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摘 要基于物联网的农村信息服务不仅为农业、农村、农民用户提供跨越技术的无所不在的通讯和信息服务,而且要提供农业产业信息化的全方位解决方案,是农村信息化的升级形式,也将成为农村信息服务模式发展的方向和趋势.本文对物联网的概念、基本原理和特征进行了介绍,梳理了基于物联网的农业信息化框架,阐述了物联网在农业中的具体应用并且举出了相关实例,分析了物联网应用存在的问题并提出了相关建议.
关 键 词物联网农业应用RFID技术
一、引言
2008年的一号文件在“着力强化农业科技和服务体系基本支撑”一章中专门用一节强调积极推进农村信息化.农村信息化是指信息技术渗透到农村生产、生活等各个领域,使信息资源在农村得以充分开发、应用,加快农村经济发展和社会进步的过程.目前,我国在农村信息服务研究上还存在不少问题.缺乏创新性的农业信息服务理论,尤其是与新技术、新概念融合的创新性农业信息服务理论；缺乏全面地、科学地分析物联网对于农业信息服务的作用；缺乏物联网环境下的农业信息服务的发展模式.如何形成一个科学、有效的模式来推动农业信息服务,是至关重要的,物联网在农村信息化的应用很好的推动了农村信息化的发展.
物联网是以电子标签和电子编码（EPC）为基础,建立在互联网基础上的实物互联网络,其宗旨是实现全球实物信息的实时共享和互通.基于物联网的农村信息服务不仅为农业、农村、农民用户提供跨越技术的无所不在的通讯和信息服务,而且要提供农业产业信息化的全方位解决方案,是农村信息化的升级形式,也将成为农村信息服务模式发展的方向和趋势.
二、物联网技术概述
物联网的概念.按照国际电信联盟（ITU）等国家组织的定义,物联网主要解决物品到物品（ThingtoThing,T2T）,人到物品（HumantoThing,H2T）,人到人（HumantoHuman,H2H）之间的互连.物联网与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,H2H是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连.需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的、对于任何物品连接的问题.
物联网的基本原理.从技术构架上来看,物联网的结构可分为三层：感知层、网络层和应用层.感知层由各类传感器以及传感器网关构成,感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,其主要功能是识别物体、采集信息,它是物联网识别物体、采集信息的来源；网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息；应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口,它与行业需求相结合,实现物联网的智能应用.
物联网的特征.物联网应该具备3个特征：一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算机技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制.
三、物联网在农业上中的应用研究
1、基于物联网的农业信息化体系框架.
在物联网的农业信息化系统框架上,每一个农作物（包括牲畜、农产品）都被赋予一个独一无二的代码,将这个代码存储在电子标签中贴在物品上,同时将这个代码所对应的详细信息和属性存储在RFID信息服务系统的服务器中.当物品从生产到流通的各个环节中被识别并记录时,通过ONS（对象名解析服务,ObjectNamingService）的解析可获得物品所属信息服务系统的URI（统一资源标识,UniversalResourceIdentifier）,进而通过网络从RFID信息服务器中获得其代码所对应的信息和属性,以进行物品的识别和达到对物流供应链自动追踪管理的目的.物联网的最终目标是为每一个农产品（包括农作物、牲畜等）建立全球的、开放的标识标准,它的发展不仅能够实现对农产品的实时跟踪,而且能够提高物流运输效率和信息化管理水平.
2、物联网在农业领域中的应用.物联网在养殖业、种植业、渔业以及农产品的质量安全控制上都有应用.
物联网在养殖业中的应用.物联网中的RFID技术作为一种非接触的快速识别技术,正越来越广泛地应用于现代养殖业中.ParsonsJ.等对Colorado的羊安装电子标签,运用物联网技术提高了羊群管理效率.曹永军等在2008年就基于物联网系统RFID技术的鸸鹋养殖管理信息平台进行了研究与应用.
物联网在种植业的应用.种植业可利用监视农作物灌溉情况、土壤气候变更以及大面积的地表检测,收集温度、风力、湿度、大气、降雨量、土壤水分、土壤pH值等,从而进行科学预测,帮助农民减灾、抗灾,进行科学种植,进而提高农业的综合效益.
物联网在渔业上的应用.利用物联网技术在鱼塘水域部署环境参数传感器、实时图像采集系统,通过检测池塘水体温度、盐度、溶解氧含量、浮游生物种类等环境数据,处理后得出渔业生物生长状况,为渔业决策部门提供实时渔业资源状况信息.
3.物联网在农业中的应用实例.
欧洲利用物联网技术建立了动物识别与跟踪系统.动物识别与跟踪一般利用特定的标签,以某种技术手段与拟识别的动物相对应,并能随时对动物的相关属性进行跟踪与管理.目前,在欧洲己经建立了对牛的跟踪系统.1998年9月,英国宣布了牛跟踪系统计划,英国政府规定.2000年7月1日以后出生的或者进口的牛必须采取数字识别,1999年底.欧盟各成员国基本全都实施了这个系统计划.
郴州建立了基于物联网技术的烟草智能大棚.2010年5月31日,郴州烟草专卖局将物联网技术应用于郴州烟草现代农业示范基地的建设,实时采集数据,为烟叶作物生长对温、湿、光、土壤的需求规律提供精准的科研实验数据；通过智能分析与联动控制功能,及时精确地满足烟叶作物生长对环境各项指标要求；通过光照和温度的智能分析和精确干预,使烟叶作物完全遵循人工调节等高效、实用的农业生产效果.多地采用物联网技术来监控农畜产品安全生产.2004年初,美国北达科他州立大学（NDSU）的科研人员就研究出了使用RFID技术来检测疯牛病的方法,通过在牛的耳朵上植入RFID标签,可以记录下这头牛的详细资料,如它的饲养、年龄、体重及患病情况.日本在蔬果EDI协议会的主持下开展了苹果、米、蔬菜等农产品基于RFID技术的生产履历和食品追踪系统,并在日本的千叶县进行了试验,取得了良好的效果.
四、物联网在农业中应用存在的问题及应用建议
1、存在的问题.尽管中国在物联网研究中取得了一些成绩,但还存在一些问题.技术方面,信号干扰、恶意入侵、通讯安全等问题都说明物联网在农业应用中明显缺乏专业人员和专业技术的指导；科技创新不足,应用的配套传感层和传输层的关键技术有待突破和提升；物联网农业应用的专家系统等物化智能软件严重滞后.政策方面,基础投入不足,横向协调缺乏统一机构；物联网农业应用的标准化没有得到重视,缺失标准化体系.
2、应用建议.在技术上,要掌握核心技术,防止受制于人.如果不掌握关键的核心技术,就不能形成产业核心竞争力,在未来的国际竞争中就会处于不利的地位.政府应按需求优先级选序渐进推广物联网,以点带面,发挥发达地区的优势作用.政府应更进一步提高物联网宣传效应,加大对物联网的政策扶持等.此外运营商的责任也不可小觑,要担负起对物联网的应用起到支撑作用.