大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究

高嘉偉，夏磊

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西 晉中 030800）

0 引言

農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)信息化發(fā)展新階段，傳統(tǒng)的人工形式的農(nóng)作物生長(zhǎng)監(jiān)控和支持手段，已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，面對(duì)大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科技力量不可或缺。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了更加高效、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)和可供搜集整理的數(shù)據(jù)模板，可以通過(guò)信息數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供更好的技術(shù)支持。

1 大數(shù)據(jù)概述

當(dāng)代社會(huì)，大數(shù)據(jù)是指利用計(jì)算機(jī)和對(duì)應(yīng)工具設(shè)備作為信息采集的硬件支持和抓手，對(duì)某個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行有條件的定向采集、傳輸、分析和使用等，通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)操作的支持。通過(guò)大數(shù)據(jù)的信息采集，可對(duì)數(shù)據(jù)做好高效的模擬并構(gòu)建出數(shù)據(jù)模型，并通過(guò)各種數(shù)據(jù)資源的模擬輸出，建立起最高效的運(yùn)作模式，從而指導(dǎo)該領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展[1]。

2 大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用情況

2.1 實(shí)際應(yīng)用情況概述

物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域尚處于使用的初級(jí)階段。這主要體現(xiàn)在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域不夠普及，同時(shí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)人群對(duì)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，尤其是普通農(nóng)民，欠缺使用經(jīng)驗(yàn)。因此在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程中，雖然用途廣泛，也能更加積極地促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，但仍需進(jìn)行相關(guān)方面的應(yīng)用提升[2]。

2.2 大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的情況

大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的使用，離不開(kāi)信息與硬件設(shè)備和軟件的支持。硬件方面，包含支持通訊使用的互聯(lián)網(wǎng)、光纖等用來(lái)進(jìn)行通信。同時(shí)，硬件還包含支持農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的系列工具，如采集植物生長(zhǎng)環(huán)境的計(jì)量工具、物流配送的掃碼槍等等。軟件方面包含支持農(nóng)業(yè)特定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟件工具以及采集數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定、數(shù)據(jù)傳輸與統(tǒng)計(jì)、分析程序等等。這些都是支持農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)和設(shè)備工具。大數(shù)據(jù)在傳輸后，可通過(guò)固定的電腦端進(jìn)行分析，通過(guò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，提高農(nóng)業(yè)定向支持與服務(wù)。例如通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品電商營(yíng)銷后臺(tái)數(shù)據(jù)，分析目標(biāo)客戶的喜好，包含包裝規(guī)格、產(chǎn)品大小、價(jià)格等內(nèi)容，以利用數(shù)據(jù)進(jìn)行商戶、產(chǎn)業(yè)鏈條的系統(tǒng)改進(jìn)，帶動(dòng)了整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展。

3 大數(shù)據(jù)應(yīng)用的不足之處

3.1 應(yīng)用人才匱乏

大數(shù)據(jù)應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈具有廣泛而深遠(yuǎn)的影響。但在實(shí)際應(yīng)用工程中，由于大數(shù)據(jù)是一項(xiàng)信息科技，對(duì)使用人員的要求相對(duì)較高，而農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相當(dāng)多的人員缺乏與之匹配的技術(shù)水平。在數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展中，由于大數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)，使得技術(shù)人員對(duì)大數(shù)據(jù)研究的難度較高，國(guó)內(nèi)專門從事大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)研究的人員偏少，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需要眾多擁有信息技術(shù)的人才作為產(chǎn)業(yè)支撐，而從人才流向上來(lái)看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的高科技人才數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于商業(yè)流通、科技及第三產(chǎn)業(yè)的高科技人才數(shù)量，人才缺失嚴(yán)重，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用得不到更好的發(fā)展。針對(duì)于目前網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的發(fā)展來(lái)講，農(nóng)產(chǎn)品物流的數(shù)據(jù)收集分析不到位，影響產(chǎn)品的銷售，進(jìn)而降低農(nóng)產(chǎn)品的銷量[3]。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不太全面

在國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展背景下，有些地區(qū)沒(méi)有引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有關(guān)資料顯示國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展近70%地區(qū)沒(méi)有普及通信技術(shù)，其他基礎(chǔ)設(shè)施也沒(méi)有得到落實(shí)。

3.3 技術(shù)交流不足，信息共享程度偏低

大數(shù)據(jù)集成需要進(jìn)行開(kāi)源的數(shù)據(jù)信息采集和集合，數(shù)據(jù)的不完善或數(shù)量缺乏都會(huì)導(dǎo)致難以形成信息集成去達(dá)到產(chǎn)業(yè)推動(dòng)的目的。現(xiàn)今很多區(qū)域的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息集成不夠，數(shù)據(jù)共享數(shù)量低，由于競(jìng)爭(zhēng)性特征和部分?jǐn)?shù)據(jù)分散的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)利用水平?jīng)]有達(dá)到最理想的狀態(tài)，進(jìn)而使得物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析實(shí)用性較差，相較于大數(shù)據(jù)共享，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用存在著顯著的差距[4]。

3.4 在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中尚屬初始階段不夠普及

大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的很多領(lǐng)域均具有可操作的空間，但現(xiàn)階段的應(yīng)用由于受應(yīng)用人員的知識(shí)水平和觀念限制、軟硬件支持力度欠缺以及農(nóng)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)等因素影響，在推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用比較有限。例如農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和運(yùn)輸天然具有更強(qiáng)的時(shí)效性，受外界氣溫、水分、氣候變化等因素影響很大，況且對(duì)于農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的信息捕捉，尤其是生產(chǎn)方面的信息捕捉，在工具方面也是比較多樣且采集復(fù)雜的。因此，大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用相對(duì)較少。從農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生長(zhǎng)直至運(yùn)輸、售賣的整個(gè)過(guò)程，由于受長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)和管理觀念的影響，物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)搜集方面應(yīng)用得較少，難以實(shí)現(xiàn)在其他高科技及其他非天然產(chǎn)品生產(chǎn)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[5]。

4 大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的措施研究

4.1 加大高等學(xué)校培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的力度

當(dāng)下國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)人才需求很大，對(duì)應(yīng)的學(xué)校沒(méi)有增加大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才招收比例，這就導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尤其在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的人才更少，出現(xiàn)這種問(wèn)題主要是由于大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)技術(shù)難度較大。因此，必須從國(guó)家層面為高校增加大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的培養(yǎng)，以及在未來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的待遇與政策引導(dǎo)方面做好支持工作，使學(xué)校、社會(huì)、學(xué)生三方面達(dá)成共識(shí)，共同促進(jìn)高校大數(shù)據(jù)技術(shù)人才的培養(yǎng)熱情。

4.2 完善大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

地方管理部分要充分支持當(dāng)?shù)匦畔⒒ㄔO(shè)，提供更多的資金支持和大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)資金支持，提高農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)力度，大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及。讓農(nóng)民們都能夠用上互聯(lián)網(wǎng)，這樣才會(huì)使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。還要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有信息化硬件設(shè)施的投入以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)的投入，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)設(shè)施的建設(shè)，建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，提高大數(shù)據(jù)的技術(shù)設(shè)施運(yùn)行質(zhì)量。

圖1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

4.3 由相應(yīng)的技術(shù)機(jī)構(gòu)領(lǐng)頭，提升大數(shù)據(jù)的共享力度

大數(shù)據(jù)推動(dòng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，必須依賴于足夠數(shù)量的、精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)來(lái)源，由于數(shù)據(jù)信息搜集不全面，不充足的數(shù)據(jù)樣本將無(wú)法形成有效的信息匯總，計(jì)算分析結(jié)果不太徹底，從而無(wú)法發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的信息集成分析優(yōu)勢(shì)，無(wú)法對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行提出有效的歸納和建議。因此，必須由相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)支持，從數(shù)據(jù)收集源頭、數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程、到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的構(gòu)建，直至各個(gè)端口的有效連接等各個(gè)方面，做好信息共享的軟硬件支持。真正實(shí)現(xiàn)信息溝通與數(shù)據(jù)共享，從而能夠不斷完善大數(shù)據(jù)技術(shù)，同時(shí)，也可以使得該行業(yè)部門帶領(lǐng)農(nóng)民建設(shè)一些農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，共同加強(qiáng)大數(shù)據(jù)信息共享力度。

4.4 增加大數(shù)據(jù)及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面的政策支持

要加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的投入，為大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用提供動(dòng)力支持。通常來(lái)講，需要國(guó)家政府機(jī)構(gòu)和企業(yè)緊密聯(lián)系，發(fā)揮大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)應(yīng)用薄弱環(huán)節(jié)，提出合理的改進(jìn)措施，其中包含農(nóng)業(yè)方面的人力投入，為薄弱環(huán)節(jié)的完善提供工作人才支持，保證了物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)健的發(fā)展。

4.5 增強(qiáng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的平臺(tái)建設(shè)

大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的類型眾多，但不可避免地需要構(gòu)建完善的農(nóng)產(chǎn)品信息發(fā)布系統(tǒng)，主要側(cè)重于在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)構(gòu)和物流機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)等各個(gè)機(jī)構(gòu)的協(xié)同運(yùn)作。通過(guò)業(yè)務(wù)鏈條，推動(dòng)信息的流動(dòng)，建立軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)，如圖2所示，保證大數(shù)據(jù)應(yīng)用效果發(fā)揮到最大。該系統(tǒng)選擇AES算法進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，AES算法是一種對(duì)稱加密算法,密鑰的分組長(zhǎng)度固定,密鑰的長(zhǎng)度可以改變。它的密鑰長(zhǎng)度有128bit、192bit、256bit三種,對(duì)應(yīng)10、12、14輪數(shù)。將發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行字節(jié)代換,通過(guò)一覽表法構(gòu)造一個(gè)16×16矩陣的S盒,進(jìn)行8比特位的輸入和輸出映射。同時(shí)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的信息內(nèi)容較多、類型也多，因而就要建立集成的農(nóng)產(chǎn)品信息發(fā)布系統(tǒng)，這樣有利于提高數(shù)據(jù)資源的利用效率，而且還能更快更充分地發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的價(jià)值。

圖2 軟件架構(gòu)

4.6 企業(yè)積極參與物聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

產(chǎn)品的市場(chǎng)是圍繞消費(fèi)者的需求而形成的，伴隨著社會(huì)公眾產(chǎn)品的消費(fèi)升級(jí)，市場(chǎng)更偏重于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。維護(hù)農(nóng)產(chǎn)品品牌，增強(qiáng)配送時(shí)效性，提供更加新鮮、便捷的高性價(jià)比產(chǎn)品，這些都離不開(kāi)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中很多企業(yè)都參與到了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，采取科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，來(lái)發(fā)布農(nóng)產(chǎn)品信息及發(fā)布產(chǎn)品的供需狀況、價(jià)格走勢(shì)，引入大數(shù)據(jù)技術(shù)為客戶提供了更多消費(fèi)需求的信息，并且?guī)椭蛻魧?duì)產(chǎn)品進(jìn)行了科學(xué)篩選。企業(yè)也可以借助消費(fèi)者信息來(lái)進(jìn)行科學(xué)的甄別篩選，選擇出科學(xué)的發(fā)展規(guī)劃。

4.7 強(qiáng)化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)人才培養(yǎng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)想要發(fā)展，首先必須正視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與其他領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的本質(zhì)區(qū)別，并重視城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)水平之間的差異性。在此基礎(chǔ)上，做好與農(nóng)業(yè)相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才培養(yǎng)。這部分人才的培養(yǎng)，一方面要具備實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的能力，還要對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的認(rèn)識(shí)，以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用。這部分人才的培養(yǎng)，可以通過(guò)信息技術(shù)類高校、農(nóng)業(yè)高校信息技術(shù)專業(yè)以及農(nóng)村職業(yè)教育幾個(gè)方面入手，加大農(nóng)村各類技術(shù)人才包含種植人員的相關(guān)知識(shí)和技能培訓(xùn)。此外，可以通過(guò)福利待遇鼓勵(lì)和吸引農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才到農(nóng)村扎根，促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)效發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

信息時(shí)代大數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了信息技術(shù)支持，保證了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，但是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對(duì)于其他產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍相對(duì)落后，需要從管理機(jī)構(gòu)、技術(shù)扶持機(jī)構(gòu)、高校、社會(huì)企業(yè)等幾方面提供政策及技術(shù)、人才、方案支持，形成幾方面的合力，以不斷提高農(nóng)村物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建和關(guān)鍵人才的吸引，促進(jìn)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。