物联网技术推动精准农业发展

何为物联网？

　　物联网指在物体中安放具有感知能力的芯片，把采集到的数据通过网络进行传输，最后由计算机把这些信息进行集中处理的一个系统，从而实现物与物之间、物与人之间的互联。物联网结构是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的综合系统，底层是感知层，通过传感器、智能卡、RFID电子标签、二维码、识别码等来采集信息；第二层是网络层，通过网络进行数据的传递；最上层是应用层，完成信息的分析处理，以实现物与物、人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。

　　你能想象这样一个场景吗？2名职业农民看管2000亩土地，每天的工作就是在控制室里查看数据、打开开关按钮灌溉、施肥和送药。夏有空调、冬有暖气，再无风吹、雨淋、日晒，种植出来的瓜果、蔬菜残留少、价格高。这就是物联网推广应用的一个缩影。

　　作为信息化发展的重要产物，物联网这一理念进入国内已有数年甚至十数年。然而，时至今日，国内农业物联网发展依然处于初级阶段，农业从业者对物联网的认识空白者有之，存在偏差者有之。物联网究竟应以何种方式应用于农业生产中？哪些地区或者企业更适合用物联网等等，带着这些问题，记者采访了奥地利Caipos公司中国区总经理刘宗波。

　　物联网为精准农业发展护航

　　奥地利Caipos公司一直致力于研发、推广智能化、高性能、低成本的气象、环境、水文及植物生理生态监测系统。近年来，公司研发的降雨、水位、土壤墒情、多要素气象自动监测站在网络化运行管理、低功耗和无线传感器等多项技术在奥地利、英国、法国、美国、俄罗斯、土耳其等地被广泛应用。刘宗波介绍，2010年，Caipos公司研发出了全新的物联网环境监测系统及软件并不断更新、调整技术，随后在全球逐步推广。在我国推行设施农业、科学用肥、用药和土地流转加速的背景下，Caipos公司认为在我国推行物联网的时机已经成熟。2013年起，Caipos中国区分公司开始加快步伐推广物联网相关产品。2014年，Caipos中国区分公司开始大规模进行农业物联网的商业推广。目前，Caipos中国区分公司已同中科院新疆荒漠系统观测站、中科院棉花所、河北绿谷公司、甘肃农垦等单位建立合作关系。

　　物联网可以利用在农业相关的方方面面，是精准农业发展的重要支撑。从最开始播种到最后仓储、运输、售卖时贴标签全程追溯，物联网都可以参与其中。刘宗波以Caipos的产品为例，详细讲解了物联网如何介入农业生产。在生产中，种植区域内每1-3公里半径放置一个无线传感器，传感器节点会自动来测量基质湿度、温度以及光照强度、空气湿度、气压、二氧化碳浓度等相关数据，节点收集的数据发送GPRS基站，基站再上传至云终端，进行数据处理。初步的处理涵盖收集气象数据、自动数据处理、灌溉系统监测等信息。数据得到进一步处理后，能够做出病虫害模型、农业应用的计算（度日法、ET值等）、作物生长环境预测和及时预警。控制者得出分析结果，确定目前是否需要进行灌溉、施肥、用药作业，确定作业的量，从而给植物生长提供最佳的生长环境。

　　通过物联网检测形成数字模型，预测病虫害，及时更改环境，可以避免病虫害发生或者提前喷洒少量农药，减少损失。例如葡萄发病频繁，一年甚至会打几十次药，如果有详细的监控，随时调整温度和湿度等，病原菌的数量就会下降，病虫害的发生就会大大减少，既能减少化肥、农药使用量，也能保证食物安全。在食品安全受重视程度日益提高的今天，物联网的介入，具有特别的现实意义。

　　物联网推广在国内方兴未艾

　　Caipos在我国的发展可谓恰逢其时，目前我国亟待转变农业生产方式，随着农业生产逐步实现集约化、标准化、机械化以及水肥一体化技术推广应用，都为物联网的推广使用提供了便利。考虑到成本因素，物联网适用于种植附加值较高的连片土地。目前国内土地集中化程度比较高的地区是东北、西北和西南地区，这也是Caipos公司近期发展的重点区域。

　　在形成规模的情况下，物联网的应用在技术上和节约成本上的优势显而易见。刘宗波以温室大棚为例，核算出人工管理与物联网管理的成本差异。

　　去年，Caipos公司和甘肃农垦集团条山集团、甘肃省土肥站合作，建立一个测试项目，今年灌溉系统也被纳入此项目中。项目分28个实验小区，全部种植供给给连锁快餐业和食品加工厂的马铃薯。预计明年试验田面积将达2000-3000亩，后年将在甘肃农垦内部大规模推广。Caipos公司目前正在和中农集团控股股份有限公司洽谈，初步确定在北京、河北交界处建立试验田，种植附加值比较高的经济作物。

　　物联网推广任重道远

　　目前，农业物联网的应用还处于一个探索发展的过程，刘宗波介绍说，之前物联网在国内推广遇到技术问题大多已经解决，目前面临的问题一是使用成本问题。虽然国内土地流转已显成效，但是大多数土地依然是小块耕作，这些经营者无力承担设备资金。

　　二是经营者理念更新问题。一些经营者还在固守之前的老思维，不愿意接受和尝试新的技术手段。

　　三是标准制定问题。由政府部门出面推广物联网，为了方便应用和操作，往往需要制定固定的指标来衡量、规范物联网的范畴。但是由于我国幅员辽阔，环境不同，参数、设备的细节都不尽相同，存在很多变量，所以很难用硬性的固定指标衡量哪些产品属于物联网范畴，哪些产品不属于物联网范畴。

　　四是我国农业物联网的推广亟待规范。之前国内有些企业宣传物联网，噱头大于本质，将一些简单的技术覆盖在种植或者运输过程中，就宣称自己是在做物联网。我们见过太多温室里面的设备用过一段时间被废弃；也见过太多的被“伪物联网”欺骗过的客户一口否定物联网产品，认为这毫无用处；还见过被错误的宣传误导，认为物联网是“万能网”，提出不切实际要求的客户。让这些曾经用过设备但是失望的客户群体和对物联网存在错误认识的群体重新认识并信任物联网，要付出更多的努力。

　　近年来中央一号文件一再提出要加快农业现代化建设、减少面源污染，这必将依赖于新技术手段的推动。能够更准确把控用药、施肥的物联网，顺应了这一新形势，未来将在精准农业的舞台上发挥更大的作用。

　　国外农业物联网应用广泛

　　在农业资源监测和利用领域，美国和欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测，并将其结果发送到各级监测站，进入信息融合与决策系统，实现大区域农业的统筹规划。例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，为相应部门提高实时的资源利用信息，为统筹管理林业提供支撑。

　　在农业生态环境监测领域，美国、法国和日本等一些国家主要综合运用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络，通过利用先进的传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术等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。例如美国已形成了生态环境信息采集-信息传输处理-信息发布的分层体系结构。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。

　　在农业生产精细管理领域，美国、澳大利亚、法国、加拿大等一些国家在大田粮食作物种植精准作业、设施农业环境监测和灌溉施肥控制、果园生产不同尺度的信息采集和灌溉控制、畜禽水产精细化养殖监测网络和精细养殖等方面应用广泛。例如，2008年法国建立了较为完备的农业区域监测网络，指导施肥、施药、收获等农业生产过程。荷兰VELOS智能化母猪管理系统在荷兰以及欧美许多国家得到广泛应用，能够实现自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。泰国初步形成了小规模的水产养殖物联网，解决了RFID技术在水产品领域的应用难题。

　　在农产品安全溯源领域，国外发达国家在动物个体编号识别、农产品包装标识及农产品物流配送等方面应用广泛。例如加拿大肉牛2001年起使用一维条形码耳标，目前已过渡到使用电子耳标。2004年日本基于RFID技术构建了农产品追溯试验系统，利用RFID标签，实现对农产品流通管理和个体识别。