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农业物联网技术的背景精选(十四篇)

发布时间:2023-09-22 18:08:05

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇农业物联网技术的背景,期待它们能激发您的灵感。

农业物联网技术的背景

篇1

随着计算机科学技术和互联网技术的迅速发展,以计算机技术为基础的物联网技术开始在农业生产范围内发挥重要作用。在这样的时代背景之下,实现农业的信息化管理已经成为农业信息管理的未来发展趋势。针对这样的情况,本文将从影响农业信息化建设的几个方面入手,探析农业信息化建设的重要意义,并对农村企业进行农业信息管理信息化建设要着重注意的地方进行探讨。

【关键词】物联网技术 农业信息化建设 应用

在进行农业生产管理的过程之中,通过对先进的物联网技术的有效运用,可以有效地提升农业信息管理的水平,为促进农业生产效率提升打下坚实的基础。在这样的背景下,就需要在进行农业信息化建设的过程之中,充分注意到建设思想的转变。在转变的过程之中,人们通过把先进的信息科学技术和农业信息管理的手段有效结合在一起,充分利用好物联网技术这一手段,提升农业信息管理的水平和效率,满足现代农业信息管理的实际需要。

1 影响物联网技术在农业信息化建设中的应用的几点重要因素

1.1 物联网技术应用的水平因素

在物联网技术应用于农业信息化建设中过程中,会受到技术水平的限制和传统的农业信息管理理念的影响。具体来说,在物联网技术应用于农业信息化建设的过程中,虽然有的农业信息管理部门已经配备了相应的计算机设备应用物联网。但是,农业信息管理人员仍然难以将计算机设备合理地利用起来,只将这些设备用于日常的办公。在这样的背景下,就需要农业信息管理人员通过提升自己的技术水平,利用相应的计算机设备对信息化数据进行收集整理,提升农业信息的管理水平和管理效率,进而有效地发挥出物联网对于农业信息化建设的促进效用,成为促进农业信息化建设的重要助力。随着农业信息化建设水平的进一步上升,用户对于农业信息的要求也越来越高,针对这样的情况,如何改变传统的思维观念,有效地开发出新型的农业信息管理技术,已经成为农业信息化建设的重要问题之一。

1.2 物联网技术应用的认知因素

在物联网技术应用于农业信息化建设过程中,还存在着农业信息管理领导对物联网应用的重视程度不够的问题,其集中体现在农业信息管理部门并没有针对农业信息管理的信息化建设提供一套完整的管理体系,对农业信息化建设的认识和重要性评估不到位。在实际的农业信息管理工作过程之中,农业信息管理工作人员被传统的思维观念所笼罩,只注重对农业信息的收集,并不注重对农业信息的合理利用和分析,难以充分发挥出农业信息的宝贵价值,严重浪费了农业信息资源。

1.3 物联网技术应用的观念因素

物联网技术在农业信息化建设中的应用过程中,农业信息收集管理人员只需要将农业信息资料收集进入相应的保管仓库之后就没有别的任务了。但是,随着人民群众对信息的需求的逐步提升,对于存储的信息的合理利用已经逐步超过了信息本身的价值。因此,农业信息管理人员应当合理地改变自身的观念,学会如何有效地利用物联网资源,重视对物联网资源的获取。但是,截至目前为止,大部分的农业信息管理人员仍然难以意识到对物联网资源进行有效利用的重要性,难以满足农业信息化建设的需求。

2 推动物联网技术在农业信息化建设中应用效果的策略

2.1 强化农业信息管理人员对物联网技术的应用意识

为了提升农业信息管理的信息化管理水平,农业信息管理人员应当保持对物联网技术的重视和关注,并在建设的过程之中勇于进取,选择合理的物联网应用方法,并紧随时代的步伐进行对尖端的物联网技术的应用和获取。与此同时,农业信息管理人员还要提升自身的信息化管理水平,掌握最新的科学技术管理方法,并逐步掌握一定的计算机管理技术。除此之外,农业信息管理人员还要改变原有的传统意识,注重对农业信息的合理开发利用,开阔自身的视野,将最新的物联网技术引进到农业信息管理过程之中。

2.2 提升农业信息化建设的配置水平

在进行农业信息管理现代化建设的过程之中,为了有效保证农业信息化的建设水平,就需要在进行建设的过程之中,加大对于农业信息建设资金投入力度,并通过有效的方式加大对于农业信息化建设力度。与此同时,由于农业信息化建设对于计算机硬件和计算机软件的要求很高,这就要求对农业信息化建设的硬件和软件水平进行提升,有效保证农业信息化建设水平。具体来说,不仅要为农业信息化管理部门配备计算机设备,还要配备扫描仪、光盘刻录机等设备,充分满足农业信息化管理的需求。对于软件方面,要选择完善的软件进行使用,保证信息化管理的水平和效率。

2.3 引进物联网技术人才

为了充分保证农业信息化的建设水平,还需要农业信息管理部门引进更多的物联网专业技术人才,提升农业信息管理部门对物联网技术的应用水平。与此同时,农业信息管理部门应当定时开展对员工的物联网技术的专业素质培训工作,完善农业信息管理工作人员的知识结构,提升农业信息管理工作者的信息化管理水平,提升农业信息化建设的水平。

3 结论

综上所述,伴随着信息科学技术的不断向前发展,农业的信息化管理已经成为当今社会发展的最新趋势,与此同时,通过对物联网技术的有效运用,可以有效提升农业的信息化建设水平。在这样的背景下,实现农业信息化建设已经成为了农业信息管理的紧要任务。针对这样的情况,农业信息管理工作者要勇于担负起农业信息化建设的责任,不断优化设计农业信息化管理的设计方案,提升农业信息管理的信息化水平。与此同时,也要深刻地认识到实现农业信息化管理是一个漫长的过程,在这个过程之中,相关单位要牢牢抓住科学技术更新的契机,将农业信息化建设真正地落到实处,切实提升农业信息化管理水平。

参考文献

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[4]甄学云.试谈企业农业信息管理与信息化建设[J].泸天化科技,2014(1):89-90.

篇2

关键词:农业信息化;物联网;应用

一、国外文献综述

(一)发达国家农业信息化发展情况1、美、法两国不同的农业信息化服务模式。美国实现集约化的农业信息化生产方式,依托的是高度发达的农业信息服务体系,主要体现在:“政府投入型”为主的投入模式,包括重点投资基础设施而不是农作物和提供低息贷款;“政府主导型”的组织模式,包括政府主导的农业信息化组织结构和完善的法律规章制度体系;现代信息技术的信息传播方式,包括网络媒体、电话服务和图书馆查询。法国作为欧盟最大的农业生产国,与美国相比,虽然起点比较低但是发展速度快,这得益于其成功的农业信息化服务体系:一是“政府型+商业型”的投入模式,这种双方面的资源投入扩大了资金来源,相关企业通过这种方式进行投资获益,也鼓励了他们继续投资;二是“多方合作型”的组织模式,法国服务主体众多,包括各级农业部门、农业事业联盟、农产品加工业协会、农商会等,他们在服务内容、对象、规模上各自有所侧重,形成互补;三是“传统+现代”的信息传播服务模式,除了网络媒体、电话、图书馆之外,主要还有会议、广播、报纸、刊物、传真等形式,呈现出分散、直接、多渠道的特征;四是不断完善的法律法规等制度保障体系。2、美、德先进的农业信息化技术体系。美国在物联网技术和信息化其他技术集成的基础上形成了成熟的精准农业,主要应用的技术有农业数据库系统、遥感技术、地理信息系统。同时,先进的农业信息网络技术使得近20%的农场主选择网上交易,农业电子商务占总电子商务的8%,在所有行业中排行第五。德国在农业信息采集、存储、处理决策和控制方面均运用了物联网技术和其他信息化技术,并注重技术之间的集成,以保环境促发展为目的。

(二)物联网技术应用情况。MichaelChui、MarkusLofflerandRogerRoberts(2010)认为可以通过物联网技术加强对员工行为的感知,以此来改善公司管理。同时,运用物联网的传感器驱动的决策分析,将物联网技术应用于石油和天然气行业,可以降低开发成本。RFID技术应用于零售业可以改善供应链管理、缩短零售周期、提高供应链可见度、提高企业知名度和未来盈利能力。未来在零售行业中RFID技术有望取代条形码技术,因为它不需要操作人员的视线关注并能够提供更多功能,提高了处理速度和效率。而专业技术的缺乏、不确定性和复杂性也是RFID技术带来的风险。

二、国内文献综述

(一)我国农业信息化发展情况。在农业信息化服务体系方面,我国采用的是“政府主导型”投入模式,主要包括:属于无偿放款的拨款方式;使资金得到高效、有偿使用的贷款方式;补贴、补助和贴息方式。组织模式是以国家农业部门为主导,其他涉农部门为辅。信息传播模式在传统方式的基础上,不断投入使用先进的农业信息传播方式,比如“三电合一”“、百万农民上网工程”“、农报110”等。在农业信息化技术体系方面,我国农业信息采集、传输、存储、处理决策方面的技术得到深化,借鉴国外先进经验,探索了一系列适合我国农业信息化发展的项目,使相关技术落地生根;一些集成化技术已应用于精准农业。广东省发展农业信息化在区位、资源、政策、经济上占有得天独厚的优势,已经初步建立了比较健全的省、市(地)、县(市、区)和乡镇四级农业信息网络体系。河北省也已初步建立了全省性、区域性和特色农业网站三大类网站,并在“十二五”期间全力推进全省农业信息化“114工程”,进一步完善农业信息化体系。

(二)物联网技术应用于农业方面的研究。物联网技术的感知、传输技术已成功应用于大田种植、设施园艺以及农产品物流等方面。传感器可以感知采集目标检测区内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等,为精准农业、温室种植环境监控提供了有效的解决方案。中国移动依托土壤墒情和作物用水规律研发出智能化滴灌控制系统,解决了新疆石河子垦区农业灌溉用水利用率低的问题。利用二维条码和RFID技术可以建立农产品质量安全追溯系统。中国电信建立智能农业仓储管理与溯源平台,提升了企业食品安全意识和消费者信任感。北京派得伟公司参与了科技部“农业物联网测控系统”重大项目,实现了农业传感感知、传输通讯和分析处理功能。农户可以通过移动客户端查看数据进行相关操作,在此基础上还可以农产品供求信息,通过音视频互动方式与农业专家进行线上交流,为作物病害进行远程诊断。

(三)物联网技术在生活方面的应用情况1、交通领域。利用物联网技术建立公交无线视频监控平台,通过安装GPS定位系统和车载监控系统实现对车辆的实时监控和调度。另外,物联网技术还可以控制车辆行驶状态、在高速公路上不停车使用ETC收费,等等。2、房地产领域。通过互联网等通讯技术将传感器安置于地产开发涉及到的人员和物体、机器及各种终端设备,将小区医院、幼儿园、停车场等公共场所、设施的信息上传、汇总,实现人与物、物与物的互通,达到远程控制和智能化管理。3、医疗领域。未来的小区以及家庭内部将建立起与医疗机构的互通互诊的健康检查系统,使医生通过网络就可以对在社区内的患者进行简单的诊治。浙江大学附属一院何前锋提出了简约数字医疗物联网,认为医疗物联网是以医生、病人、药品、医疗器械为代表的“物”,同基于一定标准的工作流程的“网”之间信息的交互。4、物流领域。物联网技术改变了物流信息的采集方式,改变了从生产、运输、仓储到销售各环节的物品流动监控、动态协调的管理水平,极大地提高了物流效率。通过物联网技术可以建立集物流配载、电子商务、资金质押、信息跟踪、仓储管理、安保警备、海关安检等功能为一体的综合的物流信息服务平台。

(四)物联网发展仍存在的问题1、信息集成技术落后,信息共享渠道不通畅。使用物联网技术产生的大量数据,用目前的存储方法保存会占用很大的硬盘空间,存储成本也比较高。同时,由于部分乡村通讯手段非常落后,很容易形成“信息孤岛”问题,信息难以实现共享、流通困难。相关产业、相似流程的信息不能共享,缺少借鉴、重复作业增加了成本,提高了失败率。2、商业模式待完善,相对成本较高。目前,我国农业物联网商业模式有三种:政府支持的示范性项目、物联网企业做的示范性推广项目、国有大型农业物联网项目。在这三种模式下,不论由谁提供资金,都存在着相对成本高、产业链成员参与不主动的问题。所以,构建稳定共赢、规模化、有利可图的物联网商业模式是推广物联网技术非常重要的部分。相对成本较高:一是人力成本较低;二是采纳物联网技术的成本较高。用整套的物联网技术来代替人工劳动力,投入必然会增加,尤其是在农业生产中,这一点成为阻碍物联网技术推广的重要因素。3、开放性不足,规模化应用少。目前,我国物联网技术应用主要局限在小规模、企业内部,大规模的、企业之间的甚至是跨境的应用并没有非常成功的案例。4、技术标准不一致。物联网技术作为新兴技术,在初期推广的过程中,信息采集、传输、人机互交接口的技术标准不一致,各个标准组织比较分散,缺乏统一协调,导致上下游企业之间不能进行有效的合作。对于厂商而言,缺乏统一的技术标准参照,不能进行大规模生产,进而影响终端产品的稳定性和成本。5、相关法律法规仍有待健全。工信部虽在2011年提出《物联网“十二五”发展规划》,就我国2011~2015年物联网发展的主要任务、保障措施等给出了明确的指示,但针对各省市具体环境、现实背景的更细化的政策文件仍有待完善。各级政府也缺少比较详细的物联网发展规划,使得物联网技术推广大多只是纸上谈兵。

(五)影响物联网发展的因素研究。总结众多专家学者的观点,基于Tornatzky和Fleischer提出的技术组织环境(TOE)分析框架分析物联网发展的影响因素。1、技术本身特性(T)。主要包括技术的复杂性、兼容性、感知效益和成本等。首先,物联网技术的复杂性与接触物联网技术的一线人员本身的素质、能力挂钩。在各行业(尤其是农业)中推广物联网技术,实地操作人员对该技术的理解程度、熟练程度直接影响到推广成效。若技术太过复杂,会增加了人员操作的难度、降低操作人员的信心,导致抵触心理的产生;其次,物联网技术的兼容性决定了推广的规模。兼容性好的技术可以快速、有效地与原有企业、其他上下游企业业务流程契合;最后,感知效益和成本是物联网技术推广的决定性因素。带有明显营利性质的企业最看重的因素:一是应用物联网技术是否减少了人力成本、提高了运行效率;二是增加硬件设施成本以及相关维护成本是否不大于原先的人力成本。2、所处组织特征(O)。就是指企业规模、高层支持、技术知识、供应链企业间相互信任等方面。规模较大的企业,在面对新技术的推广、实验时有足够的资金支持,包括购买硬件设备和聘请专业人员等;承担新技术实验失败风险的能力也比小规模的企业要大些。高层决策人员对物联网技术的关注和支持程度,相关人力、物流、财力的支出程度,也影响着物联网技术是否会被采纳。供应链企业之间较好的利益分配机制和风险分担机制,对采纳物联网技术有正向促进作用;而众企业若想共同推进新技术的采纳,就需要相互之间的信任和协作。3、周围环境因素(E)。主要包括竞争压力和政府支持。竞争压力一方面是由于同业企业采纳物联网技术,激烈的竞争导致企业不得不采纳以跟上行业的整体步伐;另一方面是合作企业要求而应用物联网技术。另外,政府方面在出台一系列政策支持物联网技术发展和推广的基础上,还需拨出专项资金来帮助更多的企业进行物联网改革。政府政策的倾斜往往是具有超越一切其他因素的影响力的。

主要参考文献:

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[11]俞磊.基于物联网技术的智慧医院架构及服务访问研究[D].合肥工业大学,2014.

篇3

关键词:物联网;现代农业;传感;4G

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)03-00-01

0 引 言

物联网(The Internet of Things,IoT)即万物互联。据有关专家预计,未来互联网有可能会消失,取而代之的是物联网,其包含了计算机技术、传感网技术、3G/4G无线通信技术、RFID射频识别技术等,己逐渐渗透到各个领域,如现代农业、智能家居、智慧城市等。中国是农业大国,如何让农民使用先进的现代化高科技技术对农作物进行管理是摆在农民面前的一大难题,随着国家对农业的大力发展和支持,未来农民对农作物的种植管理一定会摆脱现有的方式方法,使用先进的物联网技术。本文从物联网技术的角度出发,提出依靠物联网技术对玫瑰种植基地的科学管理。

1 农业物联网技术的特点

传统农业完全依靠农民的经验进行种植管理,无法检测农作物的湿度、湿度、土壤水分浓度、CO2浓度。而物联网技术的出现则彻底改变了靠天种植的概念,种植变得科学化、集约化、效率化。依靠网络技术+传感技术+视频技术,农民或种植户能根据手持终端随时查看田间作物的生长情况。当土壤养分不足或缺少某种肥料时,系统会自动告知农户该补充哪种物质;当湿度和温度不利于作物生长时,系统会即时警示,同时作物的生长状态也能被时时监测。原有靠感觉来种植的方法完全被弃用,信息化智能监控系统会帮助农民精准把关,保障大棚的科学管理。种植户可以通过带有4G功能的手机接入信息数据库,根据专家(系统)开好的科学种田“处方”,用计算机对温度、湿度、灌溉和施肥等进行合理有效的控制和管理。

农业物联网的出现对推动“互联网+”背景下的农业与信息化全方位融合至关重要。为此,本文围绕农业物联网的技术实现、系统构建、智能农业关键技术以及感知技术、信息传输技术、信息处理技术等进行研究,并对相关技术实施面对的困难提出解决方案。

2 玫瑰种植基地物联网技术应用详细设计

2.1 智能玫瑰大棚的系统架构

智能玫瑰大棚系统架构如图1所示。

该方案利用物联网技术、感知技术和通信技术,将玫瑰大棚中的室内温度、土壤温度和湿度、CO2浓度、光照、露点温度和叶面湿度等关键要素通过各传感器不断采集,将信息及时传送到监控系统平台,使种植户通过电脑、手持终端和手机实时监测,远程控制管理,提高玫瑰品质,增加种植效益和收益。同时把不同领域的农业专家整合起来,提高产品质量和管理效益,精确测量设施环境,利用实用、先进的技术手段帮助花农提高玫瑰产品质量,提高对病虫害的监控水平、预测水平,并减少农药使用量。建立科学、规范的生产环境数据库,以帮助种植户、专业生产企业、研究机构等单位强化管理手段。

2.2 系统总体设计

智能玫瑰大棚系统主要分为大棚现场、采集传输、业务平台和终端展现4层架构。

玫瑰大棚现场主要负责大棚内部环境参数的采集和节点控制设备的运行,采集的数据包括土壤温度、土壤水分、二氧化碳浓度、空气湿度、空气温度及农业生产所需的光照等数据。

采集传输主要负责相关数据的采集,包括湿度、温度、水氧分含量等数据和图片视频等。采集由终端探测仪和摄像头组成,传输工作主要依靠ZigBee技术实现。

业务平台主要负责数据的处理及反馈。业务平台包括数据库、前端和后台,是数据的处理中心,可以实现业务流和数据流的收集、分析和决策。

终端展现主要负责向手持终端推送数据的结果以及实施意见。向种植户提供有效的“处方”和决策意见。最终实现用户的精准化管理。

3 智能玫瑰大棚系统的关键技术

3.1 基于ZigBee和4G网络的连接问题

ZigBee是一种短距离无线通信协议,以其近距离、短时延、低功耗、低成本、低速率、高容量、高安全、免执照频段等特点著称。因此能实现与传统网络的有效结合,其强大的组网能力可以将数据快速传输到各个节点,适合传感与控制。

3.2 基于ZigBee和4G网络的数据融合问题

由于ZigBee工作在2.4 GHz频段,传输数据的大小受到一定限制,有效速率达不到100 Kb/s,因此不适合传输大量数据,如图片、视频等信息。但传输温度、湿度、土壤数据等监测值数据则完全没有压力。

3.3 手机客户端访问的速度、可靠性、界面友好性等问题

手机客户端的可靠性、速度、界面易操作性等问题取决于手机连接网络的速度,是否有4G网络可用;系统设计是否简单易操作,功能模块不要太复杂,能即时获取一些关键数据。

4 结 语

物联网技术应用在农业领域可大大减少劳动成本,同时对规模化鲜花种植能实现集约化规模经营,集科研、生产、加工、销售于一体,大大提高了农业的附加值。对于大数据的收集大有益处,是我国农业新技术革命的伟大工程。

参考文献

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[6]兰玉,刘继超,狄晓伟.物联网技术在高效农业种植中的应用研究[J].网络安全与技术应用,2014(11):224.

篇4

关键词:计算机 物联网技术 应用

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)11-0006-01

一、计算机物联网技术的内容简介

从根本上来说,计算机物联网技术是一种基于计算机信息技术而构建形成的网络技术,它具有三个技术体系层次,分别是感知层、网络层以及应用层,其中网络层又可分为传输层和处理层首先是感知层,感知层包含的技术有IC卡与条形码、RFID、传感器、智能机械、识别码等,它主要负责的是信息资料的采集。其次是网络层,网络层既包括传输层中的技术卫星通信、互联网、固网、移动通讯网等,又包括处理层中包含的技术,即智能技术、GIS/GRS技术、云计算等,因此,网络层主要负责的是信息数据的传输工作第三层是应用层,该层包括交流平台、信息共享、数据存储等技术,它能有效实现物与物之间、人与物之间的识别和感知,是信息交换与通讯的重要平台。

二、计算机物联网技术在各个领域的实践应用

1.计算物联网在交通方面的相关应用

交通的管理必须注重其质量和效率,计算机物联网技术能实现交通管理部门的科学系统管理,有效推动交通的现代化运作和发展、物联网技术让交通信息传播和共享更加方便快捷,保证了交通的安全稳定运作,避免了各种交通事故的频繁发生。众所周知,我国的人口数量众多,城市交通运行压力大,往往要面对大密度的车流,在管理上存在很大的困难。交通部门通过充分计算机物联网技术能有效保证社会交通安全,实现交通的高效化、有序化的管理。 例如在高速公路收费管理上,通过利用ETC技术,办理ETC的每一辆车每当通过收费站前的关口,系统会自动识别车辆的出入口信息,从而完成收费扣费的程序,大大降低了收费工作人员的任务量,提高了高速公路的收费工作效率和质量。

2.计算机物联网在物流方面的相关应用

未来物流的发展势必朝着信息化的方向发展,在计算机物联网技术的辅助下,物流产业将变得更加的安全可靠,各项信息能在计算机网络平台实现快速传播、共享,物流企业能利用物联网技术保证内部物流管理的智能化和自动化,方便工作人员管理物流货物和查询,实现对物品的实时跟踪。物联网技术的应用管理按照人类大脑系统巧妙模仿人类的思维方式,从而实现技术的操作和运用,让物流控制和管理工作变得智能化和高效化,推动社会经济的快速发展。

3.计算机物联网在家庭生活中的应用

随着人们生活水平不断的提高,计算机物联网技术早己和大众生活密切相关,主要被应用在家电、家具等行业、物联网技术在生活领域上的实践应用,最大程度方便了人们的生活,为群众节省了更多的时间,丰富了精神物质文化。例如,出现了越来越多的人有了培养室内植物的爱好,然而口常由于要工作或者照料家庭,未能拥有大量的时间和精力打理植被,而通过利用计算机物联网技术能实现各种植被的自我调节,保证植物的稳定健康成长。

4.计算机物联网在电网方面的应用

电网企业最重要的工作就是为大众提供安全可靠的电力,而计算机物联网技术能有效实现电网系统化、信息化以及高效化的发展、在现代化社会背景下,人们对于高质量的电力需求越来越大,对于人口密集的城市范围内,通过合理采用物联网技术,能有效解决掉配电终端、配电主站之间的通信,专业技术人员将电力企业的各项生产设备连接上物联网,实现企业配网自动化的“三遥信息”131面对当前电网行业配电终端数量多和频繁变动的弊端,物联网能成功避免掉这个问题,降低企业的工作成木,有效提高企业电网的可制性和可观测性,在第一时间监测到电力故障,及时采取解决措施,保障企业稳定安全的运行,持续不断为社会输送高质量的电力。

三、计算机物联网技术的应用给社会带来的影响

除了上文所讲述的家庭生活领域、物流领域、农业领域之外,计算机物联网技术在教学领域、交通领域、电网领域、食品安全领域、医疗领域、安全防护领域、污水处理领域、建筑领域等多个领域中都有应用。总的来说,计算机物联网技术给社会所带来的影响主要体现在三个方面。首先是计算机物联网技术的应用方便了人们的生产与生活。例如:物联网技术在农业生产上的应用,提高了农业生产的质量物联网技术在家庭生活中的应用,能够实现对家居情况的远程监控,可以让住户在同家前打开所需要的电器,为自己营造一个舒适的生活环境,也可以让用户对自己家的安全情况进行掌握,有效避免了盗窃情况的发生。其次,计算机物联网技术有效实现了节能减排。例如:物联网技术可以对各地交通进行监控,帮助司机选择合适快捷的路线,以此减少能源浪费另外,供电部门也可以利用物联网技术来对用户用电的情况进行随时了解,进而对电网进行智能化的处理和设置,还可以在第一时间发现用电异常,让相关工作人员针对这些异常及时的做出应对方案,这样不仅有效避免了电力能源的耗费,达到节能减排的效果,还提高了电网系统的安全性能,减少了电网企业不必要的经济损失。最后,计算机物联网技术的应用推动了社会经济的增长。

结束语

计算机物联网技术的全面普及推广应用延伸发展至社会生活诸多领域均通过不同程度地系统化、有序化的形式促进社会进一步发展计算机物联网技术应用一方面能够有利于人们生活迈向高速智能化方向一方面能够促进社会向信息化、智能化方向进步。如此多维化、多角度的信息技术方法不断通过更为全面的方式进入社会经济急速发展的视野注力于现代技术进步为当代生活社会提供源源不断的发展动力。

参考文献

[1]邹静,罗媛.探究计算机物联网技术在多领域的应用[J].科学中国人,2014(22):46.

[2]范波,刘利强.现阶段物联网技术及其发展问题初探[J].计算机光盘软件与应用,2014(24):49.

篇5

在国家“四化同步”发展战略的背景下,积极推进农业物联网的应用发展,对促进农业信息化和农业现代化的融合具有重大意义。物联网技术也被很多地运用到农业的众多领域。而农业邻域也是多物联网技术需求最迫切、难度最大的领域之一本文将从农业物联网的概念、物联网在农业中的应用现状、智能农业系统主要功能这几个方面对物联网技术在农业领域的作用进行剖析,从而对农业物联网的发展提出建议以及展望。只有加强农业物联网技术集成平台建设,加强农业物联网产品设备检测才能进一步优化和改善政策环境,为我国农业物联网可持续大展提供参考。

关键词:

农业;物联网;智能农业

1物联网的概念

“物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见,“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流,物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上,在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息,这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术,能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展,对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集,在经济飞速发展的今天,信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展,人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点,经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说,物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上,人们往往只能感受到一个非常平面的形象,但是运用了物联网之后,人与人之间将可以全方面的感知对方,这种感知不再是单一平面的,而是立体以及三维的。由此可见,物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之,物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中,将物品的任何细节都与互联网连接起来,进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台,让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国,在农业高速发展的今天,对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整,为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。

2物联网在农业中的应用现状

在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展,欧洲的物联网被分为很多个层次,且在物联网的发展过程中,农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中,农作物的发展情况被第一时间获知,作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害,这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中,传感器获取各类数据的功能被放大,信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来,为了适应社会经济结构的变化,欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革,实现了物联网在农业领域的大范围使用,形成了一批良好的产业化应用模式,推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展,为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国,在农业物联网的发展方面具有较大的需求,为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈,物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节,实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通,在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。

2.1农业资源利用在农业资源探测以及监控方面,我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统,实现信息的整合以及分析,经过层层监控和分析之后,将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时,为了方便农作物的采集,实现农业资源信息的及时反馈,GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前,在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术,GPS技术也就是定位技术利用卫星,对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握,而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策,对突况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态,对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器,用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数,及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。

2.2农业生态环境监控农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础,为了对农业生态的环境进行全方位的监控,还需要做到以下几点。一方面,要加强立法,完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面,在建立农业物联网的同时,对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控,为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题,因此对环境监控方面仍然不可松懈,对大气环境,对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现,地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量,在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原,在星星点点的检测站的建设下,我国的环境检测形成了一个巨大的网络,这些系统依靠传感器以及无线通信技术,是我国农业发展的强大后备军。

2.3农业生产精细管理建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起,才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后,农作物的生产环节变得无限透明,对农业生产信息的获取,对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。

3农业物联网的技术创新

农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面:1)数据收集:在农作物的生长过程中,对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时,监控者可以第一时间发现,并且在物联网络上找到解决方案,并且对作物生长环境中的设备进行调控。2)视频监控:在物联网迅猛发展的今天,用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备,就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况,也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3)数据存储:在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材,在农业物联网中实现一个档案的存放。4)数据研究:系统将会在收集到数据之后,第一时间实现报表的制作,让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5)远程控制:由于物联网的便利性以及可操作性,用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6)错误报警:系统将会给用户权限设定一些警戒线,超出警戒线,物联网将会第一时间通知用户,让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。

4推动农业物联网进程的建议和展望

我国幅员辽阔,并且由于农作物生长范围较大,因此建议物联网建立专业的工程专项,在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求,在已有试点区域的基础上,扩大物联网试点的范围。与此同时,物联网作为一个新兴产业,政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善,而物联网又具备高投入、高风险的特点,为了支持物联网的发展,政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟,但是在大环境下,我们在政策的支持下或许能够奋起直追,与欧美国家站在同一起跑线上。目前,在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透,可以预见的是,在不久的将来,互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及,用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术,结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告,为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段,用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握,不仅如此,强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费,为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时,用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此,物联网在农业发展中的前途不可限量,几乎方方面面都可以运用到物联网,而未来的农业在物联网技术的支持下,也会更加的智能,这对我国农业的发展拥有者巨大的作用,对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。

参考文献:

[1]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报,2014(7).

[2]秦怀斌,李道亮,郭理.农业物联网的发展及关键技术应用进展[J].农机化研究,2014(4).

[3]李瑾,郭美荣,高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报,2015(S2).

[4]彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报,2012(2).

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关键词:农业 物联网技术 葡萄种植 应用

中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)10(a)-0079-02

农业物联网技术是物联网技术应用于农业领域的具体体现,农业物联网是指利用射频识别(RFID)、智能传感器、网络通信等先进技术设备,将农业系统中的动植物、环境要素、生产设施工具与互联网连接起来,利用网络进行信息的实时传输和分析,实现对农业生产的智能化监控和管理[1]。农业物联网技术是对物联网技术的一种拓展,可帮助人类提高对农业系统的调控能力和对突发事件的应对能力。在当前科学技术不断发展的时代背景下,物联网技术正悄悄走进农业种植领域中来,葡萄种植中农业物联网技术的应用就是其中的典型。

1 农业物联网技术在改善葡萄种植环境中的应用

应用农业物联网技术,在葡萄种植区设置多个物联网信息采集点,进行葡萄生长环境条件的信息采集,包括葡萄种植区内的温度、湿度、光照条件、二氧化碳浓度、土壤水分、土壤养分等,利用互联网将各个信息采集点联系起来,通过网络将信息传输给终端管理平台,再由管理中心的计算机对所采集的种植环境信息进行整理分析,判断该种植环境下葡萄的生长状况,然后根据分析结果,将所需处理的事项以命令的形式传输给控制柜,对葡萄进行灌溉、施肥、喷药等。

某葡萄种植园引进物联网技术后不仅节省了人力物力,还节省了成本,提高了收入,该葡萄种植通过应用物联网技术,每亩葡萄可节省2 000余元的人工费用,施肥和灌溉的费用也节省了近50%,每年减少农药投入在300多元左右,葡萄的亩产值也由原先的每亩3万元增加到了如今的每亩3万7千多元,大大提高了种植户的收入。原先依靠经验种植葡萄的情况已被当下物联网智能化管理所取代,通过物联网技术可实时采集、存储其所在地点的各种土壤和环境参数,获得包括土壤温度、水分、空气湿度、光照度等数据,这些数据直接输入监控室的计算机内,农户点点鼠标就能及时了解结果。如果数据显示湿度不够,那么轻点鼠标发出指令,根据预先设置好的程序,自动启动水泵给葡萄喷灌[2];另外种植园内安装了移动视频监控,农户在家中只要通过电脑或手机,就可以随时看到种植园内部的情况。

2 应用农业物联网技术实现葡萄智能化灌溉

滴灌技术是目前葡萄灌溉常用的技术之一,滴灌技术的应用在很大程度上节省了水资源,实现了水资源的有效利用,但其也存在诸多问题,例如滴头出水的孔径小,容易堵塞;灌水不均匀;关闭部分管道后,会造成管道内部压力增大,易损坏管道;灌溉时间和灌溉量很难进行精准控制等。应用农业物联网技术,引进自动变频灌溉系统(见图1),通过物联网控制箱和专家信息系统,根据所采集信息对葡萄进行精确灌溉。自动变频灌溉系统运用了变频技术,可实现水泵的自动启动和停止,不需要长时间运行,减轻了水泵的负荷,只要设定好相关参数,即可保证管道内水压和水流速度维持在一个合理的范围内,避免了对管道的损坏,减少了管道堵塞现象的发生[3]。

物联网可通过各种传感器感知葡萄种植土壤中的水分含量,当检测到土壤水分较少,影响葡萄生长时,传感器就会将信息传输给管理中心,管理中心收到信息后,发送指令将所需灌溉区域的电磁阀打开,自动给需灌溉的葡萄浇水。当灌溉到一定程度后,由专家信息系统对是否继续进行灌溉做出判断,专家信息系统可以将专家知识和相关种植经验转换为控制参数,再将其传输给控制中心,为判断当前情况提供可靠的依据。

3 葡萄种植中的智能监控

智能监控在葡萄中的应用同样也是属于物联网技术的一种,通过智能监控系统,控制中心的管理人员可直观地观察到葡萄种植区域内的人员管理情况和葡萄生长状况,为葡萄种植管理和人员调度提供了图像等直观信息,提高了管理效率。另外,通过监控摄像头传输回来的高清图像和视频,管理人员可对葡萄的生长状况做出判断,对葡萄出芽、开花、结果等过程有一个直观的了解,当发现葡萄出现病虫害或生长不良时,可直接将获取的图像和视频传输给现场的工作人员,现场工作人员再根据接收到的图像和视频,并结合物联网传感器所采集的种植环境信息和专家信息系统所提供的专家知识找出出现问题的葡萄植株,判断病虫害类型,查清葡萄生长不良的原因,并采取针对措施进行及时的处理。

智能监控系统也可实现异地实时监控,只要有网络,管理人员可在任何地方通过电脑或手机查看葡萄生长情况和工作人员管理情况,方便快捷,具有较强的时效性,其已成为葡萄种植生产管理中不可缺少的一部分。

4 葡萄种植物联网平台的构建

葡萄种植物联网平台主要包括环境信息采集系统、自动控制系统和智能监控系统等,种植园内的工作人员可通过网络访问该种植园的网站,在控制平台通过一系列的操作实现对园内各设备的控制,通过监控摄像头传输回的图像来掌握葡萄的生长状况。管理人员也可通过设置在园内的各种传感器传输回的环境监测信息来了解葡萄的生长状况,并通过专家信息系统来实现对园内葡萄生产的指导与管理。借助于物联网平台消费者可实时了解葡萄是否成熟,葡萄在种植过程中是否绿色环保,由此一来,消费者对于葡萄的质量有了更进一步的信任,从而扩大了葡萄的销量。

环境信息采集系统主要通过各类传感器完成信息的采集,物联网传感器节点是采集系统的最末端单元,在布置传感器节点时,既要保证传感器节点能准确检测到种植环境的各类参数,又要保证其能覆盖整个园区,实现系统效率的最大化。传感器节点的结构如图2所示,包括传感器模块、计算与存储模块、通信模块、电源模块,监测节点采用无线传输,每隔一定距离就布置一个监测节点,按照不同的地面高度,将监测节点层次化,在距离地面不同高度各设置一个监测节点,用以监测园内空气湿度、温度、二氧化碳浓度、光照强度等,另外设土壤pH值传感器和氨氮传感器,用支架将其分别插入土壤中。

智能监控系统(见图3)主要是对环境信息采集系统所采集的信息进行分析,根据分析结果对园内的空气、温度、湿度等做出适当调整。智能监控系统以微控制单元为控制中心,电池模块对系统进行供电,利用无线网络将采集的数据和信息传送到PCC端,再通过PC机进行显示,并与标准的葡萄生长环境信息进行比对。

5 结语

农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集信息,以帮助农民及时发现问题,并且准确地确定发生问题的位置,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于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,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。葡萄种植中的农业物联网系统的是通过无线网络传输和各类传感器的监测来实现对葡萄种植的管理,实时采集葡萄种植区域的环境信息,进而进行分析、处理和预测,优化葡萄生产管理工作,避免了资金的浪费和环境污染,提高了葡萄生产管理水平,节省了人力物力,在保证葡萄质量的同时,也实现了增产增收,提高了种植户的收入。农业物联网技术是实现葡萄种植业长远发展的关键。

参考文献

[1] 何勇,聂鹏程.农业物联网技术在葡萄种植中的应用[J].中国果业信息,2013,30(6):41-43.

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关键词:物联网技术;农业;信息化

农村信息化是国家和社会普遍关注的热点问题。农村信息化是指信息技术渗透到农村生产、生活等各个领域,使信息资源在农村得以充分开发、应用,加快农村经济发展和社会进步的过程。物联网技术是通过传感设备将物体与互联网相连接,将该技术应用农业信息化的建设中,对促进农业的发展具有积极的作用。

一、基于物联网的农业信息化体系框架

该系统构架如图1所示。每一个农作物(包括牲畜、农产品、)都被赋予一个独一无二的代码,将这个代码存储在电子标签中贴在物品上,同时将这个代码所对应的详细信息和属性存储在RFID信息服务系统的服务器中。当物品从生产到流通的各个环节中被识别并记录时,通过ONS(对象名解析服务)的解析可获得物品所属信息服务系统的URI(统一资源标识),进而通过网络从RFID信息服务器中获得其代码所对应的信息和属性,以进行物品的识别和达到对物流供应链自动追踪管理的目的。物联网的最终目标是为每一个农产品(包括农作物、牲畜等)建立全球的、开放的标识标准,它的发展不仅能够实现对农产品的实时跟踪,而且能够提高物流运输效率和信息化管理水平。

二、物联网在农业领域的应用分析

(一)在农畜产品安全生产监控中应用

为了给农畜产品整个生产监控的各环节提供有关农畜产品产地、运输、仓储、加工、装卸、配送和N售等方面的实时、全面与详实的电子化信息,从而保障食品安全,利用RFID技术和EPC标准进行信息采集、传输和处理。这里强调的是RFID自动识别技术使物品上的信息与信息系统实现非接触式交互与处理,从根本上架起了沟通物质世界与信息世界的桥梁,使得物质世界与信息世界可以进行快速高效地转换、处理和反馈。

(二)在动物识别与跟踪中的应用

动物识别与跟踪一般利用特定的标签,以某种技术手段与拟识别的动物相对应,并能随时对动物的相关属性进行跟踪与管理。在动物识别中使用物联网主流技术RFID,代表了当前动物识别技术的最高水平。在动物身上安装电子标签,并写人代表该动物的ID代码。当动物进入RFID固定式阅读器的识别范围,或者工作人员拿着手持式阅读器靠近动物时,阅读器就会自动将动物的数据信息识别出来。如果将阅读器的数据传输到动物管理信息系统,便可以实现对动物的跟踪。

(三)在农畜精细生产系统应用

1、基于物联网田间伺服系统。田间伺服系统主要由使用物联网的无线技术田问管理监测设备自动记录田间影像与土壤酸碱度、温湿度、日照量乃至风速、雨量等微气象,详细记录农产品的生产成长记录。在我国,中国农业大学的王茂华教授联合加拿大麦克吉尔大学的王宁教授、美国堪萨斯州立大学张乃谦教授对此也进行了深入研究。总体上来讲,这种农产品的精细生产模式仍然处于小范围的试验阶段,还没有大规模普及应用。2、基于物联网精细养殖系统。数字化精细养殖是提高畜牧业集约化程度、提高效益的一个重要的技术手段。在精细养殖数字化系统中,利用RFID和物联网其他传感器技术跟踪圈养牲畜的生理、生产活动,通过有线或者无线通讯连接,以计算机数据控制中心构成分布式计算机管理网络。系统功能采用模块化设计,支持在仓储物流配送、经营管理等业务领域的扩展和融合,是对畜牧业现代化发展的有益尝试。

(四)在农畜产品流通中的应用

物联网技术具有自动、快速、多目标识别等特点,会大大提高产品信息在“产地-道口-批发市场-零售卖场”这一流通过程中的采集速率,提高农产品供应链中信息集成和共享程度,从而提高了整个供应链的效益和顾客满意度。基于物联网的农产品供应链在生产与供应各环节中,读写器获得数据后,应用软件将信息更新和储存于相应环节的本地数据库,并根据整个供应链各合作伙伴间所约定的共享和保密信息,将需要共享的信息通过Internet网络传输,更新相应的EPC码农产品信息存储站点的数据库。政府、合作伙伴和消费者可以根据所受的权限去访问、查询共享的EPC码农产品信息数据库和各个环节的本地数据库,以便为实现农产品安全管理做出合理的供应链决策和查询农产品质量安全信息等。

三、结束语

总之,农业信息化是一项的广泛的、长期的、复杂的系统工程,应用物联网、传感网等高新技术推进农业信息化是加快我国现代农业建设的重要途径。随着农业信息化的逐步完善,借助高新技术的支撑作用,依靠农民的信息化需求,才能全面实施农业信息化。

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1典型分析

畜牧业物联网技术,是指将网络技术、传感技术、互联网技术等结合在一起,定点采集畜禽身份信息、采食信息、称重信息、运动信息等畜牧生产过程中的关键信息,通过现代互联网技术传送到后台数据处理中心,在数据分析基础上,以图表和直观曲线方式提供给生产者,对畜牧生产进行有效的管理和监测,或通过GPS、RFID技术等对动物生产全过程进行溯源跟踪和监控追踪,建立畜产品质量安全可追溯体系。近年来,物联网技术在天津市奶牛生产、种猪生产、肉鸡生产等领域有了一些应用。现介绍3种典型案例,供养殖生产者参考。

1.1以嘉立荷牧业和光明梦得等大型牧场为代表通过阿菲金等牧场管理系统的应用,自动采集牧场的生产数据,技术人员和管理者可以针对繁殖、兽医、统计等不同的问题进行分析,了解牧场生产和管理过程中存在的问题,并采取相应措施,实现奶牛生产的精细化管理。

1.2以天津市农夫种猪场为代表应用了智能化母猪饲养管理系统,通过传感器对无线射频耳标的识别,实现对该母猪个体的精确饲喂、鉴定等(荷兰Velos系统);通过应用种猪自动测定系统,自动采集种猪每日采食信息和称重信息,提高了种猪测定效率。

1.3以部分规模肉鸡养殖场为代表通过应用物联网技术,实现了自动采集鸡舍温度、湿度等,并根据鸡舍环境实时变化情况进行自动控制,提高了肉鸡生产的管理水平。

2存在的问题

2.1饲养方式制约物联网技术推广物联网技术的推广和应用是与集约化生产经营方式相结合的。但是部分以农户为主的养殖小区和中规模养殖场户,受制于设施设备和生产工艺条件,物联网技术改造应用难度大,物联网技术难于应用推广。

2.2物联网技术应用范围偏小在畜牧业生产中应用物联网技术,涉及的信息技术本身比较复杂。因此,目前天津市物联网技术的应用大多数是在大型规模养殖场,特别是在部分的“领军”企业。天津市畜禽养殖量90%以上的中小型养殖场,应用物联网技术的意识不强,其物联网技术的应用仍呈“空白”。

2.3物联网技术应用成本高畜牧业生产中应用的物联网技术,主要有三个来源:一是从国外直接进口技术;二是引进技术在国内经过本地化改造;三是国内自主开发。就目前而言,国内自主研发产品,其软硬件配套和产品稳定性等方面与引进产品尚有很大差距,养殖场户积极性不高,加之引进产品价格昂贵、投入高,部分生产者尚无力应用。

3促进物联网技术在畜牧生产中的应用

围绕构建“高产、优质、高效、生态、安全”的现代畜牧业产业体系,保障动物疫情稳定,保障农产品质量安全,提升畜牧业质量和效益,促进畜牧业增效,农民增收为立足点,按照市场推动和政策扶持相结合,加快畜牧业物联网技术的应用推广和系统开发。经过努力,物联网技术应用覆盖天津市生猪、奶牛、肉羊、蛋鸡、肉鸡五大畜禽种,覆盖一批规模养殖场,建设物联网示范企业,实现饲养环境自动监控、管理精细化和产品可追溯管理。开发应用兽药等投入品监管、远程服务、外埠畜产品监管和本地畜产品质量安全追溯等行业监管平台,实现实时管理。通过示范应用和技术推广,形成物联网集成应用的典型解决方案和技术标准。

3.1企业类

3.1.1肉羊物联网应用平台以奥群种羊公司为主,利用建立的工厂化杜泊、澳洲白绵羊胚胎移植技术体系和快速扩繁优质配套系种羊的生产基础,在生产环节引入物联网技术,建设奥群优质种羊联合育种信息平台、种羊胚胎移植远程服务系统、养殖综合业务管理系统。完善RFID技术自动识别系统、自动称重系统、种羊选育和视频监控等系统,实现对种羊生产过程信息采集和数据分析,与客户扩繁场信息共享,互动挖掘数据。其服务对象包括天津核心育种场、规模扩繁场和合作社组织。完成基于RFID的种羊称重与分群管理、基于有源RFID技术的TMR(全混合日粮)投料监控技术标准。

3.1.2奶牛物联网应用系统以梦得集团、嘉立荷牧业惠泽牧业等21个牧场为主,引进国内外先进牧场综合管理系统,实现对产奶、牛群健康等管理智能化。降低炎发病率,提高配种率和单产水平,实现质量安全可控可追溯。

3.1.3生猪物联网应用系统以中粮肉食、惠康、德润、农夫等企业为主,引进智能化管理系统,实现对猪舍内温度、湿度、通风等环境自动控制。以射频技术为载体,开发智能化养猪管理系统,通过料塔、输送分配绞龙、饲喂器、分离器的有效组合,实现对每头猪的精准饲喂、准确监测。

3.1.4家禽类物联网应用系统引进国内外先进的家禽生产管理信息系统,实现对舍内喂料、光照、温度、供水、压力、湿度、清粪、集蛋等自动监测和控制,为鸡提供恒温、恒湿和清洁的环境,改善动物福利。大幅度降低人工成本,降低呼吸道等疾病发病率。

3.2部门监管类

3.2.1动物防疫和畜产品质量安全可追溯系统完善现有生猪品种系统运行,启用其他畜种应用。优化养殖环节信息采集系统,实现一站式登陆,智能化上传。开发友好的展示界面,开发多种展示方式和数据有效链接。增加畜牧业统计监测预警系统,实现对畜牧生产情况、畜产品价格、市场需求等相关数据快速监测统计,通过统计结果,分析市场趋势,做出预测预警。开发辅助决策系统,实行免疫保护期、疫苗使用、应急物资等预警和智能管理。

3.2.2肉鸡质量安全可追溯平台对肉鸡在饲养过程中饲料兽药投入品使用、防疫、质量监测信息,出栏产地检疫信息,运输过程信息,屠宰环节检验信息,一直到产品上市进入市场各环节信息实现可追溯监管。

3.2.3病死动物无害处理系统在现有生猪基础上,增加其他畜种,开发与保险公司和无害化处理场数据对接功能。

3.2.4动物产地检疫机打出证系统升级支持生猪、家禽等产地检疫需要,优化业务流程管理,提高响应速度。

3.2.5畜牧兽医专家远程服务系统利用天津农业物联网大平台,将天津市多年积累的动物疫病防控经验和典型病理解剖图片置入,向养殖场户提供智能诊断和科普教育功能。

3.2.6动物及动物产品检疫监督信息管理平台利用物联网和RFID等技术,实现对外埠进入天津市的动物和动物产品实现监管数据交换、集成和主动监控等目的。

3.2.7生鲜乳质量安全监管及可追溯系统将鲜奶生产、收购、运输等环节开展信息化管理,构建鲜奶收购站及运输车辆信息管理系统,对鲜奶收购进行信息化管理。

3.2.8武清奶牛综合服务平台良种繁育系统在现有平台基础上,开发奶牛个体信息动态采集技术,佩戴牛只RFID标签,实现对牛只的自动识别和信息记录,提高奶牛场智能化水平;开发集成传感器技术、信息采集技术及网络数据库技术,实现对奶牛个体挤奶的全部自动化及智能化控制;安装监测系统,辅助判定牛只状态,结合无线传输技术,实现实时数据采集;利用物联网技术对种子母牛个体信息进行采集的数据进行挖掘,通过统计和专家分析,为奶牛良种科学繁育提供依据和科学决策。

4对策建议

4.1加强组织协调建议在天津市畜牧兽医局成立推进物联网技术应用推广技术领导小组,纳入全市畜牧兽医工作重点,加强各事业单位和区县畜牧兽医管理部门以及企业的沟通,建立和完善协同工作机制。

4.2加大资金支持力度利用现有的设施畜牧业提升工程、畜禽标准化规模养殖场等项目资金,加大对物联网技术应用的支持。争取天津市经济和信息化委员会、财政局、科学技术委员会等部门对畜牧业物联网应用专项支持。同时,推动引导更多企业开发、使用物联网技术,进一步完善现有系统功能。

4.3加强人才队伍建设加强宣传引导,推动既懂信息技术又懂农业生产的复合型技术人才从事现代畜牧业建设。加大培训力度,培养一批操作技能强的一线实用人才,推动各类监管、应用系统高效运行。

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【关键词】化肥质量安全 物联网技术 追溯系统的应用

物联网(Internet of Things)的概念产生于1999年,普及于2005年,在中国,物联网也被称为之“传感网”,2009年物联网被正式列入我国国家级五大新兴战略性产业范畴,备受全社会的瞩目,由此物联网技术得到了实质性的发展,如今,物联网技术已经广泛地应用于各行各业中,化肥作为一种基础的农资产品,由于其行业准入门槛较低、小厂加工直销情况普遍,以及受气候变化以及经济形势等不定因素的影响,近年来化肥市场出现产能过剩、恶性竞争加剧,假化肥充斥等不正常情况,化肥行业处于产业亟待升级的拐点,政府部门也开始加大监管力度,在此背景下,基于物联网技术的产品质量追溯管理被各大正规化肥企业纳入了质量安全的建设中。

1 物联网技术的相关概念

物联网技术是将实质或虚拟的物品信息通过物品编码技术(EPC)、射频识别(RFID)技术、激光扫描器、红外感应器等传感设备以及利用全球定位系统将其与互联网连接起来,实现物品信息的智能化识别、传递和管理,近年来随着物联网技术应用的日趋成熟,实时定位追溯、在线监测、调度管理、远程控制等精细动态化管理均已成为了现实,物联网技术大大提高了社会资源的利用率和社会生产力,有效地促进了社会经济的发展。

1.1 物联网技术的核心技术

1.1.1 传感器网络技术

传感技术依赖于敏感材料以及工艺计测技术,利用传感器和传感器网络感知和采集目标对象的信息,是物联网信息的底层及原始信息的来源,其自身的完整性、效率性、安全性等至关重要。传感网络节点包含传感单元、处理单元、通信单元、以及电源,其中传感单元由传感器和具有转换功能的模块组成;处理单元主要由芯片、存储器、嵌入式操作系统组成;通信单元主要包括无线通信模块,正是这些传感器网络节点构成了无线网络,实现了信息的实时感知、采集、传送和处理。在物联网技术中传感器相关于人的眼睛,同时负责把模拟信号转换成计算机能够处理的数字信息,传感器经历了传统传感器、智能传感器、嵌入式传感器的转变,智能化、信息化、微型化、网络化是其发展的趋势,传感器网络相当于人的神经系统,负责信息的传递;嵌入式系统则相当于人的大脑,负责信息的分类和处理,是一项复杂的应用技术。

1.1.2 射频识别技术

物联网标识技术主要是以条形码(一维码)、二维码以及RFID标识为基础,其中射频识别-RFID(radio frequency identification)属于无线通信技术,是物联网技术的核心,它通过射频信号器自动识别物体包括高速运动目标,获取物体标签中的相关信息,该过程无需机械或光学接触,无需人工干预,可应用于各种恶劣条件下,日常生活中RFID技术应用很广,大到各类门禁系统、质量安全追溯系统等、小到公交卡、餐卡、水卡、门禁卡、银行卡、身份证都应用了射频识别技术,RFID识别技术主要由标签、阅读器、应答器3部分组成,射频识别标签具有数据存储容量大、识别速度快、可重复使用、寿命长、安全小巧轻便、防水防磁防伪等特点,广泛应用于现代物流管理以及自动识别领域中。条形码、二维码和RFID标签都属于物品信息标示技术,本质上都是赋予物品以一个特殊的编号,经由扫描该编号而获知该物品的相关信息,二者之间有一定的区别,条形码(一维码)和二维码是通过光学手段感知印刷的条形粗细或图文来获知编号实现标识作用的,RFID标签可以说是一维码和二维码的电子版本,它采用无线电原理,通过电磁波的载波、调制等过程来获取RFID标签里的编号信息,它的优势在于以嵌入或附着方式来对物体进行定位,无需近距离读取,数据存储所花时间更短,安全性更高。

1.1.3 EPC编码技术

EPC又称为产品电子代码,是物联网的重要支撑,它以RFID电子标签为载体,通过传感器进行识别,以互联网为信息传递的媒介,EPC系统充分结合了射频识别技术以及互联网信息技术的优点,为全球每一件商品建立起唯一的、开放的标识,解决了以一维码以及二维码只能单次单个识别,以及障碍识别的问题,实现了物品信息在网络中的交换、处理、共享以及透明化管理。

1.2 追溯管理系统介绍

追溯性主要是产品在原料、生产、加工以及流通各个阶段中具有的正向、反向追踪的能力,由于产品特点、供应链特征、技术手段等不同,不同的追溯系统存在着较大差异, 随着编码与标识、信息快速采集、智能决策与预警、数据交换与融合等关键技术的成熟,以及物联网技术的不断发展,追溯系统向着深度、广度和精度方向深入发展,因此,从技术角度构建起符合不同需求、集全面感知、实时传输、智能决策为一体的追溯系统已成为可能,正被各行各业所采用。

2 化肥生产质量安全追溯中物联网技术的应用

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【关键词】物联网人才 教学方法 服务型人才

【中图分类号】G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2015)02C-0183-03

一、农业物联网人才需求情况概述

我国经历三十多年的改革开放,工业和服务业都得到极大发展,已是全球制造业大国,相比而言,农业的发展稍显滞后,随着我国工业化现代化及城市建设发展进行到一定阶段,当前我们亟需大力发展与投入的是新农村的综合性、全方位的建设。我国农村一直实行,土地流转工作才刚启动,处于经济和体制转型的关键时期,“三农”问题近些年一直得到国家各界的高度重视,而农业信息化建设正是解决此问题的关键。适逢此时,物联网产业恰好兴起。物联网( Internet of Things,IoT),即“物物相连的互联网”,被称为信息产业的第三次浪潮,自其被提出之日起,短短数年已在世界各国广泛采用,并渗透到各行业中去。随着物联网产业的发展进步,物联网在农业生产、流通、管理等领域也得到越来越广泛的应用。从生产领域来说,农业物联网利用传感器、通信网络、智能决策系统,对养殖、种植对象进行环境监控、养料供给等,以实现降低成本、减少耗损、提高质量、改善环境的目的。此外,在农产品流通环节可建立起信息管理系统,建立从源头到消费终端的管理体系。

在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》里,明确提出“加快发展面向农村的职业教育”“强化职业教育资源的统筹协调和综合利用,推进城乡、区域合作,增强服务‘三农’能力”“加强涉农专业建设,加大培养适应农业和农村发展需要的专业人才力度”。未来农业的发展必将向信息化、现代化、网络化、科技化方面发展,农业物联网是现代农业发展的引擎,目前,我国农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段。高等院校才刚刚有物联网专业的毕业生,直接面向农业的物联网人才培养尚未正式启动,而我国幅员辽阔,大部分土地是农村,大多数人口是农民,因此,面向农业信息化建设方面的物联网人才市场缺口巨大。仅“十二五”期间,估计农业物联网方面的人才需求就有大约1000万人。

农业物联网专业人才可分为研发型人才和应用技术服务型人才。研发型人才主要是指从事农业物联网新技术的开发及相关设备生产工作的人员;应用技术服务型人才则主要指利用现有的农业物联网技术和设备,直接面向终端用户,服务于农业生产第一线的人员,其在整个农业物联网人才需求数量中所占的比例也是最大的。本文主要针对农业物联网服务型人才的培养展开研究,以期对面向农业的物联网人才培养模式进行探讨,为农业物联网培养知识面广、综合素质高的复合型人才。

二、农业物联网服务型人才培养目标

开展农业物联网应用技术服务型人才培养,首要明确人才培养目标。目前,国内高校的物联网工程专业的培养计划普遍还处于探索阶段,培养目标不明确,培养方案、教学模式趋于相同,由于物联网的应用领域广泛,就农业物联网而言,要想做好这方面的工作,不仅需要具备物联网技术、产品知识,还要对农业生产知识有所了解。因此,目前各高校探索性的物联网人才培养方案普遍是缺乏针对性的,并不能满足农业物联网人才培养的实际需要。在专业设置和建设的探讨过程中,通过对多所院校的物联网专业人才培养方案进行分析,及与相关教师进行交流,笔者也发现,普遍存在着对物联网人才培养的方向模糊,对物联网产业链人才需求未来状况预估不足的现象。

首先,当物联网作为一个新兴的巨大产业来临之际,我们要对它的未来产业链发展状况有个预估,才能与之相适应地去进行合适比例的人才培养。纵观其它高科技产业的发展历程,也可以看出,许多产业在人员需求上以应用型人才为主。譬如,电子信息产业,真正投入研发领域工作的,只是集中在大城市,只需要少数高端型人才,面向全国范围的、需求量较大的仍是以应用型人才为主。这是一个“橄榄型”的产业链人才需求结构,研发和制造人才需求少,分别占两端,中间多数为应用型人才需求。物联网产业也具有这样的特质,更何况它本身就是一个应用创新型产业,其产业巨大的生命力也体现在应用上。然而,目前大多数院校,包括很多高职高专院校,在物联网专业的人才培养上,仍过于注重研发设计能力的培养,忽视应用领域综合能力的培养,这是与产业链人才需求状况不相吻合的。

其次,物联网是向各产业、行业渗透的一个基础性产业,其必然带有跨行业的性质。譬如,农业作为第一大产业,它涉及的领域是很广的,仅是农业物联网对人才的需求就是巨大的,可是目前的物联网专业普遍都没有体现出这种行业的针对性,学生就业时,仍将面临着对行业领域知识的一个再培训过程。

根据前文论述,我们在进行农业物联网人才培养中,应以培养物联网应用型人才为主要出发点,并结合农业生产、流通、管理等行业背景知识,进行知识全面能力较强的综合型人才培养。这样才能培养出农业知识丰富的物联网人才,有利于满足社会的需求,有利于解决人才的就业问题,极大地推动物联网在农业领域的应用创新发展。

对于农业物联网方向的高职高专学生培养,我们提出以下几点专业能力目标:掌握物联网工程专业的基本知识和基本原理;熟悉农业物联网产品软硬件配置,能从事物联网解决方案的设计、管理和维护工作;掌握农业现代科技、农产品生产流通基础知识、农业物联网应用技术、工程施工基础知识,具备农业物联网应用系统设计实施能力;了解物联网工程技术的技术前沿、应用前景和最新发展动态。

三、农业物联网服务型人才培养专业课程体系构建

农业物联网服务型人才培养的课程体系应当围绕着培养目标展开,除公共基础课、选修课程及实践课程外,以下详细例举专业基础课和专业核心课程的构建。

(一)专业基础课

1.农业现代科技技术概论

主要介绍介绍国内外农、畜、林三业的生产、储藏、加工、消费、市场现状与发展趋势;现代育种目标、育种技术和育种方法;现代种植(养殖)技术;农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术;现代农业生物技术、信息技术等高新技术的应用情况。

2.电子技术基础

通过本课程的学习,使学生掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,初步具有查阅电子元器件手册、正确使用元器件、读识常见电子线路图、测试常用电路功能及排除故障的能力。能复述逻辑门电路的功能,并能利用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路,并能分析简单时序逻辑电路的功能。

3.嵌入式技术

主要讲述嵌入式系统的基本概念、界面设计、应用编程等知识。通过学习该门课程可以使学生能够编写、调试嵌入式程序。

4.物联网数据库应用及管理

重点培养学生数据库基本技能,通过本课程的学习,学生能应用数据库应用软件对物联网工程中所需数据进行管理、查询、维护等操作。

5.农产品生产管理流通概论

课程介绍农业产品生产管理流通基本理论,从农产品生产到销售的过程为出发点,介绍不同农产品在生产销售流通等活动中的基本情况,应用的现代化技术、信息技术等情况。

6.计算机网络与通信技术

结合TCP/IP协议深入讲授计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点一点网络、广播网络、交换网络、网络互连、差错控制、流量控制、拥塞控制方面的基本问题。

7.循环农业生产与管理

主要介绍农业生产管理中与环境保护的相互关系、掌握循环农业生产与管理的关键技术,了解农村节能减排的政策、技术措施等内容。

8.物联网与供应链管理

主要介绍应用物联网技术的供应链系统的概念及功能、物流的发展、物流管理原理、物流运输管理、仓储管理、包装与装卸、农产品供应链等内容。

9.工程进度与质量管理

通过学习本门课程,学生掌握建设物联网工程质量与安全管理的基本程序与方法,物联网工程质量验收标准,施工安全生产技术规范,物联网工程质量安全事故的处理,解决物联网工程监理过程中遇到的实际问题。

(二)专业核心课

1.无线传感器网络技术

全面系统地阐述当前各种主流的无线网络的基本原理,结合多种工业现场传感器和多功能的上位机软件,深入浅出地讲解无线网络的基本技术。

2.物联网射频识别技术

主要介绍物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例,以及物联网RFID技术现状和标准体系。

3.工程线路识图

主要介绍工程设计绘图基础知识、基本理论,主要培养学生识读电器元件的结构形状的能力,同时了解相关工程的国家标准,识读图样,了解物联网工程绘制图样所需的机器、仪表和设备的结构和性能。

4.综合布线与网络工程实施

使学生能掌握网络综合布线的国家标准和行业规范,并能熟练地运用于网络综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节,培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力,并掌握综合布线的基础知识。

5.ERP运营维护

课程主要从物联网工程的角度介绍物联网工程系统中的主流程体验、销售管理、采购管理、存货管理、产品结构管理、物料需求计划管理、工单与委外管理、工艺管理、应收应付管理、财务管理等学习任务,掌握ERP系统的主业务流程和操作技能。

从以上课程体系的构建中可看出,在实际进行农业物联网课程体系的建设时,注重突出实际应用领域特色,学生既要学习电子信息技术,又要学习农业科技和农业生产技术,还要求掌握工程领域的基础知识,注重综合性能力的培养。考虑到农业物联网的项目一般偏小,各地点分散,其应用服务人才不可能专业划分过细,否则任何一个点都需要物联网、农业、工程安装等不同领域的人员组成团队配合工作,这对于偏小的农业物联网项目来说是不实际的,必然要求建设及维护人员具备多专业综合的能力素质。

四、改革教学方法,优化师资队伍

(一)改革教学方法

在教学方法上力求突破,当前所流行的行动导向、慕课均是可采取的方式,无论哪种方式,主导思想将贯穿以学生为中心的教学方法来进行实施。由于农业物联网服务型人才培养的专业特性、跨学科特性,带领学生进行现场学习将是必不可少的教学环节。此外,农业物联网在实际工作领域的实施,往往以一个个项目的形式来进行,因此,案例教学也是必然要采用的教学方法,在案例教学过程中注重对学生进行启发式教学引导,亦有利于学生兴趣的调动和综合设计实施能力的培养。

(二)优化师资队伍

从课程体系的构建可以看出,要做好农业物联网服务型人才的培养,师资队伍应具备物联网知识能力、农业生产流通和管理知识能力、工程实施等方面的知识能力,在实际建设中,各校可根据自身状况进行优化。同时,基于农业物联网应用创新的特质,应大力开展校企合作,引进更多的企业兼职教师来补充师资队伍。由于物联网本身(下转第186页)(上接第184页)是个新兴产业,农业物联网又兼有跨行业的特性,因此,教师的培训学习也是队伍建设中不可缺少的一环。

五、满足实验与实习条件,建设实训基地

应根据院校重视面向农业领域专业应用能力的培养思路,坚持基础和应用协调共进的原则,通过农、学、企相结合的方式,建设相应的实训平台,如企业提供最新的设备支持、学校提供专业人员、农业终端用户提供场地,搭建起一个真实的现代农业物联网应用平台。在实训过程中,学生收获了丰富的实战经验,为日后就业打好基础;企业获得了充足的人力资源,充分解决了农业物联网服务企业人员匮乏的现状;而农户则在合作中体验到农业物联网技术给农业生产带来的种种好处,为农业物联网的大力推广增强了信心。

其次,建立一个以农业物联网为背景的技术服务及农产品流通实训平台,通过该平台,培养出农业物联网领域的信息化人才,为技术服务的推广和农产品的流通打好基础。

通过利用实训基地对物联网服务型人才进行深入培养,可培养出一大批技术过硬、经验丰富的专业人才,以缓解目前农业物联网缺少此类人才的局面。同时也为农业物联网技术在我国大范围推广打下坚实基础。

物联网浪潮的来临,为现代农业发展创造了前所未有的机遇,改造传统农业、发展现代农业,迫切需要运用物联网技术实现对各种农业要素的全面感知、可靠传输以及智能处理。因此,对农业物联网服务型人才的培养具有重大实际意义和价值,人才培养模式就是其中一项迫切而又重要的研究工作。所以,应尽快在分析农业物联网发展现状的基础上,结合我国的实际国情对农业物联网人才培养过程中涉及的管理模式、技术模式、商业模式展开分析和探讨。在政府的引导下,在相关企业的积极参与下,建立一个多方共赢的人才培养模式,为农业物联网的长远发展提供长效动力。

【参考文献】

[1]于娜,郭鹏,李乃祥.农业物联网人才培养模式研究与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2014(16)

[2]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报. 2014(7)

[3]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊,2011(3)

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关键词:物联网;无线传感网络;射频识别;安卓平台

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)22-0011-02

物联网专业是一个新兴的、综合性很强的专业,涉及到微电子技术、控制工程、通信技术、计算机技术等多领域。2010年,教育部批准第一批40所高校开办物联网工程专业;2011年初,批准第二批27所高校开办物联网工程专业;2012年2月,再次批准80所高校开办物联网工程专业;教育部先后进行了3批物联网相关专业审批,约200所高职高专办“物联网应用技术”专业,我校也于2012年成功申报物联网应用技术专业。

教育部和天津市教委联合举办2012年、2013年、2015年3届全国高职物联网技能大赛,都由我校来承担此项赛事项目,对职业院校物联网专业教学改革起到巨大的引领和带动作用,促进专业体系建设、优化教学内容、改进教学手段、提高专业教学师资队伍素质、加强学院实训基地建设,构建以职业技能竞赛为平台、培养学生技能为核心的实践教学体系。

1 历届全国高职物联网技能大赛分析

1.1 2012年全国高职物联网技术应用赛项

2012年大赛,主要考察高职学生在RFID技术、二维码技术、网络技术与信息系统等领域的应用实践能力,检验高职学生在物联网组建、物联网应用系统开发等方面的关键技能和职业素养,以及对质量、效率、成本和规范的意识。大赛促进专业教学内容更新与教学方法改革,深化校企合作,引导专业教学方向调整,以适应物联网产业快速发展及高度关注物联网应用技术的趋势。

2012年全国高职物联网技术大赛,主要还是对物联网专业基础知识结构进行考察,围绕着专业的基本理论、简单应用设计大赛试题,考查选手使用传感器、二维码、一维码、Zigbee、RFID等基本应用的开发能力,对物联网三层架构:感知层、传输层、应用层的专业基础技能进行考察。可以说本届大赛促进社会对物联网应用技术相关职业岗位的了解,提高社会对高职专业人才的认可度,提高学生的就业能力水平。

1.2 2013年全国高职物联网技术应用赛项

2013年大赛内容模拟学生“e动校园生活”的一天,集物联网时代的移动支付、智慧生活等主题应用。从本届大赛内容上看,不仅包括对物联网基础技术考察,更多融合物联网工程专业的很多生活中应用,更加有深度和广度,具有很强的实用性和时代特征,本届大赛促进专业的教学改革与专业建设,展示物联网技术应用领域快速增长的人才需求;促进物联网技术(包括自动识别、网络传输、应用开发等)的普及。

1.3 2015年“物联网技术应用赛”赛项

2015年大赛内容对物联网工程应用实训系统的操作,涵括了智慧社区、智能环境监控、智能商业、智能农业等物联网主题应用。可以看出,本届大赛主要对物联网技术应用的范围进行很大扩展,从2013年的生活领域应用扩展到专业领域应用,包括商业、农业、环保领域等等。通过竞赛,提高学生在物联网组建、物联网产品配置与应用、物联网应用系统开发等方面的关键技能和职业素养,进一步促进专业教学内容更新与教学方法改革,深化校企合作,引导专业教学方向调整,高度关注物联网应用技术的趋势。

2 全国高职物联网技能大赛引领和带动物联网专业建设

传统物联网专业建设本着专业的知识体系来进行课程设置,物联网知识体系可分为感知层、传输层、应用层三层,针对三层设置了相关的教学课程。

这3届全国物联网技能大赛,极大地拓展高职院校对物联网专业的认知,不再单纯的认为物联网就是多个专业课程的简单堆砌,而是专业课程之间有着很强的内在联系,有着自身专业的核心思想、理念、技术,明确地提出高职院校物联网专业的建设方向,与现有相关专业进行整合而不是孤立的发展物联网专业。

通过对技能大赛使用设备进行认真分析、研究,了解物联网专业在当前社会各个领域的应用情况,物联网应用的前沿技术信息,感知未来的发展方向。对物联网专业建设指出明确的培养方向,经过3年的教学应具备哪些素质和技能。以本校为例,通过参加这3届全国物联网技能大赛促进物联网专业进行深入建设:

1)结合本校在电子专业优势和计算机专业特点进行深入分析,与物联网专业进行深度结合,利用电子系嵌入式实训室、传感器实训室等现有设备重点培养学生感知终端的操作和应用,包括各种传感器的使用,如温度传感器、压力传感器、光传感器等,嵌入式芯片开发和应用技术,要求学生掌握一定的电子设备知识、数字和模拟电子知识、嵌入式开发知识等内容。

2)结合计算机专业软件开发、网络技术的优势,重点培养学生在实训室物联网应用层的软件开发和设计能力,充分利用Android移动操作系统实训室、移动终端平台实验室,锻炼学生在Android移动终端的程序设计、开发能力,具备一定的开发水平。

3)基于物联网技能大赛背景,侧重物联网基本架构及应用架构,专业建设可容纳6个班的实验场地,随着专业规模的扩大,实验场地也将及时增加。实验室的建设将包含4个平台:基础实验平台,云信息处理平台,综合实训开发平台,创新实训平台。

3 全国高职物联网技能大赛改革专业课程和课程内容

全国物联网技能大赛对高职院校物联网专业课程建设,课程内容的设定有着深远而积极的影响。2012年物联网大赛内容主要是对物联网专业基本技术的考核,即物理网专业核心技术的应用,包括传感器、二维码、一维码、Zigbee技术、RFID技术等基本技术,可以说这些技术早已经广泛应用在超市、商业街区、局域网等方面,但是并没有得到重视、认同,原因在于物联网的基础应用领域早已存在多年,并没有更多新技术的产生,更没有在社会多领域的应用和普及,所以大多数人都不知道物联网。

2013年物联网大赛内容有突破性进展,在硬件设备种类上有很多更贴近生活,例如:无线射频IC卡、RFID电子标签、智能电表、智能窗帘、感应式门禁、火焰探测器、烟感探测器等,这些设备都会在生活中的某个领域得到广泛使用,有了这些实际应用设备作为开发对象,再有2012年物联网中的部分设备让很多高职院校对物联网应用前景、应用领域都有深刻认知,在广大职业院校引起强烈反响。很多高职院校在大赛结束后,组建专门团队学习研究物联网专业的课程,对课程内容进行调整,转变教学方式。

2015年物联网大赛在2013年基础上有新的变化,把这2年来物联网应用领域进行大规模扩展,涵盖智能社区、智能环境监控、智能商业、智能农业、智能楼宇等物联网主题,对于物联网专业的人才需求有很大促进作用;同时,大赛上物联网设备种类进行一步扩展,出现Zigbee无线传感网络,智能网关、LED电子屏等,前2届物联网大赛设备也都出现,与计算机无线网络进行互连互通,桌面软件开发、移动终端软件开发的综合性、难度有很大提升,可以说是真正的实现多种设备的“物联网”,整合到统一的开发平台,成为一套综合性的物理网管理平台。

物联网技能大赛出现各类设备、仪器,考核的内容引领着专业课程建设,改变教学内容,在课程设置和课程内容上进行全面优化,围绕着物联网核心技术、重要知识点重新安排专业课程,尤其是安排大量的实验、实训环节,重点培养学生的实践动手能力,不再以“感知层”、“传输层”、“应用层”进行课程设置,而是以“核心技术课程实验实训”、“开发技术课程实验实训”、“物联网平台综合实训”为主。

1)核心技术课程实验实训,主要是传感器技术实验、RFID射频识别实验、Zigbee网络技术实验等物联网核心技术课程实验。

2)开发技术课程实验实训,Android移动终端技术实训、嵌入式技术实验、移动终端平台实训等。

3)物联网平台综合实训,智能社区实训、智能家居实训、智能温室控制实训、物联网RFID智能车辆管理实训等,既包括对核心技术的应用也包括对开发技术的使用。

例如,本校在举办物联网大赛后进行课程改革,设立物联网综合实训课程,主要采用技能大赛中的各种物联网设备,对竞赛试题进行改造进行实训。其中智能家居实训内容:智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,通过手机、PDA、互联网用户可以控制家用设备、执行场景操作,使多个设备形成联动。主要功能为楼宇对讲、安防视频监控室内灯光、窗帘控制、家电控制、远程操控访客环境、灾害远程监控与报警、老人健康监测、家庭能源管理、社区信息查询与服务。智能家居是物联网技术的综合应用,涵盖有电子技术、传感器技术、单片机、无线传感、RFID技术、嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、网络通信、音视频多媒体技术。

参考文献:

[1] 温显斌,肖迎元.物联网专业实验室建设初探以及注意的几个问题[J].物联网技术,2015(3).

[2] 孔锐,张冰.物联网工程专业实验课程设置探索[J].实验技术与管理,2014(2).

[3] 刘韬.物联网专业理论教学及实践教学研究[J].软件导刊,2014(1).

[4] 周亮,张克功.高职院校物联网技术专业建设研究[J].职教通讯,2015(6).

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[关键词]物联网;鲜活农产品;营销渠道

[中图分类号]F7246[文献标识码]A[文章编号]2095-3283(2017)01-0101-03

[作者简介]王玉霞(1978-),女,汉族,辽宁大连人,副教授,硕士,研究方向:市场营销。

[基金项目]本文为辽宁省社科联2017年度辽宁经济社会发展立项课题研究成果“互联网背景下辽宁农产品流通渠道协调发展研究”(项目编号:2017lslktyb-090);辽宁对外经贸学院2016年校级科研项目阶段性成果“物联网背景下大连鲜活农产品营销渠道模式创新研究”(项目编号:2016XJLXYB003)。大连市鲜活农产品极为丰富,多种产品的供应量位居我国前列,近年来频频出现的农产品安全问题以及互联网、物联网技术的普及,对鲜活农产品的营销渠道提出了新的挑战,培育和创新基于物联网的大连市鲜活农产品营销渠道成为当务之急。

一、农产品物联网的概念

物联网是通过射频识别(RFID)装置、遥感技术、红外感应器、定位系统、地理信息系统、激光扫描器等信息传感设备,将物品与互联网相连接,实现数据采集、处理、融合,信息交换,智能化跟踪、定位、识别、监控、管理的过程。[1]

农产品物联网是以食品安全为出发点,通过射频技术、传感器技术、GPS定位技术、电子产品编码技术等跟踪产品从生产到销售的整个环节,使供应商、中间商、消费者及时了解产品相关信息,保障消费权益。

二、物联网技术在鲜活农产品营销渠道中的应用

(一)生产环节物联网技术在现代农业中已经得到初步运用,如物联网中传感技术的应用可以实现农业生产数据的储存、实时采集和远程定时报送,通过无线传感网络监测土壤含量、空气温湿度、土壤类型、降水量、气压、光照度等物理参数,为鲜活农产品的生产提供准确的科学依据,实现大幅增产的目的。

(二)加工环节

鲜活农产品的加工环节利用本地RFID系统对产品进行包装、编码,加工企业通过读取本地RFID系统将农产品的深加工信息增加到电子标签上,对环境要求严格、价值高的鲜活农产品使用单个RFID标签,而对价值比较低的产品标签加在包装大托盘上,单个产品使用条形码,并且配送车辆也要配备相应RFID电子标签。此外,物联网技术将进一步应用到农产品深加工设备中,计算机视觉识别系统可以运用到鲜活农产品的品质分级,实现农产品深加工的远程与智能化监控,降低成本、提高效率。

(三)运输环节

接到运单,智能终端利用GIS、Emap等物联网系统提供的数据自动查看车辆信息,自动分拣货物,制定最优的运输方案,实现环境保护和节能减排。每辆运输车辆都安装RFID读写器和GPS装置,实现农产品流通系统信息的实时传递,方便对车辆进行实时监控、实时定位,实现可视化物流。对于进出口的货物可以一次性读取多个商品信息,每次读取只需01秒,大宗货物可以短时间之内迅速完成,实现通关无障碍。

(四)仓储环节

智能化的仓储系统包括商品入库、出库、盘点、调拨、退换货等都能被远程感知与控制,还可以检测货物的位置以及周围的温度、湿度,有效地防止火灾等突l事件,在鲜活农产品的智能仓储中,主要利用RFID、条码、传感器、红外、激光、蓝牙、语音及视频等技术对产品进行识别、定位、分拣、计量等。随着物联网技术的不断发展进步,智能化仓储将在多个仓储中心之间达到信息互联,实现真正意义的物联网仓储,使货品“自己”知道要到哪里去,存放在哪个位置。

(五)零售环节

物联网技术可以优化鲜活农产品零售企业的库存管理,及时补货实现零库存,及时监测运输车辆和货品的移动,提高效率。如物联网技术下可以自动识别发生移动的贴有标签的物品,及时上报系统进行处理,RFID标签涵盖了大部分的商品信息,包括生产日期、保质期、储存方法以及注意事项等,大大减少了商品的损耗。作为消费者可以通过标签识别商品的生产运输等环节,甄别选择并放心购买,零售商也可以通过物联网技术对消费者的收购行为进行跟踪回访,提出整改建议,提高产品的市场占有率。

三、大连市鲜活农产品营销渠道的主要模式

大连市鲜活农产品的营销渠道根据起主导作用的流通主体类型的不同,可以分为批发零售市场主导型、农协/合作社主导型、龙头企业主导型三大类营销渠道。

(一)批发零售市场主导型

大连市大部分鲜活农产品主要通过批发零售市场进行销售,这种营销渠道是农户将农产品直接运进零售集贸市场销售,或者通过批发商进行销售,主要满足大连本地消费者的需求。大连大型农副产品批发市场有四个,包括双兴综合批发市场、三星果菜批发市场、机场前果菜批发市场和南关岭果菜批发市场,数量与规模有待创新。

(二)农协/合作社主导型

近年来,大连市农民合作社发展不断壮大,依托特色项目和优势产业,形成“农户+经纪人+销售”为一体的供销专业合作社营销模式。截至2015年,农民合作社已达到2700多个,其中大连宇泽果品专业合作社、瓦房店市万领果品专业合作社、大连和玉果业专业合作社、大连鸿炜果菜专业合作社、大连小南果蔬专业合作社被评为2015年辽宁省省级重点示范社。大连农民合作社建设虽然初见成效,但是运行机制和制度建设方面还存在诸多问题。

(三)龙头企业主导型

龙头企业在带动农民增收、促进农业发展、保障农产品供给方面起到了至关重要的作用。其特点是以一定规模和品牌知名度的农产品龙头企业(生产加工企业、中介组织或批发零售企业)为载体,采取“农户+基地+企业”的营销模式,经营一般为品牌产品,直接供应大超市或出口。大连现有的农产品品牌除“獐子岛”、“咯咯哒”等少数品牌知名度较高,其余品牌多为区域品牌,个性不鲜明、附加值不高。

四、基于物联网的大连市鲜活农产品营销渠道创新

(一)鲜活农产品智慧供销网络构建

首先,智慧供销网络构建高度依赖物联网系统初始化的状态,所以在物联网营销渠道构建的初期,政府或者行业协会应该构建和谐的有利于鲜活农产品智慧供销网络构建的基础网络和监管系统,这类政府主导型智慧营销渠道构建将有很大的示范作用。其次,广大农民应积极发展联合合作社建设,将互联网、物联网、物流信息网进行有效连接与整合,使生产资料、技术、服务实现共享。再次,将农户、农业合作社、承运商、供销商有机的联合起来,建立大型供销网点,构建智慧供销网络体系,及时反馈销售行情,使各大供销主体及时掌握市场信息,跟踪市场动态,抵御市场风险。

(二)鲜活农产品营销渠道大数据信息平台构建

对鲜活农产品营销渠道中生a、加工、包装、运输、储存、销售产生的“大数据”运用到物联网平台,发挥信息共享、创造更多价值(见图1)。[2]

首先,从鲜活农产品营销渠道的第一个环节出发――农户进行数据采集,把农产品生产、加工、农药监测、质量情况、土壤情况、农户相关信息录入物联网大数据平台,数据实时更新,为营销渠道的其他环节提供指导。其次,鲜活农产品中间商对生产、物流、需求等相关数据进行处理,将数据信息通过网站、微信、微博等终端进行,及时满足特定消费者的需求。再次,构建消费者监测终端,保障消费者的知情权,消费者根据电子产品编码可以了解产品生产、加工、运输等相关信息,保证高质量农产品销售无障碍,同时批发商、零售商应该建立商品质量安全监测对比系统,消费者通过网络可以清晰掌握要选择的商品信息,做到放心购买。

(三)鲜活农产品安全检测系统构建

农业与农产品安全问题关乎民生,国内外经常曝光的食品安全问题提醒学者专家应该重视对农产品从生产到消费的营销渠道环节的思考,所以物联网技术的应用,对鲜活农产品的安全进行检测至关重要。物联网系统通过智能化的食品安全测试仪、条码技术和RFID技术,对鲜活农产品各个环节的安全系数进行检查,相关数据进行整理,并到食品安全溯源公用服务平台,各级承运商和消费者可以通过平台掌握关于农产品原材料、生产日期等信息,做到责任到位,安全意识贯穿始终。食品安全溯源公用服务平台包括食品安全溯源、内外信息、预警与应急处理、数据访问安全控制、统计报表和数据挖掘、企业信用评级、趋势预测分析、设备接入管理等。[3]用户可以通过查询机、手机、PC等多种客户端进行查询,该系统很好的连接生产、销售、消费等各个环节,保障消费权益。

(四)鲜活农产品物流信息系统构建

大连市鲜活农产品由于信息流通不畅、市场规模小等原因,导致其营销渠道发展中存在诸多问题,极大地损害了农户及消费者的利益,因此建立鲜活农产品智慧绿色物流信息网络,能够有效地解决信息不对称问题。具体流程如下:将鲜活农产品名称、类别、产地、日期等信息写入电子标签,置于产品表层或内部;在流通过程中,附带标签的产品受内部或外部能源作用,将信息通过天线传输于阅读器,阅读器经过解读把信息转换为计算机可以识别的数据;通过网络计算机把信息传输给物联网系统,实现实时更新;最后通过与网络连接的识别系统或打印设备,及时为用户提供方便。

[参考文献]

[1]孙其博,刘杰,黎h等物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J]北京邮电大学学报,2010(3):1-9.

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关键词:粮食安全;物联网技术;流通环节

中图分类号:TP277文献标识码:A

文章编号:1005-913X(2014)07-0073-01

物联网技术的产生和发展,对促进粮食物流产业意义重大,如果物联网技术能在粮食物流环节中广泛应用,必将使我国粮食物流的运作水平大大提升,同时也将为政府进行粮食宏观调控、保证粮食安全创造有利条件。利用物联网技术可以应用在粮食储存、运输、配送的整个过程中的实体运动以及在流通环节的一切的活动中。物联网的技术可以解决和改善目前粮食在流通环节中存在的各类问题。

一、物联网技术在粮食仓储环节的应用

粮食在存储期间,由于黑龙江省特定的环境、气候和通风条件等因素的变化,粮仓内的温度或湿度会发生动态变化,这极易造成粮食腐烂或产生动物危害。同时粮仓中粮食储存质量还受到粮仓中气体、微生物以及虫害等因素的影响。针对黑龙江省粮食存储的特殊性,粮仓监控预警系统一般以粮仓和粮食的温度与湿度为主要检测参数,以粮仓内气体成分含量为辅助参数。粮仓监控预警系统主要完成对存储粮食的温度、湿度和气体浓度等参数进行采集、存储和向监控中心传送数据以及执行监控中心的指令等功能。在传统的粮仓监控预警系统中,粮仓与监控中心大多采用有线连接的数据通信方式,连线繁多,但是远程通信困难,当一个节点出现问题时就可能影响整个系统的顺畅。不利于粮仓的监控与管理。现在,可通过无线网卡传输信息把粮食管理部门所属企业全部联通起来。

二、物联网技术在粮食运输环节中的应用

物联网基于全球定位系统(GPS)卫星导航定位技术、RFID、传感技术等多种技术,在粮食物流过程中可实时实现车辆定位、粮食运输监控,在线调度与配送可视化的管理系统。目前,全网络化与智能化的可视管理网络还没有,但初级的应用比较普遍,初步实现了粮食物流作业的透明化、可视化管理。物联网技术在粮食运输工具之间的应用,可以极大地提高粮食运输效率。首先, 可以实现运输过程的可视化,做到粮食运输车辆的及时、准确调度, 从而提高运输效率,尽量避免无效运输;其次,把粮食运输车辆纳入物联网,实现对车载粮食的动态感知,动态监控在途粮食的质量与安全,以降低粮食运输中的损失;第三,可以实现对各供需粮点库存、在途运输量的动态掌握,科学做出运输决策,从而从根本上提高运输的合理性, 实现粮食物流的有效流通。

三、物联网技术在粮食配送环节的应用

物联网技术基于传感技术、RFID技术、云计算技术、云存储技术等各项先进技术,建立全自动化的物流配送中心和粮食物流作业的智能控制、自动化操作网络的系统,由此可以实现物流与制造联动,实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。如:有这些先进的粮食自动化物流中心,就实现了机器人码垛与装卸,无人搬运车进行物料搬运,在自动化输送线上开展拣选作业,出入库由自动化的堆垛机完成,以及物流中心信息与制造业ERP系统无缝对接。由此,整个粮食物流作业系统与生产制造环节,实现了自动化、智能化。

四、保障粮食安全的建议对策

(一)应用数字粮库系统

数字粮库系统能够大幅提升粮库管理的信息化水平,实现粮库业务管理系统,作业控制系统与粮库安防系统。粮情监控系统不仅能够帮助粮食管理部门有效减少管理层次,降低管理成本,实现绿色低碳储粮,提高安全生产水平,还能够大幅提升管理效率。

(二)政府对物联网技术应用提供支持

为了保障粮食安全,我国政府对粮食进行宏观调控和国家粮食储备。物联网技术在粮食物流中的应用,可以提高我国粮食安全保障能力与水平。首先,通过把全国各大粮食仓储单位纳入物联网,可实现粮食质量、数量等信息的有效集并,使政府能更好地掌握国家粮食储备情况,既节约了粮库普查的人力与物力,又为国家进行粮食调运提供了可靠的信息支持。其次,通过物联网,可实现规模不等的仓储、加工、销售点进出粮食数据的动态监控,真实掌握各地区粮食物流状况并进行合理供需预测,为政府进行储备粮的吸收及拍卖提供数据支持,能更好地平抑我国粮价,提高粮食安全水平。再次,通过对各粮食节点的监控与感知,可以清楚地了解我国粮食物流的真正流量流向,从而为粮食物流基础设施的投资提供有效的依据,减少浪费,降低政府粮食物流与粮食安全保障投资成本。

在全球金融危机背景下,物联网技术与粮食安全的结合除了可以帮助各国寻找到新的经济增长点,还可以提高我国粮食的自给率,稳定国内粮食市场价格,有效地解决我国粮食安全问题,保护有限的农业资源,改善生态环境,确保粮食生产的可持续性。物联网技术的产生和发展,对促进粮食物流产业意义重大。将物联网技术应用在粮食物流环节中,必将使我国粮食物流的运作水平大大提升。

参考文献:

[1] 谭章禄,刘浩,张长鲁,赵敦超.基于物联网技术的智能粮仓系统研究与设计[J].物流技术,2013(11).

[2] 王常伟.大物联网技术在粮食物流中的应用前景分析[J].粮食与饲料工业,2013(8).

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关键词 物联网 物联网技术 农业 现代农业

一、物联网概述

1、物联网的定义

物联网(The Internet of Things)是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来,实现数据采集、融合、处理;并通过操作终端实现智能人识别和管理。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。

简单地说,物联网就是“物物相连的互联网”,是各行各业的智能化。这包含两层意思:第一,物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。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,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。

物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。

2、物联网技术是发展现代农业的重要支撑

现代农业发展面临着资源、环境、市场等多重约束。大力发展农业信息化,推动信息技术与传统农业深度融合,不断提高农业生产经营的标准化、智能化、集约化、产业化和组织化水平,努力提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率,是我国农业突破约束,控制农产品质量,实现产业升级的根本出路。

物联网技术是现代信息技术的新生力量,是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点,也是推动我国农业向“高产、优质、高效、生态、安全”发展的重要驱动力。农业物联网技术集成先进传感器、无线通讯和网络、辅助决策支持与自动控制等高新技术,可以实现对农业资源环境、动植物生长等的实时监测,获取动植物生长发育状态、病虫害、水肥状况以及相应生态环境的实时信息,并通过对农业生产过程的动态模拟和对生长环境因子的科学调控,达到合理使用农业资源、降低成本、改善环境、提高农产品产量和质量。

二、物联网在我国农业领域中应用现状

1、物联网在我国农业领域中的探索

近年来,在政府、科研机构及企业的共同推动下,部分地区在农业物联网技术应用方面进行了积极的探索,已取得初步成效。他们利用温度、湿度、气敏、光照等多种传感器对蔬菜生长过程进行全程数据化管控,保证蔬菜生长过程绿色环保、有机生产。也有地方通过物联网技术,对农作物生长、畜禽和水产养殖等进行监测,可实现准确感知、及时反馈,提升农业决策指挥水平。有的地方应用物联网技术改造传统农业,可实现对农业用药、用水、用肥、用工状况的精确控制,减少浪费,促进农业节本增效。

2013年5月,农业部启动农业物联网试验工程,选择有一定工作基础的天津、上海、安徽三省市率先开展试点试验工作,具体为:天津设施农业与水产养殖物联网试验区、上海农产品 质量安全监管试验区、安徽大田生产物联网试验区。

在上海市嘉定区,已经使用物联网技术记录哈密瓜生长基础数据,开展“智慧农业”试点;在天津有二十多个农业物联网基地开始全面建设,原本风吹日晒的辛苦活,如今轻点鼠标就可以完成。在津南区葛沽镇农业科技园区可以看到,大棚中央安装着一个传感器系统,可以实时地将数据传输给智能控制系统,系统分析完数据后自动控制大棚的保温帘、塑料膜和滴灌,从而调节作物的生长环境。以种植温室草莓为例,物联网技术进行的科学化田间管理可以提前草莓的上市期,精细化地管理草莓的含糖量和大小。降低了农药的使用量,农产品的安全问题有了源头性的根本保障。

以前对温室大棚作物的田间管理依靠经验,物联网技术则可以对作物生长进行科学化、信息化和精细化管理。用农户的话说,物联网就像给农田装了“千里眼”和“顺风耳”,棚室温湿度、光照等细微变化都能传到电脑和手机上。“以前这五十个大棚至少需要十个人半小时同时工作,现在五十个棚同时管理的话,一个人不到一分钟就可以同时控制住了。一键就可以浇水、通风、施肥,温度、光照度等,都可采取自动控制。”

2、物联网技术在农业领域应用中存在的问题

目前,物联网技术在农业领域应用涵盖了农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产经营管理和农产品质量安全监管,并在政策扶持、技术研发、示范应用、人才培养等方面积累了一定的经验。但农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段,存在关键技术产品及集成体系成熟度较低、农业物联网应用标准规范缺失、有效的运营机制和模式尚未建立、专业人才缺乏等问题,迫切需要国家开展农业物联网技术应用示范项目,加快建设应用示范基地,深入开展相关技术研发和集成创新,探索产业化应用模式,制定农业物联网应用标准规范,推进物联网技术在农业领域的规模化、标准化、产业化应用。

农业部副部长余欣荣近日在天津市调研农业物联网发展情况时指出,当前推进农业物联网,一要加强系统设计,切实做好规划,重点解决目前农业物联网发展项目零散、不成规模的问题。二要加强高效、节能传感设备的研发,既要重视学习引进国外先进经验,更要处理好引进和消化吸收的关系。三要加强农业生产阈值数据资源的积累和农业知识模型的引进开发,研究农业生产最佳解决方案,合理使用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农产品产量和品质。四要加强可持续发展模式的培养,采用政府引导、市场推进的方式,鼓励社会主体积极参与农业物联网建设。五要注重标准化。

三、物联网在未来农业领域的应用

1、传统农业面临的问题

我国人口占世界总人口的22%,耕地面积只占世界耕地面积的7%。随着经济的飞速发展,人民生活水平不断提高,资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾却越来越突出。因此,如何提高我国农产品的质量和生产效率,如何对大面积土地的规模化耕种实施信息技术指导下科学的精确管理,是一个既前沿又当务之急的科研课题。而现实情况是,粗放的管理与滥用化肥,其低效益与环境污染令人惊叹。

传统农业生产的物质技术手段落后,主要是依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机械。在现实中主要存在的问题是:

农业生产存在污染和浪费,据农业、水利部门测算,我国每年农业所消耗化肥、农药和水资源量都在飞速增长,数据惊人,农业的污染问题困扰着不少乡村,不少农民群众饮水安全受到影响。

农业产量低、人力成本高、农民收入低。在有限的耕地面积下,如何提高农业产量是我们永远的话题。劳动者总希望通过延长劳动时间、增加劳动强度,尽可能增加产出量,但由于目前农业仍主要靠人力或畜力,劳动工具简陋,再加上自然天气等因素,结果总是事与愿违。

2、物联网在农业领域应用的优势及积极作用

一是节约化肥、水资源,降低生产成本,减少环境污染。在农业种植中,通过物联网技术,采集土壤、作物等信息平衡施肥,彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成的化肥多、有机肥少;N肥多、P、K肥少;三要素肥多、微量元素少;N、P、K比例失调的状况,因此有明显的经济和环境效益。

目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉水的利用率只有40%左右,使用物联网技术,可动态监控农作物,定时定量供给水分,使水的消耗量减少到最低程度。

近年来,安徽建设了覆盖20个县的小麦“四情”(苗情、墒情、病虫情和灾情)监测系统和36个县的水稻“四情”监测系统,16个县的农业物联网整建县建设在推进。通过传感器获取环境温度、湿度等农作物、养殖物的生长状态数据信息,对生长情况及时作出判断,合理施肥、栽种养殖,从根源上减少农药使用次数,降低环境污染,提高农产品质量。

安徽省桐城市范岗镇杨安村种粮大户姜斌运用物联网技术监测苗情。系统主要可监测空气温湿度、土壤温湿度、太阳总辐射、风速、风向以及降雨量等影响小麦生长发育和产量形成的有关数据信息。

根据系统监测情况和专家指导,2月20日追施小麦返青肥,每亩施尿素5公斤,3月20日追拔节肥,每亩施尿素7.5公斤。目前,监测麦田亩茎蘖苗32.7万株,小麦即将抽穗。以往人工监测苗情一是慢,不能及时掌握相关情况;二是凭经验毛估带猜,不是很准确。特别是遇到低温、干旱等重大气象灾害,往往预判迟缓,采取的技术措施难免滞后。使用系统监测苗情,可合理施肥、栽种养殖,从根源上减少农药使用次数,降低环境污染,提高农产品质量。

应用该技术后,农技人员不必亲临现场,就可以对现场的环境数据、作物长势和灾情等进行监控,通过软件系统完成数据分析、参数设置与调整,进行苗情判断和田管指导,及时、准确,工作效率高。

二是省工省时,优质高产。精确农业采用精确播种,精确收获技术,并将精确种子工程与精确播种技术有机地结合起来,使农业低耗、优质、高效成为现实。在一般情况下,精确播种比传统播种增产18%~30%,省工2~3个小时。

精确农业通过采用先进的现代化高新技术,对农作物的生产过程进行动态监测和控制,并根据其结果采用相应的措施,并能获取尽可能高的产量。

荷兰的蔬菜温室生产的自动化水平堪称世界一流,温室的光照、需水量、需氧量等均由计算机自动控制定时定量供给。其所需数据均来自现场的测试车,平均每20栋温室即备有一辆测试车,24小时进行循环流动作业,每2小时就能将植株体内营养液的含量以及植株根部酶的活性测定一次,平均每个劳动力可管理温室的蔬菜生产,产量却比传统农业提高8~10倍。

随着国内规模化农业企业逐渐增多,而人力成本越来越高,如今,物联网技术正逐渐渗入农业中来,借助物联网和3G技术,可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。农业物联网的普及成为农业现代化发展的必然趋势,农业智能化才是农业的出头之计。

三是以前凭经验,现在靠数据。传统种植依靠人力凭经验,现在劳动者通过物联网收集数据,根据需要自动浇水、通风。比如。在稻田里装上传感器,就能感知庄稼生长环境温度、湿度及光照等指数;坐在家里,可以远程控制水利灌溉等系统,营造最佳生长环境;在鱼塘中放入传感器,可以记录养殖水体的溶氧量。还可以通过物联网技术对蔬菜从生产、检测、销售等环节进行全程可视数字化管理;利用温湿度、气敏、光照等多种传感器对蔬菜的生产过程进行全程进行数据化管控,从而真正做到蔬菜生长过程“绿色环保、有机生产”。

当局域网出现的时候,谁也没有想到它可以发展成为现在的互联网。而今,物联网和当时局域网一样的出现了,给我们带来了前所未有的发展前景,给我们带来了良好的发展机遇的同时,也为我们带来了无限的挑战。它的出现将带来了许多新兴产业,将有一股强大的力量推动着人类前进的步伐,大大加速着社会的进步。物联网最终会像互联网一样,成为人们工作、生活的一部分。物联网技术将使农业现代化插上腾飞的翅膀。

参考文献:

[1]李健伟.物联网背景下农产品供应链的优化[J].河南农业科学,2011(8).

[2]张凌云,薛飞.物联网技术在农业中的应用[J].广东农业科学,2011(16).