lián)網(wǎng)的四層結構,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的預期得以實現(xiàn)。智能交通是另一個代表。大數(shù)據(jù)下的智能交通通過感知層、傳感器、監(jiān)控、GPS等產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)與天氣狀況等數(shù)據(jù)相結合,監(jiān)控到每條路、每輛車,將信息處理后傳遞給人們,為人們提供最好的體驗,提升通行效率,降低事故率。
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)下的大數(shù)據(jù)應用是主體,技術是手段,智慧城鎮(zhèn)的發(fā)展時期推廣的重要手段,而推廣進程中也對物聯(lián)網(wǎng)結構,、大數(shù)據(jù)處理提出了更現(xiàn)實生動的要求。物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)的發(fā)展將為城鎮(zhèn)帶來智慧的變革,實現(xiàn)建設智慧城鎮(zhèn)的目標。
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1.1傳感器種類繁多,功能相近,將向細化
其發(fā)功能的方向發(fā)展目前,應用的傳感器產(chǎn)品都能夠達到對環(huán)境監(jiān)測的目的,并能夠形成簡單的系統(tǒng),但是功能不完整,擴展性和升級能力相對較差,性價比不高,沒有取得較好的推廣效果。無線傳感器技術的發(fā)展使農(nóng)業(yè)傳感器將朝著微型化、低功耗、高可靠性的方向發(fā)展,能否降低構建傳感器網(wǎng)絡的成本,降低傳感器的功耗,延長傳感器網(wǎng)絡的生命周期是傳感器網(wǎng)絡能否在農(nóng)業(yè)中得到廣泛應用的關鍵。同時,發(fā)展可靠性高的更為先進的身份識別技術以及設施與機械化技術的功能定位,引進精準農(nóng)業(yè)技術、智能化技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等高新技術,提高設施農(nóng)業(yè)機械化、自動化、信息化水平。
1.2網(wǎng)絡傳輸管理系統(tǒng)建設滯后,無線通信
技術將獲廣泛應用設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術需要一個穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和通用性上均衡發(fā)展的管理系統(tǒng)或管理平臺,設施農(nóng)業(yè)綜合管理系統(tǒng)大多還處于試驗研究階段,價格昂貴,真正能夠大面積推廣的產(chǎn)品還很少。此外,如何提高傳感器網(wǎng)絡的可靠性也將是研究的重心。現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡空間范圍查詢處理算法能量消耗較大,且當節(jié)點失效時查詢處理過程易被中斷,無法返回查詢結果。wifi技術因其組網(wǎng)靈活、易維護、易拓展和豐富的配套設備等優(yōu)勢將在設施農(nóng)業(yè)中得到更廣泛的應用;同時,通過對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳濃度、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境參數(shù)進行實時采集,自動控制指定設備。同時在設施現(xiàn)場布置攝像頭等監(jiān)控設備,用戶通過電腦或G4手機實時采集視頻信號,收集設施內(nèi)生長環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析,從而達到遠程控制智能調(diào)節(jié)指定設備,為作物生長信息實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動控制和智能化管理提供科學依據(jù)。
1.3人才匱乏,技術不完善,應用推廣范圍較小
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設需要國家鼓勵和加大對物聯(lián)網(wǎng)的物資投資和人才投資,給予資金技術支持;需要國家加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專門人才的培養(yǎng),提高他們的創(chuàng)新能力以及應用能力;需要專業(yè)的設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術服務。各物聯(lián)網(wǎng)設備開發(fā)企業(yè),圍繞這個平臺和標準,開發(fā)相應的配套產(chǎn)品設備,不再投入大量精力開發(fā)基礎的軟硬件,可以節(jié)省人力、物力,增加設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的產(chǎn)品種類,加快設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合技術的推廣應用。
當物聯(lián)網(wǎng)遇上農(nóng)業(yè),一般人首先想到的可能是用傳感器獲取溫度、濕度、光照、風力等數(shù)據(jù)進行作物監(jiān)控管理,或者在牛耳朵上打上RFID耳標進行動物溯源。但今天,看似簡單的物聯(lián)網(wǎng)技術對農(nóng)業(yè)的滲透其實遠超常識,因為應用場景的不同,物聯(lián)網(wǎng)漸漸改變著古老農(nóng)業(yè)“靠天吃飯”的傳統(tǒng)。
農(nóng)機有“智慧”
我國重要的糧食主產(chǎn)地東北,是應用大型農(nóng)機裝備的主要區(qū)域。在東北,糧食生產(chǎn)主要以農(nóng)場為單位,比如黑龍江紅星農(nóng)場、856農(nóng)場、閆家崗農(nóng)場等。由于耕地面積廣大,農(nóng)場的生產(chǎn)經(jīng)營與“一畝三分地”式的小農(nóng)作業(yè)完全不同。
比如土地平整和起壟作業(yè),一方面對拖拉機手的技術和經(jīng)驗提出了很高的要求,因為這直接決定了作業(yè)質量如直線度、平整度;另一方面由于作業(yè)過程中需要注意力高度集中,造成勞動強度很大,非常需要拖拉機在作業(yè)過程中減少人為操作。
因此科研人員想到給拖拉機安裝傳感器、激光儀、導航設備等,賦予拖拉機“智慧”,使得拖拉機在導航狀態(tài)下自動走直;利用激光發(fā)收設備結合傳感器精確完成土地平整作業(yè)。
除了生產(chǎn)作業(yè)之外,農(nóng)場的管理同樣需要借助物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)黑龍江紅星農(nóng)場技術負責人孫洪江介紹,基于精準農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,紅星農(nóng)場近年引進了一套機車監(jiān)管服務系統(tǒng)。
孫洪江說,紅星農(nóng)場屬于國營農(nóng)場,行使國家土地管理職能。農(nóng)場把土地承租給農(nóng)戶,機車由農(nóng)戶自己購買,農(nóng)場實行統(tǒng)一管理,每輛機車在農(nóng)場有編制。農(nóng)場根據(jù)農(nóng)戶的作業(yè)量進行結算。
以往每年耕種時節(jié),是由農(nóng)機統(tǒng)計員手工統(tǒng)計每個農(nóng)戶的工作量,但因為耕種面積大,往往一塊地有3~5臺機車作業(yè),有的車干得多,有的車干得少,統(tǒng)計員就偷懶取平均數(shù),農(nóng)戶吃大鍋飯。
因此,為了能準確獲取每個農(nóng)戶每天的工作量,農(nóng)場和國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術研究中心合作,給每臺機車上安裝一個傳感器和GPS定位,傳感器能實時獲取機車作業(yè)數(shù)據(jù)并傳送到機載終端,終端把數(shù)據(jù)發(fā)送到農(nóng)場的系統(tǒng)平臺。
孫洪江說,就是這樣一套系統(tǒng),一方面能讓農(nóng)場管理者實時了解機車的田間位置、作業(yè)軌跡、農(nóng)戶的作業(yè)量,系統(tǒng)自動生成日、月、年報表,給核算提供支持;另一方面由于機載終端可以自動生成作業(yè)報表,農(nóng)戶自己也可以很清楚地知道每天干了多少活,產(chǎn)生了多少效益。
美國風河公司認為,利用物聯(lián)網(wǎng)等技術使農(nóng)田與農(nóng)機網(wǎng)絡化、為農(nóng)場主提供決策支持是未來智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。未來不管是火星上的探測車、空中的飛機還是田間的農(nóng)機,都需要具備一些基本能力――物聯(lián)網(wǎng)中每一個終端設備都需要網(wǎng)絡互連性、可管理性和安全性。
孫洪江對這樣的趨勢看得很清楚,但多年的實踐也讓他深切體會到理論與現(xiàn)實的差距。他以精準農(nóng)業(yè)中的變量施肥為例指出,困擾變量施肥的瓶頸在土壤取樣和化驗,雖然國外提供了土壤取樣機和快速化驗的設備,但誤差率高,所以精確的變量施肥依然沒有從技術上解決。
溫室與節(jié)水
如果說大型農(nóng)場的物聯(lián)網(wǎng)技術還有些“粗獷”,那么對于溫室種植而言,物聯(lián)網(wǎng)加上自動控制技術,已經(jīng)讓整個生產(chǎn)過程變得智能化。
在北京瑞正園種植部經(jīng)理穆金星眼里,如今的草莓種植與十幾年前已完全不同。穆金星介紹,他手下的一位草莓技術員種了20多年草莓,來瑞正園之前一直在遼寧老家種。“3個棚五畝地,一天看三次,夫妻二人忙得沒時間扭秧歌。”穆金星笑說。
在草莓種植過程中,濕度控制很關鍵,所以農(nóng)戶都會在大棚里放濕度計。“濕度不夠就要澆水,所以人得成天在棚里呆著。”
北京瑞正園成立于2008年,創(chuàng)始人張建國稱最初的想法就是讓家人吃上健康食物,養(yǎng)雞種菜。后來漸漸涉足有機蔬菜水果的種植,基地面積從最初的160畝發(fā)展到現(xiàn)在2000余畝,投資超過3億元。
2011年瑞正園和北京市農(nóng)林科學院、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術研究中心合作利用物聯(lián)網(wǎng)技術種植草莓,在大棚里裝上可以探測土壤和空氣溫度、濕度以及光照強度的傳感器,通過無線網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)實時傳到監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)棚內(nèi)的溫度、濕度和光照。
穆金星說,瑞正園的草莓一共156個大棚,技術管理員有52人,平均一個人管理三個棚,生產(chǎn)效率大為提高。
節(jié)水灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相當重要的技術熱點。在重慶忠縣柑橘種植過程中,智能灌溉控制系統(tǒng)圍繞“信息監(jiān)測―決策控制―系統(tǒng)集成”三個關鍵環(huán)節(jié),根據(jù)柑橘種植特征,對不同海拔高度柑橘生理生態(tài)信息及本地氣象進行實時監(jiān)測,同時配套灌溉施肥系統(tǒng),為柑橘生長提供了最優(yōu)的水肥保障。
柑橘園相關負責人表示,這套系統(tǒng)的運行實現(xiàn)了果園信息采集自動化,信息管理遠程化,生產(chǎn)經(jīng)營決策智能化,大幅度提高了柑橘栽培與經(jīng)營的效益,為柑橘產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提供了基礎數(shù)據(jù)源。
物物相連是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢
“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”早已不是新鮮話題,今年9月在蘇州召開的全國“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工作會議更是彰顯了國家對這一議題的高度重視。
近年來,歐美等發(fā)達國家和地區(qū)紛紛調(diào)整和加快物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略部署,重點推動技術創(chuàng)新與應用升級,全球物聯(lián)網(wǎng)步入實質性推進和規(guī)模化發(fā)展的新階段,信息化物物相連的時代正在到來。我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)熟化了一批關鍵技術、開發(fā)了一批實用系統(tǒng)、探索出了一批應用模式、制定了一批標準規(guī)范,并在大田種植、設施種植、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、質量安全追溯等領域得到推廣應用,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始涉足農(nóng)業(yè)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程。
2016 年國家“十三五”規(guī)劃綱要中提出,要推進農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用。農(nóng)業(yè)部也提出要大力推進物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,推進物聯(lián)網(wǎng)工程深入實施。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務中的具體應用,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)業(yè)信息化的關鍵技術之一,是“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行動的重要部分,是推動信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合的重要切入點,是推動農(nóng)業(yè)轉方式調(diào)結構、推進農(nóng)業(yè)供給側結構性改革的重要手段。
因此,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅需要搭上時髦的互聯(lián)網(wǎng)快車,更需要給這列快車不斷加油提速,讓信息技術更快地從實驗室走進田間地頭。正如農(nóng)業(yè)部副部長屈冬玉在本次大會上強調(diào)的,“要順應全球信息化發(fā)展趨勢,把農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)業(yè)信息化最核心、最根本的信息技術來抓,緊緊抓住信息革命給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化‘彎道超車’提供的重大歷史機遇,瞄準智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。”
物物相連讓“石山”變“寶山”
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)究竟在農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈上有哪些作為呢?不妨看看海口市石山互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)小鎮(zhèn)的成功案例里是否有其他地區(qū)可以借鑒的經(jīng)驗。“石山模式”的成功是促使本次大會落戶海口的重要原因之一,而深入實地參觀“石山模式”也是本次大會的重要組成部分,記者跟隨與會嘉賓一同探索了這個既有傳統(tǒng)氣息又充滿科技魅力的小鎮(zhèn)。
石山這個萬年火山旁的千年古鎮(zhèn),自2015年5月開始啟動建設成為海南首個互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)小鎮(zhèn),利用互聯(lián)網(wǎng)深度融合一二三產(chǎn)業(yè)。同時,海口在石山全力推進互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設和信息化改造,朝著“4G到村、百兆入戶、無線WIFI全覆蓋”的目標前進,讓百姓能夠和在城里一樣暢游網(wǎng)絡,吸引了大批青壯年返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)。
石山通過互聯(lián)網(wǎng)連接了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、流通、生活與公共管理,打造了利用互聯(lián)網(wǎng)改變農(nóng)村面貌的綜合平臺,因地制宜地發(fā)展了火山特色農(nóng)業(yè),建設了火山石斛、火山壅羊、火山荔枝等產(chǎn)業(yè)園,并聯(lián)手電商平臺,發(fā)展訂單農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè),將“石山”變成“寶山”。
還沒踏進石斛園,便遠遠看到無人機搭載著攝像機在天上自助巡航,配合地面監(jiān)控形成“天羅地網(wǎng)”,無死角地監(jiān)控著作物生長情況;植物生理本體感知系統(tǒng)利用適時采集的數(shù)據(jù)分析干旱、高溫等狀況,指導管理人員進行灌溉、降溫等操作;植被健康診斷觀測儀能夠快速測到植被葉綠素含量、冠層株高等信息,從而推斷石斛的生長健康狀況,指導園區(qū)合理實施用藥;水肥一體化控制系統(tǒng)通過檢測養(yǎng)分、水分含量等數(shù)據(jù),指導農(nóng)戶科學施肥、灌溉……管理人員通過這些物聯(lián)網(wǎng)設備的科學、及時指導進行最合理的操作,大幅度提高了石斛的產(chǎn)量和品質,實現(xiàn)了節(jié)水增效的目的,讓坐在辦公室里務農(nóng)成為現(xiàn)實。
當然,火山石斛僅是石山這座農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用大廈的一角,通過物聯(lián)網(wǎng)的大力建設,2015年石山全鎮(zhèn)農(nóng)民人均收入8652元,同比增長近60%。石山廣大農(nóng)戶在轉變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的同時,生活更加方便,錢袋子越來越鼓。參觀完“石山模式”,來自全國各地的與會嘉賓紛紛點頭稱道,認為這里的發(fā)展值得借鑒。在農(nóng)村能和城市一樣工作,享受信息化生活,自然也就沒人往外跑了,農(nóng)村“空心化”得到了解決。
物物相連助力農(nóng)業(yè)節(jié)本增效
石山的成功不是個案,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已在全國多地開花結果,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的節(jié)本增效起到巨大作用。本次大會上還召開了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)本增效交流會,農(nóng)業(yè)部市場與經(jīng)濟信息司了《全國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告2016》,各地代表也紛紛發(fā)言講述了他們的成功案例,對其他地區(qū)起到了很好的示范作用。
農(nóng)業(yè)部市場與經(jīng)濟信息司別出心裁地制作了兩個視頻在會上播放,分別講述了通過物聯(lián)網(wǎng)技術檢測奶牛飼養(yǎng)和番茄種植過程中各種影響產(chǎn)量的因素,進而對管理人員做出決策、快速管控提供可靠依據(jù),達到節(jié)本增效的目的。令記者印象深刻的是奶牛表型特征檢測系統(tǒng),這是一種類似收集人體數(shù)據(jù)的“手環(huán)”的工具。讓奶牛也和人一樣戴上“手環(huán)”,就可知道奶牛的身體狀況和運動量,更精準地為奶牛制定“健身方案”,產(chǎn)出更優(yōu)質的牛奶。
隨著我國水資源的日漸緊缺,我國的水資源供需矛盾也逐漸表現(xiàn)出來,而農(nóng)業(yè)作為用水大戶,其發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)已經(jīng)成了農(nóng)業(yè)未來發(fā)展勢在必行的方向[2]。目前節(jié)水農(nóng)業(yè)主要采取了滴灌、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉措施,雖然相對于大水漫灌而言,已經(jīng)實現(xiàn)了較高的用水效率,但綜合分析,其精準度依舊不夠,無法根據(jù)農(nóng)作物的具體需水要求進行灌溉。物聯(lián)網(wǎng)技術結合農(nóng)業(yè)的發(fā)展誕生了物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng),不僅提高了灌溉精準度,同時也減輕了人力勞動,實現(xiàn)了遠程控制,全面提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)智能化農(nóng)業(yè)灌溉是指不需要人進行其實控制,系統(tǒng)能夠自動的感知對農(nóng)作物何時進行灌溉,以及為農(nóng)作物灌溉多少的問題。物聯(lián)網(wǎng)智能化灌溉可以根據(jù)農(nóng)作物的數(shù)據(jù)采集結果自動開啟灌溉系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術是目前我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉型的重要技術支撐,也幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了向遠程化、精細化、自動化、虛擬化的轉型[3]。物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)提高了灌溉的綜合管理水平,將原本最需要人的經(jīng)驗才可以進行生產(chǎn)的農(nóng)業(yè),轉變成了科技化生產(chǎn)模式,不僅杜絕了人為操作的盲目性與隨意性,同時提高了全面管理水平,實現(xiàn)了一個人對上萬畝地的管理。由此可見,推廣物聯(lián)網(wǎng)智能化節(jié)水灌溉,不僅可以有效地緩解我國的水資源短缺危機提高我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的水平,改變原先粗放式的灌水模式,同時也可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理水平的提升,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,減少人力勞動,全面優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。所以基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術,必然成為今后農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展趨勢。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉體系
【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術 農(nóng)業(yè)信息化建設 應用
在進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的過程之中,通過對先進的物聯(lián)網(wǎng)技術的有效運用,可以有效地提升農(nóng)業(yè)信息管理的水平,為促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升打下堅實的基礎。在這樣的背景下,就需要在進行農(nóng)業(yè)信息化建設的過程之中,充分注意到建設思想的轉變。在轉變的過程之中,人們通過把先進的信息科學技術和農(nóng)業(yè)信息管理的手段有效結合在一起,充分利用好物聯(lián)網(wǎng)技術這一手段,提升農(nóng)業(yè)信息管理的水平和效率,滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息管理的實際需要。
1 影響物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)信息化建設中的應用的幾點重要因素
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術應用的水平因素
在物聯(lián)網(wǎng)技術應用于農(nóng)業(yè)信息化建設中過程中,會受到技術水平的限制和傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息管理理念的影響。具體來說,在物聯(lián)網(wǎng)技術應用于農(nóng)業(yè)信息化建設的過程中,雖然有的農(nóng)業(yè)信息管理部門已經(jīng)配備了相應的計算機設備應用物聯(lián)網(wǎng)。但是,農(nóng)業(yè)信息管理人員仍然難以將計算機設備合理地利用起來,只將這些設備用于日常的辦公。在這樣的背景下,就需要農(nóng)業(yè)信息管理人員通過提升自己的技術水平,利用相應的計算機設備對信息化數(shù)據(jù)進行收集整理,提升農(nóng)業(yè)信息的管理水平和管理效率,進而有效地發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)對于農(nóng)業(yè)信息化建設的促進效用,成為促進農(nóng)業(yè)信息化建設的重要助力。隨著農(nóng)業(yè)信息化建設水平的進一步上升,用戶對于農(nóng)業(yè)信息的要求也越來越高,針對這樣的情況,如何改變傳統(tǒng)的思維觀念,有效地開發(fā)出新型的農(nóng)業(yè)信息管理技術,已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)信息化建設的重要問題之一。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術應用的認知因素
在物聯(lián)網(wǎng)技術應用于農(nóng)業(yè)信息化建設過程中,還存在著農(nóng)業(yè)信息管理領導對物聯(lián)網(wǎng)應用的重視程度不夠的問題,其集中體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)信息管理部門并沒有針對農(nóng)業(yè)信息管理的信息化建設提供一套完整的管理體系,對農(nóng)業(yè)信息化建設的認識和重要性評估不到位。在實際的農(nóng)業(yè)信息管理工作過程之中,農(nóng)業(yè)信息管理工作人員被傳統(tǒng)的思維觀念所籠罩,只注重對農(nóng)業(yè)信息的收集,并不注重對農(nóng)業(yè)信息的合理利用和分析,難以充分發(fā)揮出農(nóng)業(yè)信息的寶貴價值,嚴重浪費了農(nóng)業(yè)信息資源。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術應用的觀念因素
物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)信息化建設中的應用過程中,農(nóng)業(yè)信息收集管理人員只需要將農(nóng)業(yè)信息資料收集進入相應的保管倉庫之后就沒有別的任務了。但是,隨著人民群眾對信息的需求的逐步提升,對于存儲的信息的合理利用已經(jīng)逐步超過了信息本身的價值。因此,農(nóng)業(yè)信息管理人員應當合理地改變自身的觀念,學會如何有效地利用物聯(lián)網(wǎng)資源,重視對物聯(lián)網(wǎng)資源的獲取。但是,截至目前為止,大部分的農(nóng)業(yè)信息管理人員仍然難以意識到對物聯(lián)網(wǎng)資源進行有效利用的重要性,難以滿足農(nóng)業(yè)信息化建設的需求。
2 推動物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)信息化建設中應用效果的策略
2.1 強化農(nóng)業(yè)信息管理人員對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用意識
為了提升農(nóng)業(yè)信息管理的信息化管理水平,農(nóng)業(yè)信息管理人員應當保持對物聯(lián)網(wǎng)技術的重視和關注,并在建設的過程之中勇于進取,選擇合理的物聯(lián)網(wǎng)應用方法,并緊隨時代的步伐進行對尖端的物聯(lián)網(wǎng)技術的應用和獲取。與此同時,農(nóng)業(yè)信息管理人員還要提升自身的信息化管理水平,掌握最新的科學技術管理方法,并逐步掌握一定的計算機管理技術。除此之外,農(nóng)業(yè)信息管理人員還要改變原有的傳統(tǒng)意識,注重對農(nóng)業(yè)信息的合理開發(fā)利用,開闊自身的視野,將最新的物聯(lián)網(wǎng)技術引進到農(nóng)業(yè)信息管理過程之中。
2.2 提升農(nóng)業(yè)信息化建設的配置水平
在進行農(nóng)業(yè)信息管理現(xiàn)代化建設的過程之中,為了有效保證農(nóng)業(yè)信息化的建設水平,就需要在進行建設的過程之中,加大對于農(nóng)業(yè)信息建設資金投入力度,并通過有效的方式加大對于農(nóng)業(yè)信息化建設力度。與此同時,由于農(nóng)業(yè)信息化建設對于計算機硬件和計算機軟件的要求很高,這就要求對農(nóng)業(yè)信息化建設的硬件和軟件水平進行提升,有效保證農(nóng)業(yè)信息化建設水平。具體來說,不僅要為農(nóng)業(yè)信息化管理部門配備計算機設備,還要配備掃描儀、光盤刻錄機等設備,充分滿足農(nóng)業(yè)信息化管理的需求。對于軟件方面,要選擇完善的軟件進行使用,保證信息化管理的水平和效率。
2.3 引進物聯(lián)網(wǎng)技術人才
為了充分保證農(nóng)業(yè)信息化的建設水平,還需要農(nóng)業(yè)信息管理部門引進更多的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術人才,提升農(nóng)業(yè)信息管理部門對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用水平。與此同時,農(nóng)業(yè)信息管理部門應當定時開展對員工的物聯(lián)網(wǎng)技術的專業(yè)素質培訓工作,完善農(nóng)業(yè)信息管理工作人員的知識結構,提升農(nóng)業(yè)信息管理工作者的信息化管理水平,提升農(nóng)業(yè)信息化建設的水平。
3 結論
綜上所述,伴隨著信息科學技術的不斷向前發(fā)展,農(nóng)業(yè)的信息化管理已經(jīng)成為當今社會發(fā)展的最新趨勢,與此同時,通過對物聯(lián)網(wǎng)技術的有效運用,可以有效提升農(nóng)業(yè)的信息化建設水平。在這樣的背景下,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化建設已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)信息管理的緊要任務。針對這樣的情況,農(nóng)業(yè)信息管理工作者要勇于擔負起農(nóng)業(yè)信息化建設的責任,不斷優(yōu)化設計農(nóng)業(yè)信息化管理的設計方案,提升農(nóng)業(yè)信息管理的信息化水平。與此同時,也要深刻地認識到實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化管理是一個漫長的過程,在這個過程之中,相關單位要牢牢抓住科學技術更新的契機,將農(nóng)業(yè)信息化建設真正地落到實處,切實提升農(nóng)業(yè)信息化管理水平。
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關鍵詞 互聯(lián)網(wǎng)+ 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 發(fā)展路徑 可持續(xù)發(fā)展
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,科學技術已經(jīng)成為當下的熱門話題之一。近年來,互聯(lián)網(wǎng)與人們的生活密不可分,無論是在人們的日常生活中,還是在社會各行各業(yè)的發(fā)展中,互聯(lián)網(wǎng)技術都起到了不可磨滅的作用。二十一世紀是一個互聯(lián)網(wǎng)時代,在這種背景下,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式受到了阻礙,其必須迎合新時期的發(fā)展趨勢,將“互聯(lián)網(wǎng)+”融合于農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,以形成有效的產(chǎn)業(yè)整合,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的大力發(fā)展。“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的現(xiàn)代農(nóng)業(yè),需要不斷地完善產(chǎn)業(yè)結構,實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的轉型,制定科學的農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑。
一、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下農(nóng)業(yè)的含義
“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)業(yè)指的就是將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術相結合,并利用網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的轉型,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術,優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,挖掘和豐富農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關信息,以推動我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,保障農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定增長。
二、現(xiàn)階段“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問題
現(xiàn)階段“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問題主要有:一是網(wǎng)絡在農(nóng)村的普及度不高。雖然如今互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展大家有目共睹,但是在部分偏遠落后的地區(qū),網(wǎng)絡條件并不是十分好。當?shù)氐霓r(nóng)民缺乏網(wǎng)絡交易意識,而且對網(wǎng)絡的應用也不熟悉,以致于其仍然使用傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運營模式,無法真正實現(xiàn)有效的“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)業(yè)。二是還未重視農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心地位,在轉型過程中忽視了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的制定和完善;三是部分農(nóng)民對新事物的接受能力比較慢,對互聯(lián)網(wǎng)的應用還未完全掌握。農(nóng)產(chǎn)品的信息還是過去的傳統(tǒng)手法,未能發(fā)揮電子商務的作用,從而導致農(nóng)業(yè)電子商務服務效果不顯著。
三、今后“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的有效路徑
(一)向智慧農(nóng)業(yè)轉型
在互聯(lián)網(wǎng)時代下,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應當改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,向智慧農(nóng)業(yè)轉型。首先,要將互聯(lián)網(wǎng)技術貫穿于農(nóng)業(yè)發(fā)展的每一個環(huán)節(jié)中,以提高資源利用率。通過互聯(lián)網(wǎng)技術的應用,能夠科學地控制施肥灌溉,有效分配人力資源,促進耕種的精準度。在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中,利用互聯(lián)網(wǎng)技術,能夠保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)性,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率;其次,要充分利用大數(shù)據(jù),升級農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的產(chǎn)物,其能夠通過大數(shù)據(jù)來把控各項信息,實現(xiàn)便捷而有效的通訊,可簡化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的繁復性。比起傳統(tǒng)的數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)所包含的信息要更為廣闊,數(shù)據(jù)類型要更為豐富,具有結構不單一、規(guī)模大的特點。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用大數(shù)據(jù),完善物聯(lián)網(wǎng)體系,能夠有效的實現(xiàn)智能化生活,對田g的土壤、生態(tài)環(huán)境和作物等實施實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)耕種中的問題并采用針對性的方案來解決,可提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效益。
(二)完善互聯(lián)網(wǎng)背景下農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)想要取得良好的發(fā)展,核心任務是制定現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈并不斷地完善。為避免發(fā)生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和銷售中的各項問題,則必須遵循共贏原則。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應當做好市場調(diào)查,明確市場的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品需求,發(fā)展龍頭企業(yè),以帶動和發(fā)展其他生產(chǎn)企業(yè)。要重視農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展,推動農(nóng)村經(jīng)濟合作社的發(fā)展,加大對農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的扶持,提高企業(yè)競爭力。除此之外,還應當建立完善的農(nóng)業(yè)電子商務平臺,擴展農(nóng)產(chǎn)品的網(wǎng)絡銷售渠道,合理配置資源,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新。
(三)促進農(nóng)業(yè)電子商務的發(fā)展
電子商務是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物之一,其是一種全新的購物模式,能夠對農(nóng)產(chǎn)品的銷售起到重要作用。這種新型的銷售方式,能夠減少產(chǎn)品的流通成本,縮短流通時間,提高農(nóng)產(chǎn)品的銷售量,從而提高農(nóng)業(yè)的銷售量,增加農(nóng)民的收入。這種經(jīng)營模式可以讓人們更了解農(nóng)產(chǎn)品,豐富農(nóng)產(chǎn)品的類型,有利于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,也是互聯(lián)網(wǎng)背景下農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然需求。
四、結語
將互聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)相結合,是社會發(fā)展的必然要求,也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向。就當下而言,“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)取得了一定的成效,發(fā)展速度快,但是仍然還存在著一定的問題,有待于進一步改善和解決。這是一項長期工作,不可急于一時。“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的農(nóng)業(yè)有著良好的發(fā)展前景,在未來的發(fā)展過程中,要善于發(fā)現(xiàn)問題并有效解決問題,制定完善的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展制度,尋找最適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的道路,以推動我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,保障我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定性。
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一、概述
“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。業(yè)內(nèi)專家認為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟的復蘇提供技術動力。
智能控制是為了達到節(jié)能、舒適、便利的目的,要求對市政、家庭、農(nóng)業(yè)等的智能控制和監(jiān)視制定細致的策略和方案。但是,傳統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)由于很多因素的制約,很難達到要求。為了解決這些問題,業(yè)界嘗試了很多辦法,但基本上都屬于封閉式的,多采用私有協(xié)議,彼此間難以互通,導致結構不透明,靈活性、擴充性不佳。從長遠看,智能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是走向開放,尤其是智能控制與互聯(lián)網(wǎng)的融合是其中一個重要發(fā)展趨勢。
二、智能農(nóng)業(yè)大棚的應用分析
通過對農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫濕度信號、光照度以及土壤的水分等參數(shù)的采集,能夠根據(jù)用戶設定的參數(shù),自動開啟或關閉設備,來達到大棚內(nèi)的參數(shù)平衡。這樣,可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)信息的自動監(jiān)測,對大棚內(nèi)設施進行自動控制和智能化管理。
大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器,對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度,濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、CO濃度等環(huán)境參數(shù)進行實時采集,自動開啟或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開關卷簾等)。在每個智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署空氣溫濕度傳感器2只,用來監(jiān)測大棚內(nèi)空氣溫度、空氣濕度參數(shù);每個農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署土壤溫度傳感器2只、土壤濕度傳感器2只、光照度傳感器2只,用來監(jiān)測大棚內(nèi)土壤溫度、土壤水分、光照度等參數(shù)。所有傳感器一律采用直流24V電源供電,大棚內(nèi)僅需提供交流220V市電即可。 每個農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套采集傳輸設備(包含中心節(jié)點、無線3G路由器、無線3G網(wǎng)卡等),用來傳輸各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設備控制指令數(shù)據(jù)等到internet上與平臺服務器交互。 在每個需要智能控制功能的大棚內(nèi)安裝智能控制設備1套(包含一體化控制器、擴展控制配電箱、電磁閥、電源轉換適配設備等),用來傳遞控制指令、響應控制執(zhí)行設備。實現(xiàn)對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風等行為的實現(xiàn)。
三、系統(tǒng)架構研究
1、總體架構
系統(tǒng)的總體架構分為傳感信息采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠程控制四部分。
2、傳感信息采集分析:
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),主要負責溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制。數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用ZigBee無線傳感模式。 傳感器的數(shù)據(jù)上具有Zigbee模式和RS485模式兩種,RS485模式中數(shù)據(jù)信號通過有線的方式傳送,涉及大量的通訊布線。而在Zigbee傳輸模式中,傳感器數(shù)據(jù)通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到Zigbee中心節(jié)點上,用戶終端和一體化控制器間傳送的控制指令也通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點上,省去了通訊線纜的部署工作。中心節(jié)點再經(jīng)過邊緣網(wǎng)關將傳感器數(shù)據(jù)、控制指令發(fā)送到上位機的業(yè)務平臺。用戶可以通過有線網(wǎng)絡/無線網(wǎng)絡訪問上位機系統(tǒng)業(yè)務平臺,實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù),控制大棚現(xiàn)場的相關設備。Zigbee模式具有部署靈活、擴展方便等優(yōu)點。所以,在這里我們采用的是Zigbee模式。
3、控制系統(tǒng)分析:
控制系統(tǒng)主要由一體化控制器、執(zhí)行設備和相關線路組成,通過一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設備,包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等,噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設備,空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風機等設備。 采集傳輸部分主要將設備采集到的數(shù)值傳送到服務器上,現(xiàn)有大棚設備支持3G、有線等多種數(shù)據(jù)傳輸方式,在傳輸協(xié)議上支持IPv4現(xiàn)網(wǎng)協(xié)議及下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6協(xié)議。 業(yè)務平臺負責對用戶提供智能大棚的所有功能展示,主要功能包括環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)空間/時間分布、歷史數(shù)據(jù)、超閾值告警和遠程控制五個方面。用戶還可以根據(jù)需要添加視頻設備實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控功能。數(shù)據(jù)空間/時間分布將系統(tǒng)采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀況(折線圖)和空間分布狀況(場圖)、歷史數(shù)據(jù)可以向用戶提供歷史一段時間的數(shù)值展示;超閾值告警則允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍,并將超出范圍的情況反映給用戶。
四、智能農(nóng)業(yè)大棚主要功能
1、數(shù)據(jù)采集
能夠對智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的數(shù)據(jù)進行無線采集,可以采集內(nèi)部的溫濕度、光照、以及土壤的水分等參數(shù)。
2、視頻監(jiān)控
用戶能夠實時地通過電腦或手機進行監(jiān)控,觀察大棚內(nèi)作物生長狀況。
3、數(shù)據(jù)存儲
系統(tǒng)能夠對歷史數(shù)據(jù)進行保存,以便日后對這些數(shù)據(jù)進行分析,方便日后查詢。
4、數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進行曲線圖或柱狀圖分析,生成報表,根據(jù)分析后的數(shù)據(jù),可以由此判斷出在什么條件下更適宜農(nóng)作物的生長,為以后種植的提供依據(jù)。
5、遠程控制
只要能夠聯(lián)網(wǎng),在任何時刻都可以對大棚內(nèi)的設備進行遠程控制,以調(diào)節(jié)內(nèi)部的參數(shù)。
6、超限報警
用戶可以自行設置超限值,當參數(shù)越過超限值時,可以通過監(jiān)控器或手機進行實時報警,以便及時提醒用戶。
五、結束語
隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及,智能農(nóng)業(yè)大棚將會在以后扮演越來越重要的角色。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起著非常重要的作用,同時也會推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展。
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2012
58.9673
171.9818
48.6455
2013
61.1381
179.3953
51.3626
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局網(wǎng)站
二是受社會價值多元化的影響。當今社會,由于市場主體 -US j ? e ' ?_T ??U :9.0pt;font-family:方正書宋簡體;mso-bidi-font-family:宋體; color:black'>
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A
隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高和土地集中化耕種的推行,越來越多的農(nóng)產(chǎn)品在大棚中培育,傳統(tǒng)的人工控制模式已不能滿足現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)的要求[1]。
物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中的應用是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流[2],引領現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,它既能提高農(nóng)業(yè)精細化水平,又能節(jié)約資源、增產(chǎn)增效,確保農(nóng)產(chǎn)品質量安全。
1 系統(tǒng)設計
1.1 系統(tǒng)目標
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)通過傳感器實時采集室內(nèi)溫度和土壤溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照等環(huán)境參數(shù),經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù),根據(jù)用戶需求,實現(xiàn)對大棚的遠程智能控制[3]。
該系統(tǒng)還可推廣到園林園藝、畜牧養(yǎng)殖等相關農(nóng)業(yè)領域,為實現(xiàn)對環(huán)境進行自動控制、智能管理,對農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測提供科學依據(jù)[4]。
1.2 系統(tǒng)架構
系統(tǒng)通過環(huán)境參數(shù)傳感器和高清視頻攝像頭等組建了一個可以遠程感知的數(shù)字大棚,采集的數(shù)據(jù)通過3G移動網(wǎng)絡傳輸?shù)娇刂浦行倪M行數(shù)據(jù)關聯(lián)、數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)大棚一體化解決方案。
系統(tǒng)的總體架構分為傳感信息采集、無線傳輸、遠程控制和數(shù)據(jù)分析處理四部分[5]。
圖1 系統(tǒng)總體架構圖
傳感信息采集系統(tǒng):主要負責大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集與控制;采用高清網(wǎng)絡攝像機,實時拍攝大棚內(nèi)視頻信息。
無線傳輸系統(tǒng):將采集的環(huán)境參數(shù)和視頻信息,通過3G移動網(wǎng)絡傳送到控制中心。
遠程控制系統(tǒng):通過控制設備和繼電器電路可以自由操控各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設備。
數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng):用戶可隨時隨地通過電腦或移動終端進行數(shù)據(jù)查詢與分析,為用戶提供決策依據(jù)。
圖2 系統(tǒng)組成圖
2 系統(tǒng)功能特點
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng),內(nèi)置先進的無線感應器,不用布線,可實時監(jiān)測溫室大棚中的溫、濕度等信息,通過無線ZigBee技術,與相關設備連接,當室內(nèi)溫、濕度、光照等信息超過或低于系統(tǒng)設定范圍時,可自動打開或關閉相關設備進行調(diào)控,營造作物適宜生長環(huán)境。
圖3 系統(tǒng)管理示意圖
主要系統(tǒng)功能特點如下:
(1)系統(tǒng)可實時、連續(xù)的采集各項環(huán)境參數(shù),以數(shù)字、圖形、圖像等多種方式進行記錄和顯示。
(2)系統(tǒng)可對傳感器采集的溫濕度、光照等數(shù)據(jù)在后臺實現(xiàn)自動處理,與設定閾值比對,并根據(jù)結果自動調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫濕度、光照控制設備,實現(xiàn)大棚的全自動化管理。
(3)系統(tǒng)可設定各監(jiān)控點的報警閥值,當出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時自動發(fā)出報警信號。
(4)無線網(wǎng)關設備具備豐富的硬件接口,可以提供有線、無線等多種方式的通訊手段。
3 結語
相關資料表明,在智慧農(nóng)業(yè)大棚中,每平方米一季可產(chǎn)番茄30kg-50kg,黃瓜40kg,相當于露地栽培產(chǎn)量10倍以上,其他各類作物在這種環(huán)境下的產(chǎn)量也將得到明顯的提升。另外,由于溫、光、水、肥、氣等諸多因素綜合直接協(xié)調(diào)到最佳狀態(tài),據(jù)計算,可有效節(jié)水、節(jié)肥和節(jié)藥,使整體能耗降低15%—50%。
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)從桌面延伸到田野,讓溫室實時在線,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大棚與數(shù)據(jù)世界的完美融合。
圖4 產(chǎn)量比較圖
圖5 能耗比較圖
參考文獻
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