湖南農(nóng)業(yè)云物聯(lián)網(wǎng)建設對策分析

引言

隨著中央政府持續(xù)對農(nóng)業(yè)的重視和加大投入力度，各政府、各部門面對各地“三農(nóng)”實際情況，深入推進本地農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設。近幾年，我國農(nóng)村信息化建設成果斐然，農(nóng)村信息化基礎設施不斷夯實，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)信息服務體系不斷完善，農(nóng)村信息服務站在農(nóng)村逐漸鋪開,面向農(nóng)業(yè)農(nóng)村的信息化服務模式不斷創(chuàng)新，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動信息化水平日益增強叫其中，物聯(lián)網(wǎng)技術是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術的新生力量，是推動農(nóng)業(yè)信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合的重要切入點,也是推動我國農(nóng)業(yè)向“高產(chǎn)、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全”發(fā)展的重要驅動力，然而我國實施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也并非一帆風順，有困難,也有挫折。文獻指出了我國當前農(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，如文獻介紹江蘇農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成果，文獻介紹北京市設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用模式的建設成果都是典型示例。

當前，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)信息化中的應用不斷完善，正逐漸建立相應系統(tǒng)原型，并進一步完善和豐富其功能，文獻分別介紹了各自的研究成果，湖南省在建設國家農(nóng)村信息化試點省份的同時，也在進行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究與開發(fā)。

1項目調研

根據(jù)湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目建設的需要，由湖南農(nóng)業(yè)大學與北京聯(lián)信永益科技股份有限公司相關人員組成的調研小組,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)、長沙縣開慧鎮(zhèn)、榔梨鎮(zhèn)金托村，進行了深入細致的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀專題調查。

主要的調查對象是區(qū)鎮(zhèn)主要技術負責人、養(yǎng)殖大戶、農(nóng)村中小企業(yè)代表、龍頭企業(yè)負責人、村支兩委主要成員等。

主要調查方式是聽取相關人員進行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運作情況介紹，咨詢企業(yè)運作流程，下基層實地考察種養(yǎng)情況，拍照論證等方式，真實記錄當前農(nóng)村中小企業(yè)與養(yǎng)殖大戶實施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與存在的問題，真實了解企業(yè)現(xiàn)有設備和在物聯(lián)網(wǎng)方面急需解決的問題，以及開展物聯(lián)網(wǎng)示范相應欠缺的條件，在物聯(lián)網(wǎng)方面還需要添置什么設備，有什么困難可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術進行解決，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，同時積極開展畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、設施園藝物聯(lián)網(wǎng)和大田種植物聯(lián)網(wǎng)，這些項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代或添加新設備。

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

從近一年的多次下基層進行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)調研，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)在實施物聯(lián)網(wǎng)方面也是心有余而力不足。不僅缺設備，更缺資金與人才，對于農(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)需求用上了簡單物聯(lián)網(wǎng)設備，也僅僅是起步，實施效果不明顯，由于人才的限制，遠沒有發(fā)揮其應有的效益，與兄弟省份比較，湖南物聯(lián)網(wǎng)建設還有很大發(fā)展空間。

具體體現(xiàn)：

其一，上市公司如正虹集團與唐人神集團，由于食品安全問題，企業(yè)購買了相應監(jiān)控系統(tǒng)與設備，質量監(jiān)控與追溯系統(tǒng)、

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

其二，農(nóng)民合作社、種養(yǎng)大戶僅關注自己種養(yǎng)的對象，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)設施基本沒有。

其三，村委組織這一級，深受體制限制，物聯(lián)網(wǎng)設施才剛剛起步，有的負責人表示從沒聽說這一概念，實施物聯(lián)網(wǎng)的許多設想都沒法實行。

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

首先，要解決人才培養(yǎng)問題。湖南農(nóng)業(yè)大學可承擔相應技術人才的培養(yǎng)任務，同時要能留住這些人才，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，讓他們安心服務三湘大地；

其次，要在已構建的湖南農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化綜合服務平臺與農(nóng)業(yè)云平臺基礎上，構建農(nóng)產(chǎn)品電子商務系統(tǒng)，避免重復投資問題。利用信息技術與網(wǎng)絡技術，在網(wǎng)上進行農(nóng)產(chǎn)品信息的收集、整理、傳遞與發(fā)布，同時依托生產(chǎn)基礎與物流配送系統(tǒng)，在網(wǎng)上完成產(chǎn)品或服務的購買、銷售和電子支付等業(yè)務過程，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。讓實踐者或應用者從對比中感受物聯(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。

第三，要根據(jù)湖南省的實際情況進行選擇，突出重點、有所作為。利用通信技術、計算機技術和微電子技術等現(xiàn)代信息技術在水稻大棚內(nèi)監(jiān)控育秧全過程信息化管理，如營養(yǎng)配方、溫度、濕度、長勢、病蟲害、精細作業(yè)等管理，并能進行遠距離監(jiān)控、遙控、報警；同時，利用現(xiàn)代信息技術實施農(nóng)作物產(chǎn)前農(nóng)田資源管理、產(chǎn)中農(nóng)情監(jiān)測、產(chǎn)后精細作業(yè)控制。建設內(nèi)容主要包括農(nóng)田管理與測土配方系統(tǒng)、墑情氣象監(jiān)控系統(tǒng)、作物長勢監(jiān)測系統(tǒng)、病蟲害預測預報與防控系統(tǒng)和精細作業(yè)系統(tǒng)等。實現(xiàn)農(nóng)作物種植管理全過程的信息化，達到種植高產(chǎn)、優(yōu)質、高效、安全的目標，確保大田種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

第四，提高農(nóng)業(yè)知識利用率。要利用已搭建的農(nóng)業(yè)云平臺，針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)收集的龐大數(shù)據(jù)，利用Hadoop等分布式計算開源框架、射頻識別技術、短距離無線技術及現(xiàn)有云計算平臺設備搭建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)計算池，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，見效時間長，沒有政府支持，僅靠企業(yè)負擔，發(fā)展是很緩慢的。

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

當前，湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施主要在農(nóng)業(yè)基礎比較好的岳陽市屈原區(qū)進行示范試點，首先搭建屈原區(qū)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺，主要為全區(qū)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范點提供數(shù)據(jù)接入、網(wǎng)絡平臺、信息服務、行政監(jiān)管以及成果展示。通過監(jiān)控中心可將各示范點傳感器所采集的環(huán)境信息、視頻信息、氣象信息等各種感知設備的基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、處理、匯總、分析和挖掘，并可實現(xiàn)預警、報警等功能，同時通過網(wǎng)絡3G/GPRS/寬帶網(wǎng)等傳輸設備實現(xiàn)上述信息的遠程信息共享，為遠程管理和科學研究提供服務平臺。

主要采用大屏幕視頻感知與控制系統(tǒng)，將顯示技術及設備、投影墻拼接技術、多屏圖像處理技術、多路信號切換技術、GIS技術等應用集合為一體，使系統(tǒng)成為一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進的大屏幕拼接顯示系統(tǒng)。通過投影拼接顯示系統(tǒng)，能夠對養(yǎng)殖業(yè)感知信息和相關設備控制進行實時的演示、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。

在搭建完物聯(lián)網(wǎng)管控中心后，再實施項目技術框架，下面以生豬健康養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)框架結構進行說明。此框架每層架構采用適用的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)效果和設計理念上體現(xiàn)可視化、智能化、個性化、一體化的特點。其項目總體技術架構如圖2所示。

本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術，在已建設的湖南農(nóng)業(yè)云基礎上,構建了三大模塊：感知層、傳輸層和應用層。其中，應用服務層主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、豬舍環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)和質量追溯系統(tǒng)三個模塊組成。通過在線監(jiān)測生豬生長的環(huán)境信息，調控豬舍的生長環(huán)境條件，實現(xiàn)生豬的健康生長和繁殖，從而提高母豬的生產(chǎn)率，提供優(yōu)質的豬肉、豬毛等產(chǎn)品，進而提高養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益。

生豬健康養(yǎng)殖系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：

監(jiān)視對象及其范圍

實時監(jiān)測溫度、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)平臺設置監(jiān)測對象的閾值。此外，本系統(tǒng)還可監(jiān)測豬舍內(nèi)控制設備的狀態(tài)，并上報綜合服務平臺。

實時要求

能實時顯示豬舍內(nèi)5個環(huán)境因子及控制設備狀態(tài)信息,并能及時傳送給后臺數(shù)據(jù)庫。

顯示方式

可通過多種終端設備(現(xiàn)場顯示屏、PC、智能手機、平板電腦、觸控一體機等)實時顯示豬舍環(huán)境因子及控制設備狀態(tài)信息，以滿足不同的需要。

報警處理

可設置環(huán)境因子的閾值，隨時對所測環(huán)境因子的數(shù)值進行判斷，如果超出設定范圍，貝爐給出報警。

歷史環(huán)境參數(shù)分析

查看歷史環(huán)境參數(shù)曲線，通過對過去某一時段的變化趨勢觀察，總結變化規(guī)律，從中總結經(jīng)驗，為決策分析提供依據(jù)。

產(chǎn)品質量追溯系統(tǒng)

前端數(shù)據(jù)采集端以RFID技術為基礎，對生豬養(yǎng)殖、屠宰、流通等環(huán)節(jié)信息進行全程記錄；后端數(shù)據(jù)管理軟件端是對前端采集的數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計、分析、分發(fā)等，同時與政府相關監(jiān)管部門的管理系統(tǒng)進行對接。

目前，其他模塊也在加緊實施。

5結語

本文以湖南國家農(nóng)村信息化試點省份建設工程為背景,在對湖南省主要農(nóng)村地區(qū)進行充分調研的基礎上，結合企業(yè)運作模式，提出湖南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設對策。為了推進示范,項目組首期在湖南物聯(lián)網(wǎng)基礎較好的屈原區(qū)進行生豬、水產(chǎn)、大棚栽培等物聯(lián)網(wǎng)建設，協(xié)同企業(yè)全程參與，以高校智慧支撐、企業(yè)運作為主，以資源整合為重點，把中小企業(yè)與農(nóng)民受益作為項目的出發(fā)點與落腳點，重點解決中小企業(yè)、種養(yǎng)大戶、農(nóng)村合作社關心、關注的重點、難點問題，有利于加快湖南省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究成果轉化，為物聯(lián)網(wǎng)在湖南農(nóng)村實施提供新思路和新方法。

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