智慧农业的普及和应用分析.docx

大唐移动物联网：智慧农业的普及和应用物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，而不再只是基于RFID技术的物联网。自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来, 物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，“物联网”在中国受到了全社会的极大关注，其程度是美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。“精细化农业” 大唐移动农业物联网解决方案“农业物联网”，就是物联网技术在农业生产经营管理中的具体应用，通过操作终端及传感器采集各类农业数据，通过无线传感器网、移动通信无线网、有线网等实现信息传输，通过作业终端实现农业生产过程全监控与管理。“农业物联网”既能改变粗放的农业经营管理方式，也能提高农作物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。大唐移动针对农业物联网系统提出新的建设目标：利用物联网信息化手段进行农业经济运行监测，掌握农业生产与农业经济运行的动态，监测农业生产经营的成本收益变化，对农业生产经营活动提供分析。提高农业市场监管的电子化、网络化水平，公开一站式服务，提高工作效率，降低企业成本。利用信息化为决策支持、生产经营服务，实现动态监测、先兆预警等。加强农业信息化服务体系，提高信息化装备，健全信息服务队伍，延伸信息网络，提高信息服务能力。大唐移动农业物联网系统解决方案架构：针对以上三点建设目标，大唐移动提出农业物联网的智慧农业系统解决方案，如下图所示： 图1：大唐移动智慧农业系统解决方案系统采用三层架构，分别由感知层、传输层、应用层构成，其功能如下：农业物联网感知层该层的主要任务是将大范围内的现实世界农业生产等的各种物理量通过各种手段，实时并自动化的转化为虚拟世界可处理的数字化信息或者数据。农业物联网所采集的信息主要有如下种类：(1)农业传感信息：如温度、湿度、压力、气体浓度、生命体征等;(2)农业物品属性信息：如物品名称、型号、特性、价格等;(3)农业工作状态信息：如仪器、设备的工作参数等;(4)农业地理位置信息：如物品所处的地理位置等;信息采集层的主要任务是对各种信息进行标记，并通过传感等手段，将这些标记的信息和现实世界的物理信息进行采集，将其转化为可供处理的数字化信息。信息采集层涉及的技术有：二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等。农业物联网传输层该层的主要任务是将农业信息采集层采集到的农业信息，通过各种网络技术进行汇总，将大范围内的农业信息整合到一起，以供处理。传输层是农业物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。信息汇总层涉及的技术有：有线网络，无线网络等。农业物联网应用层该层的主要任务是将信息汇总，层汇总而来的信息进行分析和处理，从而对现实世界的实时情况形成数字化的认知。应用层是农业物联网的“社会分工”与农业行业需求结合，实现广泛智能化。大唐移动将物联网作为推进产业信息化进程的重要战略，在实际发展中落实物联网于各个产业中的应用。农业作为关系着国计民生的基础产业其信息化、智慧化的程度则尤为重要。大唐移动通过对物联网的跟踪研究及应用，将从物联网在智慧农业中提出新的应用模式与应用场景。应用场景1-建立合理、高效、稳定的农业生态环境管理农业生产是一个以自然生态系统为基础的人工生态系统，它远比自然生态系统结构简单，生物种类少，食物链短，自我调节能力较弱，易受自然气候、病虫害、杂草生长的影响。农业生产的不稳定性，很大程度上受自然环境的约束，因而应创造良好的农业生态环境，才能取得较佳的经济效益。良好的农业生态环境有赖于森林、草原、水域等生态系统的支持、保护和调节。农业生态系统就其生产力来说应当比自然生态系统更高，因此除太阳光照外，还必须加入辅助能，如农机、化肥、农药、排灌、收获、运输、加工等，通过人类的劳动和管理，只有不断地调整和优化生态系统的结构和功能，才能以较少的投入，得到最大的产出。大唐移动通过集成大量科学合理的采用各传感器、视频设备、GIS地理信息技术、GPS定位技术、建设一个智能分析模型，实现农业生态环境信息化管理平台，能够在互联网及桌面电脑、智能手机等终端上进行系统访问与管理各个设备。生态管理系统平台架构图如下： 图2：生态管理系统平台将前端各类传感器、后台综合分析管理平台进行科学集成，形成智能化的生态管理系统平台，前端各类传感器主要包含有三类：:1.电化学离子敏传感器：土壤N、P、K, 重金属含量快速检测.2.生物传感器：快速检测、高致性细菌.3.气敏传感器：农产品品质、气体污染、排放监测 .应用场景2-改善与提高生产系统工作效率的农业生产过程管理基于物联网技术，大唐移动提出农业生产过程管理解决方案。农业生产过程管理的目标是利用物联网信息技术改善生产系统的工作效率、提高投入资源的附加值、减少不必要的浪费及资源损耗，从而满足客户需求。同时实施标准化的生产过程与管理，达到到农业生产过程管理与提升农业生产竞争力的目标。该系统解决方案主要功能如下：标准化管理组织标准化将每个成员的职责及工作调配加以标准化，使组织的运作在成员各司其职、分工协作下发挥团队的力量。物料标准化以减少资源浪费便于管理。作业标准化制定各项工作流程与注意事项。管理标准化建立各项管理指标，并以此作为评价实际作业的依据，了解实际运作的水平，并进行调整和控制。精耕细作管理“精耕细作”在一定面积的土地上，投入较多的生产资料和劳动，采用先进的技术，进行细致的土地耕作，以提高单位面积产量。设施农业管理设施农业是利用人工建造的设施，使传统农业逐步摆脱自然的束缚，走向现代工厂化农业生产的必由之路，同时也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市，进一步满足多元化、多层次消费需求的有效方法。设施农业在农林牧副渔业所占比重标志着农业的进化程度，是农业产业升级的重要标志。健康种植采用科学的种植方法与管理，实现健康种植，提高农作物的品质与产量，为企业带来经济增加与效益。技术实现方面，大唐移动通过采用各传感器、视频设备、GIS地理信息技术、GPS定位技术、二维码技术、并建设一个智能分析模型，实现农业生产过程信息化管理平台，实现在互联网及桌面电脑、智能手机等终端上进行系统访问与管理各个设备。  图3：生产过程平台应用场景3-控制危害与损失的农产品安全管理大唐移动提出的农产品安全管理系统，主要功能是对农产品安全进行全程监控管理，为企业农产品安全提升到新的高度，从而向消费者提供安全、可靠、高质量的农产品。系统主要功能如下：质量安全管理农产品质量安全管理以农业企业档案数据为基础，围绕“生产、库存、销售”三条主线，对农产品的生产环境、生产活动、销售状况实施电子化管理。物流运输安全管理基于物联网物流运输管理是采用信息化、智能化、可视化等先进物联网技术特征。采用最新的红外、激光、无线、编码、识别、定位、传感器、RFID等高新技术，实现物流运输安全。供应链可追溯安全管理为了使消费者充分了解农产品的种源情况、生产基地环境质量、生产操作过程、用料用药情况、加工销售过程等各个环节，结合目前先进的条码技术对农产品的流通进行编码，从而建立安全的农产品生产全程追溯管理。大唐移动通过一系列技术措施实现该系统的安全管理：质量安全管理质量安全管理采用各传感器、视频设备、GIS地理信息技术、GPS定位技术、二维码技术、并建设一个智能分析模型，实现农业质量安全管理平台，能够在互联网及桌面电脑、智能手机等终端上进行系统访问与管理各个设备。物流运输安全管理基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术、GIS等多种技术，在物流过程中实现实时车辆定位、运输物品监控，在线调度与配送可视化与管理，可实现与物流作业系统、生产信息、订单信息对接，从而实现自动化、智能化。 图4：物流运输安全管理供应链可追溯：系统采用二维码技术、RFID技术、GIS与GPS技术实现供应链可追溯平台，能够在互联网及桌面电脑、智能手机等终端上进行系统访问。 图5：智能终端追溯示意应用场景4-物联网技术加强农业装备与设施管理随着设施农业快速发展和装备大量使用，各种农业等设施装备的问题日益突出，事故隐患增加。为进一步提升设施农业装备安全及生产水平，需要建设一套完善的农业装备管理系统来满足日益发展的需要。设施装备是设施农业发展的基础条件。加强设施农业装备的维护管理，减轻气候剧烈变化对设施农业生产带来的不利影响，为确保农产品生产供应正常。大唐移动基于物联网技术为基础的农业装备与设施管理的目标是利用物联网信息技术应用于农业装备与设施管理，提高投入资源的附加值、减少资源损耗。同时实施标准化农业装备与设施管理达到农业装备与设施管理目标与提升农业生产竞争力。该解决方案使用的主要技术手段为：采用传感器、视频监控;并建立装备与设施信息库、状态库、调度服务库及智能分析平台。结束语大唐移动提出的农业物联网建设与应用在物联网技术、通信技术、传感技术基础上，实现资源整合，形成技术体系并进行应用与推广。这对改变粗放的农业经营管理方式、提高动植物疫情疫病防控能力、确保农产品质量安全、引领现代农业健康发展、提高生产效率、缩短生产周期、提高农业生产智能化水平、实现产品在流通过程中的保值增值都具有重要的现实意义。