設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展瓶頸與研究方向

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1、設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展瓶頸與研究方向　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)X是物聯(lián)X技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)中的具體應(yīng)用。它利用各類感知設(shè)備，采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品流通以及動(dòng)植物本體的相關(guān)信息，通過無線傳感器X格、移動(dòng)通信無線X和互聯(lián)X傳輸，最后通過智能化操作終端，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的過程監(jiān)控、科學(xué)決策和實(shí)時(shí)服務(wù)[1].　　近年來，隨著物聯(lián)X技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖與畜牧業(yè)、種植業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸與流通等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)是在人為可控環(huán)境保護(hù)設(shè)施下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更有利于物聯(lián)X技術(shù)助力設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效，因此設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)X

2、技術(shù)的推廣應(yīng)用成效最為顯著，前景十分廣闊?！　?物聯(lián)X技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的歷史及現(xiàn)狀　　　　發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)X發(fā)展較快，20世紀(jì)后期就已經(jīng)有基于X絡(luò)化、分布式的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研發(fā)的報(bào)道，這與他們先進(jìn)的生產(chǎn)管理水平密切相關(guān)。英國(guó)研發(fā)出用于儲(chǔ)藏室或花園溫室的入侵警報(bào)系統(tǒng)和霜凍系統(tǒng)、通風(fēng)加熱控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程無線灑水系統(tǒng)等系列無線設(shè)備；日本研究開發(fā)的OpenPlan,OP雙向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，利用基于以太X的嵌入式X絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了溫室環(huán)境和視頻的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控[2].荷蘭向開卉培育者提供植物生長(zhǎng)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下溫室植物的個(gè)性化

3、追蹤管理。在美國(guó)，20%的精細(xì)農(nóng)業(yè)都應(yīng)用感知技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息獲取、生產(chǎn)管理、輔助決策、智能實(shí)施中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。美國(guó)加州研發(fā)出的草莓培育物聯(lián)X系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀況，根據(jù)土壤和環(huán)境空氣的動(dòng)態(tài)變化，自動(dòng)啟動(dòng)施肥澆水或溫度調(diào)節(jié)等智能設(shè)施。近年來，隨著一些發(fā)達(dá)國(guó)家大面積推廣精細(xì)化、自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并針對(duì)作物生長(zhǎng)需要進(jìn)行生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)控制，使得物聯(lián)X技術(shù)可以無縫接入，應(yīng)用環(huán)境較為完善[3].著名的系統(tǒng)有英國(guó)開發(fā)的農(nóng)業(yè)管理與決策選擇系統(tǒng)、美國(guó)的作物決策管理系統(tǒng)等[1].有此作保證才

4、能真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的智能決策與控制。這其中，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家尤其值得我們學(xué)習(xí)的是農(nóng)業(yè)知識(shí)處理與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面，他們通過集成大量知識(shí)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通第一線數(shù)據(jù)，來為品種選擇、土壤營(yíng)養(yǎng)診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農(nóng)產(chǎn)品加工、流通等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程提供信息化服務(wù)?！　∥覈?guó)物聯(lián)X的研究幾乎與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家同步進(jìn)行，在農(nóng)業(yè)上的研究應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛。2011年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展十二五規(guī)劃》，包括北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)在內(nèi)的三大國(guó)家級(jí)物聯(lián)X應(yīng)用示范工程開始啟動(dòng)，2013年，上海、天津、安徽3個(gè)省市被農(nóng)業(yè)部列為農(nóng)業(yè)物聯(lián)X區(qū)域試點(diǎn)[4

5、],我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)X發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。迄今全?guó)已有8個(gè)?。▍^(qū)、市）（另外還有黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆）承擔(dān)的國(guó)家物聯(lián)X應(yīng)用示范工程和農(nóng)業(yè)物聯(lián)X區(qū)域試驗(yàn)工程先后啟動(dòng)實(shí)施，并取得了階段性成果，也帶動(dòng)了各地農(nóng)業(yè)物聯(lián)X的發(fā)展?！　〕煽?jī)較為突出的如：北京市重點(diǎn)開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)X在農(nóng)業(yè)用水管理、環(huán)境調(diào)控、設(shè)施農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用示范，開發(fā)了與農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合的墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為政府決策、農(nóng)戶技術(shù)指導(dǎo)、公眾消費(fèi)和設(shè)施蔬菜生產(chǎn)管理提供了便利，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)用水精細(xì)管理[5].　　江蘇省則開發(fā)了基于物聯(lián)X的智能農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)，側(cè)重對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)、豬舍生產(chǎn)環(huán)

6、境進(jìn)行監(jiān)控，一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)施的自動(dòng)化管理，并逐漸開始進(jìn)行規(guī)模推廣[6].天津市建成了國(guó)際先進(jìn)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)X平臺(tái)，實(shí)施了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)物聯(lián)X智能化控制與管理工程。應(yīng)用種植業(yè)設(shè)施環(huán)境信息監(jiān)督、智能化控制與管理等物聯(lián)X技術(shù)，建設(shè)了總面積逾667hm2的核心試驗(yàn)基地，開展了約1000棟節(jié)能溫室的示范應(yīng)用。此外，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)也加入到農(nóng)業(yè)物聯(lián)X研發(fā)行列，如北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司、大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司、上海順舟X絡(luò)科技有限公司等在開發(fā)產(chǎn)品的同時(shí)，還提出了設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)X體系解決方案來構(gòu)建設(shè)施農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種類型和不

7、同規(guī)模的生產(chǎn)需要[7].　　2物聯(lián)X技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展瓶頸　　　　雖然農(nóng)業(yè)物聯(lián)X技術(shù)在我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用成效較為顯著，但農(nóng)業(yè)物聯(lián)X是項(xiàng)復(fù)雜的工程，在我國(guó)總體上尚處于試驗(yàn)階段，目前主要在示范型農(nóng)業(yè)、科研溫室等系統(tǒng)中有所應(yīng)用，距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還需要一定時(shí)間。促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)X蓬勃持續(xù)發(fā)展，必須面對(duì)制約其發(fā)展的瓶頸問題。目前，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)X發(fā)展中的主要問題可以概括為以下3個(gè)方面。　　一是優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)專用傳感器的缺乏。農(nóng)業(yè)部信息中心主任李昌健說：目前我國(guó)農(nóng)用傳感器種類不到世界的10%,國(guó)產(chǎn)化率低、缺乏市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)。在覆蓋面、適

8、用性等方面還有很大提升空間[4].而且，國(guó)內(nèi)產(chǎn)農(nóng)用傳感器良莠混雜，質(zhì)量參差不齊，性能不夠穩(wěn)定，使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，又沒有權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者很難依賴物聯(lián)X設(shè)備?！　《琴Y金投入大、回報(bào)周期長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)X基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅一次性資金投入大，需要長(zhǎng)期更新維護(hù)，而且回報(bào)周