湖南農(nóng)業(yè)云物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對(duì)策分析

引言

隨著中央政府持續(xù)對(duì)農(nóng)業(yè)的重視和加大投入力度，各政府、各部門面對(duì)各地“三農(nóng)”實(shí)際情況，深入推進(jìn)本地農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設(shè)。近幾年，我國農(nóng)村信息化建設(shè)成果斐然，農(nóng)村信息化基礎(chǔ)設(shè)施不斷夯實(shí)，涉農(nóng)信息資源的開發(fā)與利用能力得到提升，基層農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系不斷完善，農(nóng)村信息服務(wù)站在農(nóng)村逐漸鋪開,面向農(nóng)業(yè)農(nóng)村的信息化服務(wù)模式不斷創(chuàng)新，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)信息化水平日益增強(qiáng)叫其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的新生力量，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合的重要切入點(diǎn),也是推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)向“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，然而我國實(shí)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也并非一帆風(fēng)順，有困難,也有挫折。文獻(xiàn)指出了我國當(dāng)前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題，隨著研究持續(xù)深入，也取得了顯著的成就，如文獻(xiàn)介紹江蘇農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成果，文獻(xiàn)介紹北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式的建設(shè)成果都是典型示例。

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中的應(yīng)用不斷完善，正逐漸建立相應(yīng)系統(tǒng)原型，并進(jìn)一步完善和豐富其功能，文獻(xiàn)分別介紹了各自的研究成果，湖南省在建設(shè)國家農(nóng)村信息化試點(diǎn)省份的同時(shí)，也在進(jìn)行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究與開發(fā)。

1項(xiàng)目調(diào)研

根據(jù)湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)的需要，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)與北京聯(lián)信永益科技股份有限公司相關(guān)人員組成的調(diào)研小組,從2012年4月至2013年1月25日止，分別走訪了江蘇省宜興市與湖南省岳陽屈原區(qū)、長(zhǎng)沙縣開慧鎮(zhèn)、榔梨鎮(zhèn)金托村，進(jìn)行了深入細(xì)致的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀專題調(diào)查。

主要的調(diào)查對(duì)象是區(qū)鎮(zhèn)主要技術(shù)負(fù)責(zé)人、養(yǎng)殖大戶、農(nóng)村中小企業(yè)代表、龍頭企業(yè)負(fù)責(zé)人、村支兩委主要成員等。

主要調(diào)查方式是聽取相關(guān)人員進(jìn)行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作情況介紹，咨詢企業(yè)運(yùn)作流程，下基層實(shí)地考察種養(yǎng)情況，拍照論證等方式，真實(shí)記錄當(dāng)前農(nóng)村中小企業(yè)與養(yǎng)殖大戶實(shí)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與存在的問題，真實(shí)了解企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和在物聯(lián)網(wǎng)方面急需解決的問題，以及開展物聯(lián)網(wǎng)示范相應(yīng)欠缺的條件，在物聯(lián)網(wǎng)方面還需要添置什么設(shè)備，有什么困難可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行解決，如表1所列。

從表1可知，江蘇宜興市以水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)為核心，同時(shí)積極開展畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)和大田種植物聯(lián)網(wǎng)，這些項(xiàng)目都走在湖南省的前面，湖南雖然幾年前就開始了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的工作，但主要以企業(yè)需求為主，由于受資金、政策、人才限制，發(fā)展較慢，有些設(shè)備陳舊老化，已跟不上現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因此也急需更新?lián)Q代或添加新設(shè)備。

2湖南中小企業(yè)實(shí)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

從近一年的多次下基層進(jìn)行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)調(diào)研，深刻感受到雖然屈原區(qū)作為國家農(nóng)業(yè)示范區(qū)，里面有許多農(nóng)業(yè)中小企業(yè),也有知名的上市公司，企業(yè)在實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)方面也是心有余而力不足。不僅缺設(shè)備，更缺資金與人才，對(duì)于農(nóng)村大戶與農(nóng)村合作社，所需資金數(shù)量更是不可奢望，有的企業(yè)根據(jù)需求用上了簡(jiǎn)單物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也僅僅是起步，實(shí)施效果不明顯，由于人才的限制，遠(yuǎn)沒有發(fā)揮其應(yīng)有的效益，與兄弟省份比較，湖南物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)還有很大發(fā)展空間。

具體體現(xiàn)：

其一，上市公司如正虹集團(tuán)與唐人神集團(tuán)，由于食品安全問題，企業(yè)購買了相應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備，質(zhì)量監(jiān)控與追溯系統(tǒng)、

RFID耳標(biāo)，但還需要大量人工參與，特別是受資金限制，在此服務(wù)的人員學(xué)歷水平并不高，數(shù)據(jù)采集也不多，沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

其二，農(nóng)民合作社、種養(yǎng)大戶僅關(guān)注自己種養(yǎng)的對(duì)象，有的單位雖有自己的研究室，打破了靠天吃飯的現(xiàn)象，但受資金與人才限制，基本上以家族參與為主，外來人才并不多見,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施基本沒有。

其三，村委組織這一級(jí)，深受體制限制，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施才剛剛起步，有的負(fù)責(zé)人表示從沒聽說這一概念，實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)的許多設(shè)想都沒法實(shí)行。

3湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵問題

首先，要解決人才培養(yǎng)問題。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)可承擔(dān)相應(yīng)技術(shù)人才的培養(yǎng)任務(wù)，同時(shí)要能留住這些人才，企業(yè)要根據(jù)自身的發(fā)展需求，合理使用人才，從制度、資金、政策上支持他們的工作，讓他們安心服務(wù)三湘大地；

其次，要在已構(gòu)建的湖南農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化綜合服務(wù)平臺(tái)與農(nóng)業(yè)云平臺(tái)基礎(chǔ)上，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)系統(tǒng)，避免重復(fù)投資問題。利用信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在網(wǎng)上進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品信息的收集、整理、傳遞與發(fā)布，同時(shí)依托生產(chǎn)基礎(chǔ)與物流配送系統(tǒng)，在網(wǎng)上完成產(chǎn)品或服務(wù)的購買、銷售和電子支付等業(yè)務(wù)過程，要讓企業(yè)生產(chǎn)資料能采購到，生產(chǎn)產(chǎn)品能順利銷售出去，更能賺到錢。讓實(shí)踐者或應(yīng)用者從對(duì)比中感受物聯(lián)網(wǎng)帶來的操作便捷、利益增值，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)積極性與品牌意識(shí)。

第三，要根據(jù)湖南省的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，突出重點(diǎn)、有所作為。利用通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在水稻大棚內(nèi)監(jiān)控育秧全過程信息化管理，如營養(yǎng)配方、溫度、濕度、長(zhǎng)勢(shì)、病蟲害、精細(xì)作業(yè)等管理，并能進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控、遙控、報(bào)警；同時(shí)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)施農(nóng)作物產(chǎn)前農(nóng)田資源管理、產(chǎn)中農(nóng)情監(jiān)測(cè)、產(chǎn)后精細(xì)作業(yè)控制。建設(shè)內(nèi)容主要包括農(nóng)田管理與測(cè)土配方系統(tǒng)、墑情氣象監(jiān)控系統(tǒng)、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、病蟲害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防控系統(tǒng)和精細(xì)作業(yè)系統(tǒng)等。實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物種植管理全過程的信息化，達(dá)到種植高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全的目標(biāo)，確保大田種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

第四，提高農(nóng)業(yè)知識(shí)利用率。要利用已搭建的農(nóng)業(yè)云平臺(tái)，針對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)收集的龐大數(shù)據(jù)，利用Hadoop等分布式計(jì)算開源框架、射頻識(shí)別技術(shù)、短距離無線技術(shù)及現(xiàn)有云計(jì)算平臺(tái)設(shè)備搭建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)計(jì)算池，以提高農(nóng)業(yè)信息全文檢索、數(shù)據(jù)采集、信息撮合及知識(shí)推送的速度和效率，提供低成本的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理解決方案。

第五，政府政策、資金扶持力度問題。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)剛起步，投資大，見效時(shí)間長(zhǎng)，沒有政府支持，僅靠企業(yè)負(fù)擔(dān)，發(fā)展是很緩慢的。

4湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)框架

當(dāng)前，湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施主要在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)比較好的岳陽市屈原區(qū)進(jìn)行示范試點(diǎn)，首先搭建屈原區(qū)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)，主要為全區(qū)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范點(diǎn)提供數(shù)據(jù)接入、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、信息服務(wù)、行政監(jiān)管以及成果展示。通過監(jiān)控中心可將各示范點(diǎn)傳感器所采集的環(huán)境信息、視頻信息、氣象信息等各種感知設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)、處理、匯總、分析和挖掘，并可實(shí)現(xiàn)預(yù)警、報(bào)警等功能，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)3G/GPRS/寬帶網(wǎng)等傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述信息的遠(yuǎn)程信息共享，為遠(yuǎn)程管理和科學(xué)研究提供服務(wù)平臺(tái)。

主要采用大屏幕視頻感知與控制系統(tǒng)，將顯示技術(shù)及設(shè)備、投影墻拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、多路信號(hào)切換技術(shù)、GIS技術(shù)等應(yīng)用集合為一體，使系統(tǒng)成為一個(gè)擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進(jìn)的大屏幕拼接顯示系統(tǒng)。通過投影拼接顯示系統(tǒng)，能夠?qū)︷B(yǎng)殖業(yè)感知信息和相關(guān)設(shè)備控制進(jìn)行實(shí)時(shí)的演示、監(jiān)控和智能化管理、控制，使得演示、展覽更直觀、更高效。

圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)管控中心的層次架構(gòu)。

在搭建完物聯(lián)網(wǎng)管控中心后，再實(shí)施項(xiàng)目技術(shù)框架，下面以生豬健康養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。此框架每層架構(gòu)采用適用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)效果和設(shè)計(jì)理念上體現(xiàn)可視化、智能化、個(gè)性化、一體化的特點(diǎn)。其項(xiàng)目總體技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在已建設(shè)的湖南農(nóng)業(yè)云基礎(chǔ)上,構(gòu)建了三大模塊：感知層、傳輸層和應(yīng)用層。其中，應(yīng)用服務(wù)層主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、豬舍環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)和質(zhì)量追溯系統(tǒng)三個(gè)模塊組成。通過在線監(jiān)測(cè)生豬生長(zhǎng)的環(huán)境信息，調(diào)控豬舍的生長(zhǎng)環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)生豬的健康生長(zhǎng)和繁殖，從而提高母豬的生產(chǎn)率，提供優(yōu)質(zhì)的豬肉、豬毛等產(chǎn)品，進(jìn)而提高養(yǎng)殖戶經(jīng)濟(jì)效益。

生豬健康養(yǎng)殖系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

監(jiān)視對(duì)象及其范圍

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氨氣濃度、二氧化碳濃度、硫化氫濃度、視頻圖像，并可通過系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)置監(jiān)測(cè)對(duì)象的閾值。此外，本系統(tǒng)還可監(jiān)測(cè)豬舍內(nèi)控制設(shè)備的狀態(tài)，并上報(bào)綜合服務(wù)平臺(tái)。

實(shí)時(shí)要求

能實(shí)時(shí)顯示豬舍內(nèi)5個(gè)環(huán)境因子及控制設(shè)備狀態(tài)信息,并能及時(shí)傳送給后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

顯示方式

可通過多種終端設(shè)備(現(xiàn)場(chǎng)顯示屏、PC、智能手機(jī)、平板電腦、觸控一體機(jī)等)實(shí)時(shí)顯示豬舍環(huán)境因子及控制設(shè)備狀態(tài)信息，以滿足不同的需要。

報(bào)警處理

可設(shè)置環(huán)境因子的閾值，隨時(shí)對(duì)所測(cè)環(huán)境因子的數(shù)值進(jìn)行判斷，如果超出設(shè)定范圍，貝爐給出報(bào)警。

歷史環(huán)境參數(shù)分析

查看歷史環(huán)境參數(shù)曲線，通過對(duì)過去某一時(shí)段的變化趨勢(shì)觀察，總結(jié)變化規(guī)律，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為決策分析提供依據(jù)。

產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)

前端數(shù)據(jù)采集端以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)生豬養(yǎng)殖、屠宰、流通等環(huán)節(jié)信息進(jìn)行全程記錄；后端數(shù)據(jù)管理軟件端是對(duì)前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析、分發(fā)等，同時(shí)與政府相關(guān)監(jiān)管部門的管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。

目前，其他模塊也在加緊實(shí)施。

5結(jié)語

本文以湖南國家農(nóng)村信息化試點(diǎn)省份建設(shè)工程為背景,在對(duì)湖南省主要農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)運(yùn)作模式，提出湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對(duì)策。為了推進(jìn)示范,項(xiàng)目組首期在湖南物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)較好的屈原區(qū)進(jìn)行生豬、水產(chǎn)、大棚栽培等物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，協(xié)同企業(yè)全程參與，以高校智慧支撐、企業(yè)運(yùn)作為主，以資源整合為重點(diǎn)，把中小企業(yè)與農(nóng)民受益作為項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)，重點(diǎn)解決中小企業(yè)、種養(yǎng)大戶、農(nóng)村合作社關(guān)心、關(guān)注的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，有利于加快湖南省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究成果轉(zhuǎn)化，為物聯(lián)網(wǎng)在湖南農(nóng)村實(shí)施提供新思路和新方法。

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