物联网视角下智慧农业的创新模式与发展路径

物联网视角下智慧农业的创新模式与发展路径

作者：党政军

来源：《现代营销·理论》2018年第02期

摘 要：农业是我国的基础产业，在传统农业转向现代化农业的过程中，需要在保障农产品产量、提升农产品品质的同时，不断提高农业生产效益、优化农业结构。而为了实现这一目标，需要借助更多技术手段和先进的思维模式，物联网和智慧农业就是当前需要重点关注的问题。文章首先阐述了两者的内涵，探讨了物联网视角下智慧农业的创新模式，并从多个层面给出了可供选择的发展路径。以期为我国农业经济和农业社会的健康快速发展提供可供借鉴的管理信息。

关键词：物联网 智慧农业 创新模式 发展路径

从古至今，中国都是一个农业大国，在世界农业发展史上，一直扮演着重要角色。但是，在多种因素的影响下，与发达国家相比，我国传统农业的优势正在逐渐退去，而在现代农业方面，其优势尚未体现出来，农业生产力和生产关系亟待提升和得到改善。而为了实现我国农业的快速发展，进一步缩小与农业发达国家之间的距离，除了要对原有农业生产模式加以改进外，还需在农业技术应用和农业生产思维方面做出必要的改进，不断加快向现代农业转型的步伐，通过农业信息化建设，提升农业生产力和改善农业生产关系。随着物联网等高新技术的推广和普及，智慧农业势必要成为现代农业的发展趋势，把这一技术应用到智慧农业生产之中，不但可以强化农业的信息化水平，优化其生产管理模式，还可以提升其生产效率。基于这样的考虑，文章首先阐述了两者的内涵，探讨了物联网视角下智慧农业的创新模式，并从多个层面给出了可供选择的发展路径。以期为我国农业经济和农业社会的健康快速发展提供可供借鉴的管理信息。

一、物联网与智慧农业的内涵 1.物联网的内涵解析

在2005年的国际电信联盟发布会上，“ITU互联网报告”对物联网进行了重新定义：物联网指的是借助二维码等识读设备、RFID装置，以及红外感应器和全球定位系统与激光扫描器等，在信息传感设备的承载下，依据约定的协议，将物品和互联网进行关联，通过信息交换与通信，以达到对物品智能识别、定位、追踪、监控以及智能管理目的的网络结构。在物联网的结构中，感知层、网络层与应用层是最为基本的层级。其中，感知层类似于人体的皮肤与五官，其功能在于识别物体，对二维码标签、识读器和RFID标签以及读写器、摄像头和传感器等进行信息采集和识别。而网络层类似人体的神经中枢与大脑，其主要功能在于对信息进行传递与处理，其中涉及到通信和互联网的融合、物联网管理和信息处理网络等。而应用层相类似

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人类社会的分工，它通过和行业需求的融合，完成智能化处理，并最终实现物联网和行业专有技术的深度结合。 2.智慧农业的内涵解析

在智慧农业场域中，农业被看做有机的系统，它能够借助信息技术，为农业生产提供信息支持，涉及到精准化种植、可视化管理和智能化决策等。其中，智慧管理主要包括生产、流通、营销、组织等层面。而在物联网视角下，智慧农业能够借助智能传感器对农业信息进行感知，强化人与人、物与物和人与物之间的关联。把物联网技术和智慧农业结合在一起，智慧农业物联网也就应运而生了。因此，智慧农业物联网指的便是借助传感器，对农业生产、销售和管理的相关信息进行搜集和组织，借此构建数据传输网络，完成农业信息的全方位传送，并把获得的海量信息加以融合和再处理，在智能化操作之后，实现农业管理的全过程监控与科学决策，并在即时服务的过程中完成农业生产集约化生产和高效运营的目的。 3.智慧农业物联网的架构

已有的经验表明，作用在智慧农业上的物联网，其架构能够依据物联网的感知层、网络层与应用层的层级结构进行设计：（1）在物联网的感知层，传感器、RFID设备和视频监控等，是常见的数据采集设备，其目的在于借助对数据的采集，使数据经过ZigBee节点和CAN节点，在相关通讯模块的辅助下将信息和数据传送到物联网智能网关，实现对现场数据信息实时检测和采集，为农业生产环境的改善提供必要的参考；（2）在网络层，借助LAN、WLAN、CDMA等网络的结合，完成现场数据信息的传输，并实现对上层控制命令的实时传递，以及相关数据之间的交互；（3）在应用层，其功能具体到了农业生产环境的管理和生产过程的管理，比如对农业病虫害的识别和防治等。其工作原理是对从感知层搜集到的海量数据加以分析与处理之后，实现对农业生产的现场智能化控制，同时为农业高效生产提供智力支持。具体结构和运作流程如下图所示。

二、物联网视角下智慧农业的创新模式

在物联网视角下发展“智慧农业”不但要借助成熟的技术和先进的思维，还应通过管理模式的创新，为农业发展提供更多的创新模式。从整体上看，以物联网为基础的“智慧农业”可以在“物联网+智慧管理”、“物联网+智慧生产”、“物联网+智慧流通”、“物联网+智慧销售”等方面构建创新模式，并把这几个部分有机结合在一起，保证其良好运行。 1.“物联网+智慧管理”模式

物联网视角下的智慧管理需要对相关数据和信息进行适时搜集、分析与处理，然后借助传感器实现信息决策与处理网络之间的全方位对接，以实现数据的自我管理和自我修复。在实际操作中，需要做好以下基础工作：在农村地区搭建针对公共信息的资源数据库，并借助相关信息服务载体，把物联网技术与实际问题以及市场需求进行紧密结合。此外，智慧管理的实施还

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需要借助专家的力量，依据农业专家的知识、技能和经验，对应该解决的农业生产和管理等问题加以解答、解释和判断，以此提出决策建议。 2.“物联网+智慧生产”模式

以物联网为场域，通过智慧生产能够使农业生产的相关环节和领域中的相关基础性信息与数据得到完整、详细和全面的记录与使用。实际上，在智慧农业物联网的运作过程中，生产环节主要体现在现代温室与工厂化栽培调节和控制环境等方面。智慧生产借助农业物联网的信息感知技术，对搜集到的农业相关信息和参数进行全面的监测和控制。 3.“物联网+智慧流通”模式

在智慧农业的发展历程中，可以通过物联网中的“RFID技术”构建基于自动识别技术的农业仓储和物流系统，提升库存管理的绩效，在仓储记录、收货、入库、货物盘点和出库等环节中，进行无缝连接，打造农业生产的智慧仓储。此外，借助RFID技术，使之与条码和二维码技术集合，使农产品和加工产品都能够获取属于自己的RFID电子标签，以便实现在农产品流通中的编码管理，让所有农产品都能够进行安全溯源。此外，借助物联网的“网络化”发展策略，能够构建农业信息数据库与农业协同管理平台，实现对农业信息和市场信息的全范围的收集、储存、传输和整合，进一步实现智慧配货和智慧运输。 4.“物联网+智慧销售”模式

在物联网视角下，农产品的智慧销售指的是农产品无论是预订、生产还是物流配送，其中的所有环节都会处在客户的管控范围之内，达到全过程跟踪的目的。在产品预订环节，需要构建与之相适应的网络平台，这一平台可以借助农产品电子商务的预售模式构建起来。此外，农产品的生产基地也要借助物联网中的条码和二维码技术等，对农产品的产地以及出货情况加以监控，以便完成对农产品的集约采购；在有机生产环节，需要融入行业专家的力量，按照国家标准和地区的行业标准，充分考虑产区的实际情况，保证所有销售工作都在安全生产的监控之下；在安全监控层面上，为了实现消费者对产品的认证，需要借助物联网技术，通过监控系统的搭建实现全过程跟踪，为客户提供更为详尽的信息保障。 三、物联网视角下智慧农业的未来发展路径

近年来，在现代信息技术和农业生产技术的双重影响下，我国农业现代化的趋势越来越明显，取得的成绩也越来越显著，农业生产的成熟度也越来越高。可以说，智慧农业正在成为突破传统农业弊端的新型农业范式。借助物联网搭建的智慧农业体系更是将农业专家智能系统和农业生产物联控制系统以及有机农产品安全溯源系统等融合在了一起，在很大程度上实现可农业生产数字化、自动化和管理智能化，一个低碳节能和高效高产的现代农业体系正在建立起来。为此，本文认为，为了实现物联网视角下智慧农业的进一步发展，除了要将先进经验与自

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身技术创新相结合、通过商业模式创新实现经营多元化外，还应借助政府引导营造良好宏观环境、组建智慧农业科技创新人才队伍，如此等等。 1.将先进经验与自身技术创新相结合

在物联网场域中，智慧农业的创新发展需要最大限度的借助现有农业资源，通过发挥物联网的优势，提升资源整合的力度，创新智慧农业的发展。因此，需要将物联网模式渗透到智慧农业的全过程，促进农产品的规模化生产，达到规模经济的水平。当然，物联网模式在智慧农业中的应用，要求相关部门要集中力量，通过制定物联网应用标准与相关规范，逐渐提升智慧农业的现代化和智能化水平。此外，物联网在智慧农业中的实践，应注重“技术引导”和“智能支持”的思维，不但调整和完善智慧农业在物联网中的渗透力度，以提升智慧农业的发展水平。

2.通过商业模式创新实现经营多元化

在智慧农业规模化生产过程中，要强调农业组织竞争力的提升，通过物联网的支撑，提升农产品的产量与质量。而随着物联网技术在智慧农业中应用范围的不断扩展，对其产生的要求会越来越高，就就要求各类主体积极的参与其中。其中，需要注重政府推动和农业企业推动以及设备生产厂商推动的作用，使之在智慧农业的运营与商业活动中保持长期的合理性。而当物联网在智慧农业中的应用不断加深，要通过多种方式摒弃其弊端，按照其应用领域的差异，不断探索和实践服务主导、用户主导和多方合作的运营模式，借助创新活动提升智慧农业的发展效率和效果。

3.借助政府引导营造良好宏观环境

大量的实践表明，物联网场域中的智慧农业建设是十分艰巨和复杂的。为此，需要构建与物联网技术相适应的现代行政管理范式。政府部门要积极参与其中，以对现有的分割管理模式进行优化，构建能够统筹相关部门、促进信息高效传输的现代行政管理系统；与此同时，政府应为智慧农业的推行制定详细的计划，在环境建设与服务水平提升方面做出更多努力。此外，要针对目前很多农村地区的农业物联网建设还处在初创期，需要强化政府对智慧农业物联网的投入水平，在农业信息化基础设施和网络建设以及相关技术研发等层面上提供更多保障。 4.组建智慧农业科技创新人才队伍

无论在人类社会发展的任何时期，农业的发展都要和农民的切身利益结合在一起。因此，在物联网视角下，智慧农业的发展需要通过国家政策的指引，保证以农民为主体，最大限度的发挥现有资源优势，努力培养与智慧农业发展有关的人才，在提升科研创新实力的同时，达到物联网在智慧农业中高效应用的目的。比如，对研发出来的科技成果，要使之和物联网模式融合在一起，以达到现代农业产业升级的目的。 四、智慧农业物联网的应用案例

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近年来，针对农产品疾病识别和治理系统的智慧农业的研究和应用越来越多，在推动农业经济可持续发展方面起到了积极作用。其中的一个典型例子是智慧农业物联网在河南省镇平县月季种殖中的应用。该县运用由南阳理工学院和南阳科技局等多家单位共同研制的智慧农业物联网系统，实现了月季栽培、病虫害防治和上市销售的全过程管理，管理效率和效果达到了十分理想的水平。在系统的联网感知层中，借助智能化传感器与视频监控设备，构建了月季生产现场的监控网络，对采集到的月季生长环境数据与生长状态图像数据，借助ZigBee节点、WiFi节点等传输到了智能网关后，通过物联网网络层进行数据的分离处理；然后借助LAN和WLAN网络的结合，把获取的数据信息在此传输到物联网应用层。在这一层面上，由于事先构建了标准化月季病虫害数据库以及远程诊断中心，能够把采集的数据和月季病虫害数据库中的数据加以比对，能够从中识别出月季生长各个阶段的病虫害信息，针对性给出治理对策。 五、结束语

近年来，随着互联网技术、信息技术和物联网技术的快速发展，我国农业经济中科学技术的应用范围和深度不断提升。尤其是智慧农业的出现，使得我国农业开始从粗放型向智慧型农转变。而以物联网为基础的智慧农业，能够把信息化与农业现代化结合在一起，在现代农业的发展中得到了深入实践与广泛应用，取得了十分显著的效果。在今后的研究和实践这能够，如果能够继续探讨物联网在智慧农业中的应用策略和应用领域，会更为显著的促进现代农业的转型与进步，对我国这样一个农业大国来说，是重要的发展机遇。 参考文献：

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（本文系河南省政府决策研究招标课题（2017B209）《后土地流转时期河南省家庭农场经营规模适度性及实施路径研究》研究成果）