基于SWOT 分析的我國農業物聯網標準化發展研究

張利真 張明

摘要：本文深入研究了我國農業物聯網標準化現狀，并運用SWOT分析方法分析了農業物聯網標準化發展中存在的優勢、劣勢、機遇和挑戰。在此基礎上，結合當前農業物聯網標準化發展面臨的問題提出了相應的對策和建議，旨在提高我國農業物聯網標準化水平，從而推進我國農業現代化進程。

關鍵詞：農業物聯網 SWOT 標準化 標準體系

1 引言

如今，物聯網、大數據、人工智能技術的迅速發展，在我國傳統農業向現代農業的轉變過程中發揮了巨大作用，使傳統農業與信息化實現了深度融合。農業物聯網以精準的方式動態管理農業生產過程的要素、過程和系統，以無形的方式控制著農業領域及與農業相關服務領域，不斷提升人們對復雜農業系統的調控能力，從而提升了農業生產效率， 并且形成了一整套完整的產業鏈條[1]，可以說，農業物聯網對推動現代農業的發展發揮了至關重要的作用。那么，對于快速發展的農業物聯網產業而言，需要有相應的標準支撐產業發展，標準的研制、立項、應用以及標準體系的建立，將會提高農業物聯網從業人員規范化程度，并對農業物聯網行業發展起到引領和指導作用。然而，我國農業物聯網技術不成熟，農業物聯網標準化工作起步也較晚，在此背景下，本文運用SWOT分析方法分析了我國農業物聯網標準化發展的優勢、劣勢、機遇和挑戰。

2 我國農業物聯網標準化現狀

2.1 農業物聯網

根據國家電信聯盟（ITU）發布的報告《ITU互聯網報告2005：物聯網》，物聯網是讓智能設備（如智能傳感器、射頻識別設備、衛星定位系統等）感知和控制物體信息，進行數據實時采集，并利用GPRS、4G等互聯網通信方式，將數據發送到服務端進行處理，然后反饋給用戶客戶端可讀數據，最后用戶在客戶端查詢感知數據結果后，遠程發送控制命令來執行措施的一種技術。可見物聯網實現的是物與物之間的互聯，因此稱為“物聯網”。將物聯網技術應用在農業、養殖業、漁業、林業等領域稱為農業物聯網，即通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。如在農業生產基地組建物聯傳感網絡，為農產品種植基地提供標準化農業生產技術指導服務，包括植保計劃、水肥方案提供、病蟲害防治、農事任務監督等專業服務，從而實現對技術指導、生產管理、農資供應、產品銷售等產業資源的信息化調控。

2.2 我國農業物聯網現狀

一直以來，我國傳統農業的現實情況是生產效率相對低下，自然資源特別是水資源缺乏，農業勞動力需求量大，導致我國農業自動化水平偏低。近年來，我國農業現代化進程逐步加快，但也面臨著資源、環境與市場的多重約束。隨著物聯網向農業領域的不斷拓展，我國傳統農業有了很大突破，然而，我國農業物聯網仍處于初級階段。因此，探索農業物聯網理論研究、系統集成、重點領域、發展模式及推進路徑，提高農業物聯網理論及應用水平顯得非常迫切。多年來，發達國家的農業物聯網已具備雛形，如歐美國家，2人可以喂養和管理約200頭奶牛，6人可以種植8萬平方米農田。與國外先進水平相比，我國的農業物聯網技術還處于起步階段，在核心技術積累、傳感器測量精度、產品可靠性等方面都存在較大差距，尚未真正實現產業化。因此，我國亟須通過提升農業物聯網技術來提高農業生產效率和節約自然資源、人力資源，將現代化科技運用到農業領域，使得農業生產更加規范化、系統化。

2.3 我國農業物聯網標準化現狀

物聯網要發展，標準需先行。隨著物聯網逐步向各個行業滲透，尤其需要加快標準化建設。農業物聯網發展，同樣需要該領域標準先行，由于農業領域的特殊性，已有的物聯網標準并不能直接用于農業物聯網領域，并且由于我國對于農業物聯網本身的認識尚不統一，導致我國農業物聯網標準化進展相對緩慢。目前，我國農業物聯網領域標準化工作薄弱，標準制定進程緩慢，另外，標準的制定與農業物聯網實際應用結合不夠，導致物聯網市場分割，增加了制造和服務成本。可以說，農業物聯網標準化建設已經成為農業物聯網規模化應用亟待解決的問題。

筆者借助“國家標準文獻共享服務平臺（http：//www.nssi.org.cn/）”，根據“物聯網”“農業物聯網”關鍵詞進行標準數據檢索，對農業物聯網相關國家標準、行業標準和地方標準進行了統計分析。

（1）目前，我國現行的物聯網相關的國家標準共有62項，其中大部分是物聯網通用基礎以及技術標準，與農業物聯網相關的只有“林業物聯網”子領域的國標，如國家林業局于2017年發布的GB/T 33776.4—2017 《林業物聯網 第4部分：手持式智能終端通用規范》等林業物聯網技術標準，尚無種植業、漁業、畜牧業等其他農業領域的物聯網相關國家標準。

（2）目前，我國現行的物聯網相關的行業標準共有24項，主要涵蓋電力、林業、公安和通信行業，如DL/T 1732—2017 《電力物聯網傳感器信息模型規范》、LY/T 2413.1—2015 《林業物聯網 第1部分：體系結構》、GA/T 1267—2015 《公安物聯網感知層信息安全技術導則》、YD/T 2437—2012 《物聯網總體框架與技術要求》等。除了“林業物聯網”相關行標，尚無針對農業其他領域的行標。

（3）目前，我國現行的物聯網相關的地方標準共有30項，2015年開始，安徽、山東、天津、福建、廣東等地方發布了農業物聯網相關的標準。如天津發布的DB12/T 740.1—2017 《農業物聯網平臺技術規范》，山東發布的DB37/T 2872—2016《農業物聯網平臺基礎代碼集》、DB37/T 2874—2016 《農業物聯網平臺基礎數據采集規范》和DB37/T 2873—2016 《農業物聯網平臺基礎數據元》等。

此外，由于農業物聯網標準的缺失，目前還沒有出臺完整的農業物聯網標準體系，筆者通過文獻檢索發現，福建省標準化研究院的楊林在《農業物聯網標準體系框架研究》[2]中初步構建了我國農業物聯網標準體系結構框架，文中將我國農業物聯網標準體系分為三個部分：基礎通用標準、關鍵技術標準、農業生產物聯網標準，并對該體系進行了詳細闡述。

通過標準檢索以及文獻分析可知，我國農業物聯網標準化發展仍處于發展初期，并且發展速度相對緩慢，存在標準數量少、標準體系不完善等問題。

3 基于SWOT分析我國農業物聯網標準化發展

3.1 優勢分析（Strengths）

3.1.1 通用物聯網標準體系較為完善

物聯網標準化工作在國際上起步較早，目前已成為國際標準化工作的熱點領域，受到各國極大的重視，各國紛紛開始投入到物聯網標準化工作的研究中。我國物聯網標準化工作雖然起步較晚，但自物聯網起步之日起，物聯網標準化發展便得到了廣泛關注。首先，物聯網標準化工作引起了國家相關部門的重視。國家發改委聯合國家標準化管理委員會先后成立了國家物聯網標準化專家咨詢委員會和國家物聯網基礎標準工作組，其中，國家物聯網基礎標準工作組成立了總體、標識和信息安全三個項目組。政府部門還在RFID、傳感網、移動支付、物聯網基礎標準的制定方面給予了經費資助。可以說，在各方面的支持下，物聯網總體層面標準體系的建設得到了組織和資金上的保障。另外，伴隨著物聯網的發展，各種物聯網標準組織紛紛建立，自2005年以來，我國相繼成立電子標簽標準工作組、移動支付標準工作組、傳感器網絡標準工作組、物聯網標準聯合工作組以及中國通信標準化協會（CCSA）（其中，TC10物聯網）等[3]。這些標準工作組起步較早，取得了一定的進展。同時，相關的物聯網研究機構和企業積極參與物聯網國際標準化工作，我國無線傳感網絡及其應用標準研究居于世界前列，所提交的相關標準先于國際標準。目前，形成了較為完善的通用物聯網標準體系，這對農業物聯網標準以及標準體系的建立起到了基礎支撐作用。

3.1.2 國家重視農業物聯網標準化戰略規劃

在物聯網標準化建設取得了一定進展后，政府充分認識到農業物聯網標準化工作的重要性，并開始對農業物聯網標準化工作啟動統一規劃和部署。在行業標準體系構建方面，農業部自2011年以來成立了國家農業物聯網行業應用標準工作組和農業應用研究項目組，進一步推進物聯網標準體系建設工作，做好物聯網產業標準化工作的頂層設計和統籌規劃。這些工作組按照物聯網在農業領域的應用需求和產業發展需求，對物聯網標準體系完善補充，與物聯網基礎標準工作組溝通銜接，反映物聯網應用的標準化需求[4]，并且啟動了相應的戰略性規劃課題研究和農業物聯網應用示范工程。2013年，農業部發布《農業物聯網區域試驗工程工作方案》，要求開展農業物聯網技術研發與系統集成，構建農業物聯網應用技術、標準、政策體系。重點任務之一：研究和制定一批農業物聯網應用行業標準。聯合產學研用單位，研究和編制農業領域條形碼（一維碼、二維碼）、RFID等的使用規范，制修訂一批農業物聯網傳感器及傳感節點、數據采集、應用軟件接口、服務對象注冊以及面向大田、設施農業、農產品質量安全監管應用等方面標準。另外，地方政府也在積極制定地方標準。

3.2 劣勢分析（Weaknesses）

3.2.1 農業物聯網應用復雜多元限制農業互聯網標準發展

一方面，我國地域廣闊，地貌復雜，不同的地方對物聯網的要求不同，并且農作物種類多，感知對象多樣，感知手段復雜，這些都導致農業物聯網應用需求多元。另外，農業物聯網的應用領域也相對復雜：農產品溯源、農產品流通管理、水產養殖、家畜養殖、智慧種植和糧食存儲等。農業物聯網技術涉及傳感器技術、數據采集、監測系統等多方面，這對技術標準的制定帶來了很大的復雜性和不確定性;另一方面，現階段我國農業物聯網技術與發達國家相比，還處在剛起步階段，存在產業鏈構成不完整、商業模式不成熟、發展環境有待進一步優化等問題，農業物聯網技術發展的滯后也將極大地限制農業物聯網標準化發展。

3.2.2 缺乏農業物聯網標準化理論研究

目前，物聯網標準組織眾多，涉及感知層、網絡層、應用層和共性需求等各個層面，每個組織都按照自己的理解去制定物聯網標準，缺乏對具體行業領域的研究，并且不同標準組織之間的研究存在重疊，也存在遺漏。另外，雖然有很多傳感器、傳感網、RFID研究中心以及基地都在積極參與制定物聯網標準，但由于對物聯網本身的認識不夠深入，大多數標準只停留在戰略性粗線條層面[5]。在農業物聯網發展的技術基礎層面：數據標準、接口標準、應用標準、測試標準以及維護標準等方面同樣缺乏理論研究與統一指導，導致我國農業物聯網標準化發展緩慢。如上文提到的標準數據檢索可知，目前現行的與農業物聯網直接相關的標準以地方標準為主，國家標準和行業標準除了物聯網通用基礎標準之外，僅有“林業物聯網”相關國家標準和行業標準。尚無種植業、漁業、畜牧業等其他農業領域物聯網國家標準和行業標準。

3.3 機遇分析（Opportunities）

3.3.1 我國農業物聯網不斷發展

近年來，在政府和科研機構的共同推動下，我國部分省市在農業物聯網應用方面進行了積極探索并取得了一定進展。在應用示范和試點方面，農業部于2013年正式啟動了農業物聯網區域試驗工程，并選擇天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作。2016年，又發布《“十三五”全國農業農村信息化發展規劃》，實施農業物聯網區域試驗工程，開展農業物聯網技術集成應用示范，構建理論體系、技術體系、應用體系、標準體系。規劃要求：“十三五”期間，選取農產品主產區、墾區、國家現代農業示范區等大型基地，建成10個試驗示范省，100個農業物聯網試驗示范區，建設1000個試驗示范基地。目前，全國已有9個省份開展農業物聯網區域試驗，發布了426項節本增效農業物聯網產品技術和應用模式。在關鍵技術突破方面，形成了一系列農業物聯網相關的科研成果：國內相關研究人員開發了植物生命信息獲取設備、環境信息傳感器、作物長勢分析儀、作物成像光譜儀等一批作物信息監測和診斷儀器，初步具備實時獲取動植物生長發育信息的技術手段和能力。農業物聯網的不斷發展為該領域標準化建設提供了技術保障。

3.3.2 標準聯通“一帶一路”助力農業物聯網標準化發展

國家“一帶一路”戰略規劃以及《標準聯通共建“一帶一路”行動計劃 （2018—2020年）》等政策文件的發布，為標準化國際合作、示范項目合作等提供了有力的制度保障，也為農業物聯網領域的國際標準化合作、對接國外先進農業物聯網標準等搭建了平臺。一方面，在農業物聯網的感知層、傳輸層、處理層和應用層等方面，與最早將物聯網技術應用在農業領域的美歐、日本等國開展標準化國際合作;另一方面，在農業物聯網技術理論研究方面開展合作：在農產品產地信息的實時采集與傳輸技術、農產品產地安全數字化預警模型、農產品跟蹤與溯源等。通過國際標準化合作，助推農業物聯網標準化發展，不斷推動我國農業物聯網標準與國際接軌。

3.4 威脅分析（Threats）

3.4.1 國際國內農業物聯網標準領域競爭激烈

國際上，農業物聯網標準化工作已經成為國際標準化工作的熱點，ISO/IEC、ITU 、ETSI、IEEE、ZigBee等國際、區域和聯盟標準化組織正在開展農業物聯網相關整體架構研究、農業物聯網技術標準研制等[6]，發布了在國際農業物聯網標準領域有較大影響的國際標準、區域和聯盟標準，各標準化組織必然都希望可以站在全球農業物聯網標準制定的制高點。由此可見，國際農業物聯網領域已經顯現出日趨激烈的競爭。在國內，隨著農業物聯網的深入發展，農業物聯網市場競爭將會激烈。如，通信運營商作為農業物聯網技術鏈的重要組成部分，盡管對農業物聯網有支撐作用，但在沒有相對核心技術和產品時，仍會面臨同業者的同質化競爭、行業上下游合作者的牽制、物聯網終端客戶的應用等問題，想要在行業領域占據有利位置，就必然要參與或主導制定相關標準，因此，可以說農業互聯網的市場競爭最終會帶來標準領域的潛在競爭威脅。

3.4.2 標準的缺失使得農業物聯網規模化應用受到制約

目前，已有的農業物聯網標準零散、不統一，核心標準缺失，并且尚未出臺適應我國農業物聯網產業發展的完善標準體系，這都會造成一系列內部威脅。一方面，會造成設備不能互相兼容，互換性和互操作性差，設備之間容易相互沖突和干擾，影響農業生產效率。并且，農業物聯網產品缺少統一參數指標，無法保證農產品的質量;另一方面，影響基礎通信設施的資源共享，導致設施冗余和浪費，同時，農業物聯網應用系統無法共享數據信息，造成重復建設、重復開發。因此，農業物聯網標準化緩慢發展已經成為制約農業物聯網實現規模化應用的潛在威脅。

4 我國農業物聯網標準化可持續發展對策

4.1 加大農業物聯網標準化政策支持

政府應加大對農業物聯網標準化工作的引導與支持。按照“保障重點，急用先行”的原則[7]，對內積極推進農業物聯網標準的研制，以政府引導推進農業物聯網基礎標準、技術標準、應用標準等國家標準的制修訂工作，以引導和規范農業物聯網行業發展;對外積極參與農業物聯網國際標準的制定，增強我國在規范農業物聯網標準化產業方面的話語權。通過政府政策引導和支持，內外結合制修訂農業物聯網標準，推動我國農業物聯網產業化和標準化發展。

4.2 加快農業物聯網標準體系建設

加快建立我國農業物聯網標準體系。完善標準化頂層設計，進一步促進農業物聯網國家標準、行業標準、團體標準的協調發展，以企業為主體開展標準制定，積極將創新成果納入標準，加快建設技術標準試驗驗證環境，完善標準化信息服務。加強組織協調，建立標準制定、實驗驗證和應用推廣聯合工作機制，加強信息交流和共享，推動農業物聯網領域內龍頭企業、科研院所以及學會、協會、商會等社會團體共同制定滿足市場需要的農業物聯網團體標準。根據農業物聯網標準體系框架有效梳理現有的農業物聯網標準，查找缺失標準，找準研究方向，填補我國農業物聯網領域相關標準的空缺，完善標準制修訂，促進新制定的標準更加符合我國農業發展和現代農業科學技術。使農業物聯網領域的各個層面、各個環節、各個階段都有標可依，推動農業物聯網技術的廣泛應用和良性發展。

4.3 加強關鍵共性技術標準研制

共性技術的系統研究是標準制定的基礎，建議加快制定農業物聯網領域共性技術標準研制：傳感器、儀器儀表、射頻識別、多媒體采集、地理坐標定位等感知技術和設備標準。組織制定無線傳感器網絡、低功耗廣域網、網絡虛擬化和異構網絡融合等網絡技術標準;制定操作系統、中間件、數據管理與交換、數據分析與挖掘、服務支撐等信息處理標準;制定物聯網標識與解析、網絡與信息安全、參考模型與評估測試等基礎共性標準。通過這些關鍵共性技術標準的研制，打破目前農業物聯網標準僅在戰略層面的粗線條體系，讓農業物聯網標準體系向精細化方向發展。

4.4 加深農業物聯網標準化國際合作

充分利用國際標準化資源，對標國際，積極與國際接軌，加深農業物聯網標準化領域的國際交流與合作。在農業物聯網標準制定過程中，通過聯合制定或標準轉化等形式，逐步將我國農業物聯網標準上升為國際標準，使農業物聯網領域的技術、產品等獲得更大的國際市場。另外，可以利用國際合作契機，建立農業物聯網標準化示范項目，發揮示范項目對于產業發展、技術創新和標準研制的引導功能，根據農業物聯網示范項目需求研制標準，再將研制的標準應用于示范項目中，形成標準制定與應用的良性循環。通過國際合作的示范項目推動農業物聯網標準國際化。

5結語

本文基于SWOT分析方法分析了農業物聯網標準化發展中存在的優勢、劣勢、機遇和挑戰，并據此提出了我國農業物聯網標準化可持續發展的對策。希望通過注重農業物聯網政策支持，重視農業物聯網標準體系建設，推進農業物聯網關鍵技術標準制定應用，推動農業物聯網技術標準國際化，讓農業物聯網標準助力農業物聯網發展，不斷推動農業發展向集約型、規模化轉變，提升我國農業現代化水平。

參考文獻

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