通过多种无线传感器、无线基站和传输设备的使用,农业种植现场的各种信息能够轻易的通过自动监测传输功能呈现在管理人员的眼前,实现了管理者和种植现场的快速连接。同时通过软硬件系统和手机客户端还能够实现自然灾害监测及预警,方便作物生长现场管理,实现高度的信息共享和农业自动化。
2、物联网智慧农业提高农业生产管理水平
物联网技术在现代农业中的应用对提高传统农业的生产管理水平效果显著。在农业生产过程中,通过无线智能传感器实现农业生产现场环境参数的实时采集和利用智能物联网监控系统对所采集数据进行实时传送,为农作物生产和温室控制提供了有利的科学依据。智慧农业不仅为作物生长创造了最佳条件,提高了作物产量和质量,而且可以提高水、化肥等作物消耗品的利用率。
3、物联网智慧农业保障农产品和食品安全
在农产品和食品运输领域,电子标签、电子条码、无线传感器网络、通信网络和计算机网络等的集成应用,可实现单个或集装农产品和食品的跟踪和可视数字化管理,对农产品从生产现场到仓库、从仓库到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,可实现农产品和食品的数字化、可视化物流运输和管理,同时也可很大程度提高农产品和食品的品质。我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用——物联网如何和农业更好结合
农业物联网作为一项新型信息化集成技术,正改变着我国传统农业的面貌。当前,蓬勃发展的农业物联网存在哪些瓶颈,如何推动其更好发展,记者进行了深入采访。
智慧农业啥样
在北京夏黎城设施农业专业合作社,物联网智能控制系统不间断监测室外温度、湿度、风速、风向等气象指标,实时采集温室内环境和生物信息参数。工作人员介绍,这里的网络型灌溉管理系统能节水69%,智能施药系统可节省农药15%至20%,整个系统可使得菊花分化到现蕾的时间缩短5至7天,商品化率提高15个百分点。
北京夏黎城设施农业专业合作社是北京市设施农业物联网示范工程的一个核心基地。该示范工程初步建设了5000亩核心示范区、2万亩直接带动区和5万亩辐射带动区。据测算,通过物联网技术,核心区蔬菜产量平均提高约10%,基地每年增收1600万元以上。北京市农委信息中心主任刘军萍告诉记者,由于前期示范的良好效果,今年又有6个农业企业和一些农户主动提出安装传感器,通过农业物联网节本增效。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释,农业物联网不仅能感知水、肥、热、气、光等外部环境变量,还能感知生物本体,比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。如果等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就晚了。”
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用,提高农业精细化管理水平。农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造传统农业,提升农业各环节智能化程度,目标是实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。
2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。今年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。
制约瓶颈在哪
“当前最大的问题是,没有把物联网技术在农业上的应用量化在经济指标上。不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值,要解决谁为应用买单的问题。”2013年中国物联网大会上,物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。
资金投入是发展农业物联网的首要问题。记者采访发现,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其核心传感器的不同,价格从一万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。
“农业专用传感器的缺乏是我国农业物联网发展的瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。”农业部信息中心主任李昌健说,我国传感器主要集中在对温度、湿度的监测,对其他环境因子关注较少,尤其对生物本体的感知还很少。国产传感器性能不够稳定,使得监测数据不够准确,经常需要校正,而且器材寿命短。
同时,物联网设备还不够接“地气”,在满足农民使用需求方面还要继续探索。目前,我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
“物联网设备要力求方便实用和‘傻瓜化’。”中国农业大学宜兴农业物联网研究中心负责人李道亮教授告诉记者,宜兴水产养殖物联网从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了3代产品,对电路、通信、模型三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民 *** 作简便进行的改进。
发展途径何在
“农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成对记者说。
据介绍,农业部正在积极谋划,争取在财政部的支持下启动“益(e)农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。
“农业物联网是个复杂的工程,总体处于试验阶段,既要重视它,又不能盲目夸大其作用,要与现有信息化工作结合。”国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示,物联网发展应用应突出重点,要优先从基础好、规模化程度高的行业入手。他认为,应在水土资源开发利用、生产过程精细管理、农产品与食品安全监控系统等领域优先发展。
面对国内传感器的发展现状,有关专家表示,要坚持自主研发与引进吸收并重。提升农业物联网的自主创新能力,难度大的技术要加快引进吸收,短平快的技术要自主研发,把传感器转换成低成本、便携式的仪器设备,通过单项技术突破与集成应用并举,加快技术研发应用步伐。
物联网在农业上的应用如下:
1、农业资源监测和利用领域。在农业资源监测和利用领域,利用各种资源卫星收集国土资源情况,利用先进的传感器、信息传输和互联网等综合化信息监测、传输、分析平台实现区域农业的统筹规划和资源监测。
如美国加州大学洛杉矶分校建立的林业资源环境监测网络,通过对加州地区的森林资源进行实时监测,为相应部门提供实时的资源利用信息,为统筹管理林业提供支撑。欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测,其中,法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报,对病虫害进行测报。
2、农业生态环境监测领域。在农业生态环境监测领域,农业物联网主要利用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络,利用无线传感器技术、信息融合传输技术和智能分析技术感知生态环境变化。
如美国加州大学伯克利分校的研究人员通过无线传感器网络对大鸭岛上海燕的栖息情况进行了9个月周期性的环境监测,采用区域化静态MICA传感器节点部署,实现了无人侵、无破坏的对敏感野生动物及其栖息地的监测。
美国、法国和日本等一些国家主要综合运用建立覆盖全国的农业信息化平台,实现对农业生态环境的自动监测,保证农业生态环境的可持续发展。
自2017年国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》之后,各地纷纷加快工业互联网的建设与发展步伐。发展工业互联网,网络体系是基础,平台体系是关键,安全体系是保障。各省市、各地区应紧紧系统构建网络、平台、安全三大体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,全力推进七大任务:
1夯实网络基础
夯实工业互联网的网络基础,应围绕网络改造升级、提速降费、标识解析,推进三方面的工作:
第一,以IPv6、工业无源光网络(PON)、工业无线、时间敏感网络(TSN)等技术,改造工业企业内网;
第二,以IPv6、软件定义网络(SDN)以及新型蜂窝移动通信技术(即5G技术),实现工业企业外网的升级改造;
第三,推进标识解析体系建设,围绕工业互联网标识解析国家顶级节点,推动行业性二级接机点的建设与连接。
2打造平台体系
第一,培育工业互联网平台,以企业为主导,构建跨行业、跨领域平台,实现多平台互联互通。
第二,开展工业互联网平台试验验证。支持产业联盟、企业与科研机构合作共建测试验证平台,开展技术验证与测试评估。
第三,推动、吸引企业上云。鼓励工业互联网平台在产业集聚区落地,通过财税支持、政府购买服务等方式,鼓励中小企业的业务系统向云端迁移。
第四,培育工业APP,支持软件企业、工业企业、科研院所等开展合作,培育一批面向特定行业、特定场景的工业APP。
3加强产业支撑
要加强产业支撑,必须加大关键共性技术攻关力度,提升产品与解决方案供给能力:
第一,关键共性技术支撑。鼓励企业和科研院所合作,围绕工业互联网核心关键技术、网络技术、融合应用技术开展联合攻关,促进边缘计算、人工智能、增强现实、虚拟现实、区块链等技术在工业互联网应用。
第二,系统解决方案支撑。围绕智能传感器、工业软件、工业网络设备、工业安全设备、标识解析等领域,推广一批经济实用的微服务化系统解决方案。
4促进融合应用
融合创新工作应围绕大型企业和中小型企业两大主体开展:
针对大型企业,加快工业互联网在工业现场的应用;开展用于个性需求与产品设计,生产制造精准对接的规模化定制;
针对中小企业,实现业务系统向云端迁移;开展供需对接、集成供应链、产业电商、众包众筹等创新型应用。
5完善生态体系
第一,构建创新体系:有效整合高校、科研院所、企业等创新资源,围绕重大共性需求与行业需要,面向关键技术与平台需求,开展产学研协同创新。
第二,构建应用生态,鼓励工业互联网服务商面向制造业企业提供咨询诊断、展示展览、行业资讯、人才培训、园企对接等增值服务。
第三,构建企业协同发展体系,以需求为导向,基于工业互联网平台,构建中介型共享制造、众创型共享制造、服务型需求共享制造、协同型共享制造等新型生产组织方式。
第四,构建区域协同发展体系,建设工业互联网创新中心、工业互联网产业示范基地。
6强化安全保障
安全保障是发展工业互联网的底线,必须切实提升安全防护能力,建立数据安全保护体系,推动安全技术手段建设。此外,各地区还应大力发展信息安全产业,推动标识解析系统安全、工业互联网平台安全、工业控制系统安全、工业大数据安全等相关技术和产业发展,开展安全咨询、评估和认证等服务,提升整体安全保障服务能力。
7坚持开放合作
第一,加强地区乃至国际的企业协作,形成跨领域、全产业链紧密协作的关系。
第二,建立政府、产业联盟、企业等多层次沟通对话机制。
第三,积极参与国际组织的协同与合作,参与工业互联网标准规范与国际规则的研讨与制定。
参考资料:
百度百科:工业互联网
中国政府网:国务院关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见
地区发展工业互联网,必须做好这七大任务
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