宿遷市農業物聯網發展現狀研究

劉瑩華

(宿遷學院，江蘇宿遷223800)

目前，我國農業正處于從傳統農業向智能化農業轉變的重要階段。 傳統農業不再能夠滿足我國現代農業的有序健康發展，需要進一步獲取經驗數據。 通過搜集農藥、肥料、水等因素最佳的使用時間和適用范圍，促使農業資源最優化、精準化，這就需要物聯網技術的支持，即傳統農業與數據化兩者的結合。 以物聯網為基礎，跨區域、實用性的解決方案在我國農業的應用，致力于打造算法支撐平臺，幫助用戶對農產品生產等方面進行大數據采集、存儲和展現。

一、 農業物聯網的概念

1999 年美國麻省理工學院自動識別中心提出RFID 系統，利用網絡化實現物的智能化識別與管理；2005 年國際電信聯盟ITU 提出“物聯網IoT”概念，同時隨著《ITU 互聯網報告2005:物聯網》的發布，物聯網正式提出。 2009 年6 月《物聯網:歐洲行動計劃》發表，文中提出了對物聯網的發展和行動藍圖，同年8 月溫家寶在視察江蘇無錫時，提出“感知中國”計劃，物聯網正式進入中國。 我國中科院在1999 年就啟動了傳感網的研究，并取得一些科研成果，而這些傳感網現在也被稱為物聯網。

物聯網是通過信息傳感設備隨時隨地采集物體的動態信息并實時傳送，及時地對動態數據進行控制處理，實現“萬物網絡化”，而已有的物聯網技術包括射頻識別RFID、紅外感應、全球定位系統、激光掃描、二維碼、傳感器等。

物聯網應用領域較為廣泛，主要有IT 與網絡服務、智能建筑、交通運輸等，還包括公共安全領域的安防、消防和應急等；零售業的ARMH 和網點聯網；醫療領域的遠程醫療、實驗室聯網等。 農業物聯網于2010 年首次運用，通過互聯網實時傳感收集和存儲數據，總結植物生長所需的溫度、濕度、光以及土壤等規律，并通過采集的數據智能分析和聯動控制，及時準確地滿足植物生長所需環境，以實現高增產高效益。而現在農業物聯網不僅應用于植物，在畜禽水產、設施園藝、資源環境、電子商務等領域也呈現蓬勃發展的態勢。 試驗示范出先進適用的傳感器設備和配套的應用軟件，也逐漸形成一套成熟的應用模式和市場化解決方案，為糧食增產、農業增效和可持續發展起到了示范作用。

二、 國外與我國的農業物聯網發展概述

日本、美國、德國、荷蘭等國家，憑借先進的模式成為世界農業的領先者。

(一)日本的“第六產業”

“第六產業”的概念是日本農業學者在20 世紀90 年代首先提出的。 傳統農業屬于第一產業，而現代農業是第六產業。 “第六產業”才是徹底的農業產業化。 農業生產不單單是種植(第一產業)，還包括加工(第二產業)、銷售或再加工等服務(第三產業)，以取得最大的價值增值，將三個傳統產業整合在一起，即“1＋2＋3”＝6，“1×2×3”＝6，就形成了“第六產業”的現代農業。 從2008 年起，日本從政策上布局第六產業的發展，突出提高農產品的文化附加值，并注重發展形式混合化，持續加大了政策補助和金融支持力度，以促進農林牧漁及第六產業的發展。

(二)美國的大型農場

美國現代化農場模式的特點是農民的效率性、生產的規模化以及技術的精準化應用。 該模式逐漸由數量優勢向經營規模優勢過渡，同時美國規劃十個農業生產區域，以減少地區差異帶來的不利影響。 農業服務機構與農場主簽訂合約，取得農產品生產加工、運輸銷售等特權，提前鎖定利潤，大型農場模式為美國農業的現代化和規模化提供了保障。

(三)德國的數字農業模式

在數字農業推進中，德國農業對從業者素質也有具體的要求。 在德國，想要把農民當作一份職業其實并不容易，因為其國家政策規定了從業門檻，比如需要考取從業證書，接受農業教育培訓等，除此之外，特殊的崗位需要進一步接受深層次教育和進修。 同時德國實施了“數字化農業”等改革措施，農民能從設備客戶端實時查看農作物生長情況，比如農田的土壤水分等條件是否適合種植，光照強度是否有利于生長等情況。 農民可根據提示合理配置生產資源，以達到產能最優和增值最大化。 由多感知器協同感知農田的天氣、溫度、濕度以及土壤等狀態，通過云平臺連接感知的信息，實現數據交換，并對感知數據進行計算和推理，最后根據計算結果，確定控制策略，發送控制指令到農業機械上，指導它們進行精細操作。

通過對日本等國家發展和應用農業物聯網的模式及特色進行分析，大致可以得出促進農業物聯網具有競爭力的因素，主要有用于規模經營的土地區域、高效的物聯網技術、高素質人才以及國家的政策金融支持等。 與西方發達國家相比，我國農業物聯網的發展還比較慢，加上土地流轉、農村人口老齡化，智慧農業的發展還處于初期階段。 即便物聯網、大數據等已經有了一定推廣，具有樂觀的市場和發展空間，但是發展農業物聯網的重點應該是以技術幫助農戶解決種植管理的問題，而不僅僅是簡單的感知或者控制系統。 目前很多農業數據都是靜態的統計數據，但真正對農業有用的，是生產過程中的動態數據。 隨著IoT、互聯網、大數據、人工智能的應用，農業必然會向著自動化、智能化的方向發展。

三、 宿遷農業物聯網現狀

為了深入了解宿遷市農業物聯網應用現狀，走訪調研了宿遷家禽物聯網示范園、洋河西瓜小鎮以及沭陽花木等企業，其中宿遷市養殖業物聯網研發與應用示范(家禽)項目按照2018 年江蘇省、宿遷市建設現代高效農業示范園區有關工作安排和要求，與中國農業大學合作，中國農業大學承擔該項目總體設計規劃、論證以及相關技術標準制定工作。 通過調研發現宿遷市農業物聯網應用主要體現在生態環境監控方面。 在這些基地中建立了數字化園區和水肥一體化操作系統，不僅可以通過視頻監控觀測大棚果蔬及家禽的生長情況，還可以遠程觀察溫度、濕度和光照情況，并根據觀察情況和歷史記錄實現遠程溫度調節、通風換氣、自動噴灌和施肥等，從而取代了傳統的人工操作，用技術實現了農業生產環境監控和農作物生長的自動調控。 而宿遷市農業物聯網具體的應用現狀，主要通過以下方面具體說明:

(一)物聯網技術的應用

數字農業作為一種新型的模式，是以大數據為基礎的智慧農業模式，而對農業物聯網技術的應用推廣是收集生長指標及環境數據最有效的方式。 農業物聯網技術對農業生產環境進行自動檢測和控制，提供合理的農產品生長環境，有效提高農業資源的利用率和產出率，同時解決了傳統農業勞動力效率低和成本高等問題，管控投入品粗放使用的同時提高農產品質量。

宿遷已初步建成農業全網監控系統，對市縣鄉三級農業生產基地實時監測，并采集和存儲農作物生長、自然災害等環境信息，遠程監控并及時預警。 同時可以實現農業專家網上指導和技術培訓。 宿遷市農委及各個縣建成視頻監控系統分享平臺，實現對五個縣和生產基地的視頻采集和控制。2017 年NB-IoT 技術在宿遷市正式邁入應用推廣階段，基于NB-IoT 物聯網技術的智慧農業，實時采集農業生產現場的光照、溫度、濕度等參數信息，將采集的參數和信息進行數字化轉化后，通過NB-IoT 網絡傳輸到數據平臺，同時根據設定的農作物各項生長標準值，準確地控制智能化農業設備的開關，實現智能化、自動化的農業生產過程。

圍繞各區縣農業特色，形成了各具產業特色的智能化設備。 如宿豫區智能化肉雞養殖場，建成自動控制溫度和飼料的物聯網監控設備；2018 年宿遷市畜牧獸醫站智能畜牧養殖物聯網平臺通過智能傳感器在線采集畜禽養殖實時環境；2019 年宿遷生態農業基地引進物聯網測報燈，以信息化手段實現蟲情動態監測預警。

(二)農業物聯網的推廣

宿遷市大力推進新型工業化、新型城鎮化、信息化和農業現代化，全面實施和落實“互聯網＋”的現代農業。 在新一輪科技革命和產業變革中，農業物聯網、大數據等現代信息技術在農業生產中日益發揮明顯的節本增效作用。 宿遷市農委通過召開農業物聯網應用技術培訓會議，各縣、區農委分管領導、職能科室負責人和有建設物聯網意愿的農業經營主體代表參加培訓，講授農業物聯網的相關知識及物聯網技術的應用，現場演示物聯網操作技術，同時安排實施農業物聯網項目較為成功的產業園或示范園演講宣傳。 促進宿遷市農業系統以及農業經營主體加深對農業物聯網節本增效的認識，進一步豐富物聯網知識框架，加快全市物聯網建設步伐。

但在農業物聯網推廣過程中，宿遷市相關經營主體和農民是阻礙之一，原因主要是宿遷當地農民大多經營形式較為傳統，對農業物聯網的認識不足。 即使認識到位，但由于經營結構單一，農業資源配置的效率較低，傳統的人工已經滿足了生產的需求，而農業物聯網技術的應用前期投入大，收益滯后，使得沒有達到規模效益的經營主體對農業物聯網的應用熱情不高。

(三)物聯網應用示范

為加快推進農業物聯網應用發展，促進農業生產方式轉變，支撐農業現代化建設，2017 年，農業部將江蘇省列入農業物聯網區域試驗工程試驗省份，重點探索農業物聯網應用主攻方向、重點領域、發展模式及推進路徑。 2018 年按照《關于做好農業物聯網區域試驗工程項目申報工作的通知》(蘇互聯網農業〔2017〕21 號)，江蘇省農委互聯網農業發展中心確定宿遷市農業委員會承擔養殖業物聯網研發與應用示范(家禽)。

目前，宿遷市研發農業物聯網的公司大多只是簡單的對家禽水產和大田作物等農產品進行監控和記錄，而且技術公司的客戶一般是當地的政府部門、科研機構，主要將物聯網技術應用于示范性工程項目，對于農業的增產增效作用甚微。

四、 對宿遷市農業物聯網的發展建議

(一)借鑒國內外示范園經驗

由傳統向數據化轉變的美國大型農場模式，正在讓農業生產智能化、效率化。 相對于國內而言，家庭農場已達到規模效應，以及經營主體所掌握的科技文化等因素，使得農業物聯網高產增收更為顯著。 大數據讓農場主開始用移動客戶端操控農場，及時準確地了解土壤、水分、溫度等生長環境信息。 精確數據意味著幾乎最高的投入產出比。

依靠良好的經濟環境和完善的政策支持，長三角、環渤海、珠三角等地區創造了多項物聯網成功應用的案例，促成示范項目，引導推廣物聯網上下游產業以及物聯網技術的發展，因此也成為我國物聯網產業分布的主要區域。 以無錫為例，作為由國家發改委和農業部聯合評定的三大農業物聯網應用示范區之一，當地政府為了解決水產養殖中存在的智能增氧問題，引進了物聯網技術并加以推廣。 比如設立專項獎勵資金，以鼓勵農戶對信息化建設做出貢獻，該舉措由宜興市政府首先提出。 從2014 年開始，每年有100 萬元的專項獎勵資金，對安裝物聯網新設備的農戶每套補貼300 元。 宿遷市在積極推進農業物聯網發展時，可借鑒長三角等示范園區的成功經驗，設立專項獎勵基金，用于激勵農業經營主體擴大經營范圍和區域，以及鼓勵和推動農業物聯網技術的應用。

(二)加強科技支撐

科技是經濟和社會發展的核心要素。 依托當地高等院校、科研院所、創新型企業等各類主體，集聚優化創新資源，實現產學研合作研發，促進高校-企業-園區三方面互利共贏，通過高校與科技公司合作，培育企業的自主研發能力，推進物聯網先進技術的研發。 根據宿遷市農業園區及農產品的特色，高校、企業及園區聯合組建農業物聯網技術創新團隊，強化農業物聯網技術體系支撐，加快特色農產品物聯網項目的研發、創新和示范，進一步推進科技成果市場化應用。同時充分利用互聯網理念，結合農業信息進村入戶工程，加強物聯網及大數據等先進技術的應用，大力推廣農業物聯網生產模式，有力推進特色產業發展。 同時，科技的進步離不開人才，政府要積極引導專業人才的引進，以一定的惠農政策傾斜，鼓勵、支持技術人才投身于農村和涉農企業的信息化建設中。 同時要暢通涉農人才的晉級渠道，激發他們的工匠精神和責任擔當，提高涉農專業人才的社會地位和榮譽感。

(三)物聯網平臺的構建

當地政府可以通過招投標的方式，針對當地的農業特色，研發一套農業物聯網數據服務平臺，推動宿遷市農業農村大數據的建設，把農民的手機都變成傳感器。

1. 提供數據服務

平臺可以利用一些現代信息技術，包括網絡抓取、大數據、人工智能、遙感等，對一些信息進行匯聚，同時對一些數據進行挖掘分析，開發出數據產品，向農民提供服務，公布常見的農產品最佳生長環境指標，農民可以實時了解農作物的生長狀態；通過平臺可以實現農民與技術專家的實時溝通，咨詢農業專家家禽養殖、植物生長和蟲害病情等問題。

2. 提供融資平臺

宿遷市農業物聯網示范園主要依靠政府出資，融資渠道單一。 政府除了以項目形式招商引資之外，還可以項目經費給予補助，同時在該平臺積極為有意向發展農業物聯網的企業與農業貸款等其他社會資金對接融資，尋找融資渠道，扮演好經營主體與投資機構之間橋梁的角色，從而減輕農業物聯網初期投入成本過高所帶來的壓力。

3. 提供交換空間

可以開發具有當地特色的農產品電子商城，實現農業產業鏈條和農業數據鏈條的雙向融合，同時利用分布式傳感網絡WSN 對倉儲車間及物流配送車輛進行實時監控，從而實現主要農產品來源可追溯，去向可追蹤的目標；另外在平臺可以搭建其他省份農業物聯網系統的鏈接，及時了解農產品的供應與需求，為農產品的增收提供可能和便捷。