基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)研究進展

付佳 安增龍

摘要? ? 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。智慧農(nóng)業(yè)不僅可以提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，還能促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更加“智慧”。本文系統(tǒng)地從現(xiàn)狀、應(yīng)用實例、存在的問題、發(fā)展對策等幾個方面來展開論述，旨在為農(nóng)戶提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞? ? 物聯(lián)網(wǎng);智慧農(nóng)業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;問題;發(fā)展對策

中圖分類號? ? F323.3? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

Abstract? ? With the development of new generation of information technology，such as internet of things and artificial intelligence，traditional agriculture has ushered in new development opportunities.Intelligent agriculture can not only improve agricultural production efficiency，but also promote the development of agricultural modernization and make traditional agriculture more "intelligent".In this paper，the present situation，technical examples，existing problems，development countermeasures and other aspects were discussed in order to provide theoretical basis for farmers.

Key words? ? internet of things;intelligent agriculture;development status;problem;development countermeasure

2019年中央一號文件指出，應(yīng)實施數(shù)字農(nóng)村戰(zhàn)略，擴大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的示范應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身就是一種高度可靠的技術(shù)手段，可以為農(nóng)業(yè)和智慧概念的實施提供很多幫助[1];一號文件還指出要加快突破農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)，實施農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)行動，推動智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域自主創(chuàng)新;基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧農(nóng)業(yè)不僅是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)代表，也是現(xiàn)代技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的新產(chǎn)品，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，使其更智慧，已成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效的重要途徑[2]。

1? ? 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

1998年，麻省理工學(xué)院提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，后來被稱為EPC系統(tǒng)。2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了“2005年國際電聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)報告：物聯(lián)網(wǎng)”，它指出物聯(lián)網(wǎng)時代的到來。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，但只需要相應(yīng)的新技術(shù)升級來滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一種受新技術(shù)控制的物聯(lián)網(wǎng)，可為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)，實現(xiàn)增加產(chǎn)量、優(yōu)化產(chǎn)品、提高效益的目標(biāo)。

2? ? 智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級階段為智慧農(nóng)業(yè)，智慧農(nóng)業(yè)是智慧經(jīng)濟的重要組成部分，是其形態(tài)在農(nóng)業(yè)中的具體體現(xiàn)，它有利于消除發(fā)展中國家的貧困、實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢和追趕戰(zhàn)略。智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用新的信息技術(shù)成果，即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)模式，提供精準(zhǔn)種植、數(shù)字化表示、可視化管理和智能生產(chǎn)決策，在中國現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)中起著重要作用。

3? ? 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的智慧農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀

3.1? ? 國外智慧農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀

3.1.1? ? 美國。運用智慧農(nóng)業(yè)的典型代表，一方面利用衛(wèi)星全面監(jiān)測農(nóng)業(yè)資源，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳遞給相關(guān)部門，對農(nóng)業(yè)進行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃;另一方面建立覆蓋全國的農(nóng)業(yè)信息化平臺，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境實現(xiàn)自動監(jiān)測，提高了運作效率，維持農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3.1.2? ? 法國。綜合運用高科技手段對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進行綜合檢測，并結(jié)合農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器傳感技術(shù)，準(zhǔn)確獲取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)動態(tài)數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)精細化生產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

3.1.3? ? 德國。積極出臺政策，支持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)上顯示多種生產(chǎn)信息，比如某區(qū)域的溫度、濕度、光照度、適合種植品種，讓種植戶按照此信息來選擇作物品種以及種植地點，既實現(xiàn)了土地的價值，又實現(xiàn)了增產(chǎn)增收。

3.1.4? ? 日本。日本政府高度重視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)納入政府的計劃。并指出，到2020年，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模將達到580億～600億日元。此外，日本政府還計劃在10年內(nèi)將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為信息來源，推廣農(nóng)業(yè)機器人。

3.1.5? ? 丹麥。丹麥的智慧農(nóng)業(yè)可有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和政府管理水平，80%的丹麥農(nóng)民可以通過農(nóng)業(yè)咨詢服務(wù)中心直接與專家面對面交流，獲得生產(chǎn)需要的農(nóng)業(yè)信息與技術(shù)服務(wù)[3]。

國外發(fā)達及中等發(fā)達國家智慧農(nóng)業(yè)已達到一個較高發(fā)展水平，新型技術(shù)的應(yīng)用也較為成熟，可為中國智慧農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定理論與實踐基礎(chǔ)。

3.2? ? 國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀

當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)不僅是城市的專屬，隨之而來的智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入我國廣袤農(nóng)業(yè)的視野。目前，我國智慧農(nóng)業(yè)的研究及開發(fā)已初具規(guī)模，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和應(yīng)用過程也相對較為成熟。國內(nèi)部分發(fā)達農(nóng)業(yè)區(qū)域運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對農(nóng)業(yè)進行全面的監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)及時反饋給農(nóng)業(yè)部，能夠協(xié)助農(nóng)業(yè)部在科學(xué)合理的指引下決策，從而提高農(nóng)業(yè)部決策水平[4];在其余欠發(fā)達農(nóng)業(yè)區(qū)，多數(shù)農(nóng)戶只是初步聽說農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念，并非深入了解，相關(guān)部門也積極組織廣大農(nóng)民運用新型技術(shù)對信息進行分析、整合、共享，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)的改造，從而極大地提高其生產(chǎn)效率，穩(wěn)定甚至增加農(nóng)戶收入。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的智慧農(nóng)業(yè)在我國實行的時間比較晚，某些領(lǐng)域還亟待提高，比如自動控制領(lǐng)域，缺乏一套標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范應(yīng)用流程，集成技術(shù)相對幼稚，合理有效的運營機制和模式尚未建立等[5]。

4? ? 應(yīng)用實例：托普云農(nóng)

在鄉(xiāng)村振興的大背景下，托普云農(nóng)作為浙江省知名的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)商，為我國智慧農(nóng)業(yè)提供了創(chuàng)新理念與技術(shù)支持。其成功案例較多，筆者就2019年初托普云農(nóng)與德清縣山伢兒早園筍合作一例進行論述。

德清縣山伢兒早園筍是由德清縣林業(yè)局、供銷社、農(nóng)合聯(lián)等聯(lián)合打造的一個縣域優(yōu)農(nóng)品牌項目，也是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品。項目目的是加強供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，突破發(fā)展瓶頸，實現(xiàn)早園筍生產(chǎn)、管理、經(jīng)營等模式的轉(zhuǎn)變，為早園筍創(chuàng)造一張好名片，并提升早園筍的品牌價值。托普云農(nóng)結(jié)合德清縣智慧農(nóng)業(yè)云平臺及階段性需求，通過一系列標(biāo)準(zhǔn)化方式打造了極具德清縣特色的一體化模式;托普云農(nóng)還協(xié)助山伢兒早園筍建設(shè)了一批農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，保障早園筍種植生產(chǎn)安全，大大提升了早園筍的產(chǎn)量與質(zhì)量，對德清縣智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提奠定了基礎(chǔ)。

山伢兒早園筍不僅是托普云農(nóng)輔助德清供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的經(jīng)典案例，通過一系列標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化管理，運用托普云農(nóng)研發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)和產(chǎn)品信息可追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)全數(shù)字化認證;還是托普云農(nóng)產(chǎn)供銷一體化服務(wù)模式的成功案例，有力說明了農(nóng)產(chǎn)品供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的優(yōu)勢，也說明了托普云農(nóng)有著一套高效成熟的解決方案，這種方案可為后來者復(fù)制學(xué)習(xí)，也能為推動產(chǎn)業(yè)振興、產(chǎn)業(yè)扶貧貢獻很大力量。

5? ? ?存在的問題

5.1? ? 基礎(chǔ)設(shè)施不成熟

目前，我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用功能有限，沒有良好的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是紙上談兵，經(jīng)不起太多檢驗[6]，這極大地影響了農(nóng)民獲得農(nóng)產(chǎn)品的實時性，限制了他們引導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的能力。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用缺乏相對標(biāo)準(zhǔn)體系，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能比較單一，無法做到智能化、無數(shù)據(jù)模型支撐，技術(shù)的實現(xiàn)沒有跟上農(nóng)業(yè)基本原則的步伐，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展緩慢。隨著大量農(nóng)村勞動力進城打工經(jīng)商，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化，以農(nóng)戶為單位的農(nóng)業(yè)家庭生產(chǎn)模式仍普遍存在，缺乏實現(xiàn)信息化的條件，從而影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

5.2? ? 資金投入力度不足

隨著我國財政收入的增長以及物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)經(jīng)濟社會各領(lǐng)域的普及應(yīng)用，我國的智慧農(nóng)業(yè)受到政府部門的高度重視，并加大了財政的投入力度。智慧農(nóng)業(yè)是根據(jù)不同生產(chǎn)對象的要求，依靠各種設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)來控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，引入高新技術(shù)，以保持性能的長期穩(wěn)定性，生產(chǎn)維護成本較為昂貴，已有項目的后期維護費用較大，資金供給不足，且前期投入費用較大，運營成本高，短期內(nèi)難以獲得預(yù)期的經(jīng)濟效益。首先，我國智慧農(nóng)業(yè)處在發(fā)展初級階段，僅靠財政支持來實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)是難以達到發(fā)達國家程度的;如果過度依賴市場來實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)，也很難實現(xiàn)，應(yīng)該合理地協(xié)調(diào)“看不見的手”與“看得見的手”。其次，缺乏智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)認證，農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)無權(quán)威認證，消費者對產(chǎn)品并不認可導(dǎo)致難以建立完善的農(nóng)產(chǎn)品體系。

5.3? ? 專業(yè)技術(shù)人員不足

勞動力向來是各行各業(yè)發(fā)展的重點，缺乏專業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)人員是阻礙智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的人力資源因素之一。如今社會，大多數(shù)畢業(yè)學(xué)生為了自己的理想，畢業(yè)后選擇留在大城市，很少有人回家鄉(xiāng)發(fā)展，使得農(nóng)村以老少群體為主，青壯年缺乏，這種現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展[7]。目前，迫切需要建立示范基地，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)人才，更好地完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷探索農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)。在研發(fā)、使用、推廣培訓(xùn)及設(shè)備維護上的人才均不足，農(nóng)業(yè)企業(yè)、合作社和種植大戶是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用者，熟練操作物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力不足。

6? ? 發(fā)展對策

6.1? ? 加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

整合現(xiàn)有資源，建立農(nóng)產(chǎn)品在線交易平臺，拓寬網(wǎng)絡(luò)銷售渠道和途徑，以國家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合農(nóng)業(yè)特點和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)實，加強物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化，完善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。加強農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)信息的收集、處理和組織，完善專家智能決策系統(tǒng)。建立部門合作機制，整合各類數(shù)據(jù)，進一步完善省級農(nóng)村信息大平臺，逐步實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息共享。完善與國家、省級相兼容的市縣級農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺建設(shè)，發(fā)揮平臺的實際使用效果。

6.2? ? 加大資金投入力度

農(nóng)民收入水平較低，智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、運行及維護成本高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不成熟。發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)需要政府加大資金支持力度。政府應(yīng)研究并制定相關(guān)扶持政策，鼓勵企業(yè)積極參與智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)，發(fā)展多元融資渠道，引導(dǎo)國內(nèi)外社會各界資本投資智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，形成政府主導(dǎo)、農(nóng)民參與和社會支持的發(fā)展模式。實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測的監(jiān)控和管理，完善其質(zhì)量認證標(biāo)準(zhǔn)，既滿足了食品安全需要，又能夠提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的附加值和品牌價值[8]。

6.3? ? 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員

通過區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品品牌建設(shè)，消費者可以加深對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的認識，滿足市場的特點和質(zhì)量需求，使農(nóng)民在提高生產(chǎn)效率的同時獲得更多的經(jīng)濟效益。農(nóng)業(yè)科技推廣部門要加強農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的理論知識和操作技能方面培訓(xùn)，培養(yǎng)一批了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和農(nóng)業(yè)知識的專業(yè)人才隊伍。要團結(jié)高等院校和科研院所，重點關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)合作組織、大規(guī)模農(nóng)業(yè)等實體，多層面開展農(nóng)民培訓(xùn)工作。在培養(yǎng)農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技能的基礎(chǔ)上，增加基于傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的精準(zhǔn)種植、質(zhì)量監(jiān)測和商家經(jīng)營信息等方面的培訓(xùn)[9]。

7? ? 結(jié)語

本文從宏觀層面論述了當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的智慧農(nóng)業(yè)存在的問題及發(fā)展策略，其發(fā)展過程應(yīng)當(dāng)盡量做到因地制宜，以促使新型技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)運用的全面、實時發(fā)展，也有利于進一步促進我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為農(nóng)民增產(chǎn)增收奠定了基礎(chǔ)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了強有力的支撐。作為農(nóng)業(yè)大國，我國還應(yīng)該吸收外來、取其精華，結(jié)合我國當(dāng)前實際情況制定出符合我國國情的物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)體系。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為加快實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)智慧提供了前所未有的機遇，必將深刻影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來[10]。

8? ? 參考文獻

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