农业物联网发展趋势范文

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中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）12-0248-02

0 引言

鲁西南，即山东的西南部，广义上包括菏泽、济宁、枣庄，以菏泽市为主。地形东高西低，受自然环境影响，以平原农田旱地耕作为主，地区属暖温带季风型大陆性气候，光热充足，四季分明，但自然灾害频繁，加上农业基础设施建设滞后，规划化经营程度低，导致农业生产多数农民还凭经验施肥灌溉，缺乏科学指导，现代农业方面智能管理问题和困难，对农业可持续性发展带来严峻挑战，农业物联网在解决以上农业问题显得尤为重要。

1 农业物联网应用的背景及意义

我国农业正处于传统农业向现代农业转型时期，全面实践这一新技术体系的转变，网络信息化技术发挥独特而重要的作用。以欧美为代表的发达国家，在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面，全方位推进农业网络信息化的步伐，利用“5S”技术（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，对农作物进行精细化管理和调控，有力地促进农业整体水平的提高。目前我国正处在互联网快速发展的历史进程之中，我国高度重视互联网发展，21年前接入国际互联网以来，我们按照积极利用、科学发展、依法管理、确保安全的思路，加强信息基础设施建设，发展网络经济，推进信息惠民。随着工业互联网迅速崛起，物联网3.0时代悄然来临，这给未来农业物联网的发展标准化提供一个平台和发展空间。

物联网以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。一场农业科技革命的浪潮正在席卷中国大地，越来越多的人放弃了传统耕作模式，开始用传感器与农作物进行“交流”，成为智慧农业时代的“新农人”。这就是“农业物联网”，一个几年前还略显陌生的事物，如今却给我国的农业生产方式带来了深刻变革。

2 鲁西南地区农业现状及存在的问题

2.1 鲁西南地区农业现状

山东是传统的农业大省，而鲁西南地区以菏泽为例，菏泽是山东省传统的农业大市，粗放式农业耕作模式还处于主导地位，耕作方式受地理环境及天气影响，农业机械化水平不高，装备技术水平落后，抗自然灾害能力低下，资源不能科学利用，农民信息化意识薄弱，制约着农业可持续发展。

以大豆为例：大豆是鲁西南地区主要夏季播种物之一，种植规模每年都在百万亩以上，因自然灾害，据调查，2013年8月到9月，服务区域降水偏少，气温又高，受自然灾害影响，土壤含水量不足，导致大豆亩产减幅15.5%[1]。而2014年9月13日开始降雨，到16日降水量有地区高达96.9毫米，土壤水分含量极高，农民对土壤水分含量掌握很难达到精确。如果能做到科学种田，控旺防倒，土壤水分实时采集，土壤化肥营养元素，温度等信息农民及时获取并有效控制，实现农业生产的自动化、智能化，将大幅度提高农作物产量。实现从传统农业向现代农业的顺利过渡，必须依赖信息化，以农业信息化发展带动农业产业发展。

2.2 鲁西南地区农业存在的问题

农业的精细化要求：喜温植物不能长期忍受5度以下的低温，10度以下停止生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等；耐热蔬菜生长温度要求在20至30度，要求昼夜温差不低于10度。但农民对农作物的生长环境主要依靠感官经验，而不是精确、可靠的量化数据，成功的种植经验不容易被总结和复制；完全依赖人工控制种植过程，无法对过程进行监督和控制，尤其以科研机构和大型种植基地为例，温室的种植往往是聘请农民工，由于缺乏有效的信息化手段，使得难于对他们工作的质量进行控制。

3 农业物联网应用下转型智慧农业的对策方案

3.1 方案目的及依据

借助物联网技术和云计算技术，在远程支持与远程服务平台上，建立智慧农业远程托管中心，实现远程栽培指导、远程故障诊断、远程信息监测、远程设备维护等。

物联网技术在农业领域应用广泛：农业资源管理（农业土地资源、水资源、生产资料等）、农业生态环境管理（土壤、大气、水质、气象、灾害等）、生产过程管理（农业精耕细作、设备农业、健康养殖等）、农业装备与设施（工程检测、远程诊断、服务调度等）等方面。植物生长环境（土壤、水、大气）、生命信息（生长、发育、营养、病变、胁迫等），利用农用传感器“感知”信息，托普农业物联网技术，在农作物服务区内安装农业物联网监测设备，通过农业物联网技术实时监测生长环境信息，根据产生的智能监测信息对农作物进行精确管理，通过土壤湿度传感器对灌溉自动控制，完全实现自动化，以远程技术为服务手段，促进有机高效农业发展。

3.2 物联网技术下农作物信息管理系统控制平台建设方案

3.2.1 农作物信息管理系统架构

整个系统从下到上分感知层、网络层、应用层三次架构如图1所示。

感知层：传感器的选择，满足露天农田中土壤温湿度、土壤养分、光照、风向等数据的采集。

网络层：搭建无线传感器网络，做好节点的部署；移动互联的应用，满足大数据的传输。

应用层：动态实时监控，专家系统，手机APP的开发，食品溯源系统的建立。

3.2.2 系统实施方案

系统感知层的农用传感器等设备[2]，检测环境中的物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到远程对生产环境监控。达到增产、改善品质、适应需求、提高经济效益的目的。

建立无线网络传输层，通过PAN网络、LAN网络、WAN网络将感知层获得的农作物信息数据实时上传到控制监控平台，控制监控平台做出的控制反馈到感知层。

利用云计算、模糊识别等智能计算机技术，监控平台海量的数据和信息进行分析和处理，对农作物的生产过程进行实时监管和控制。构建农业物联网信息管理系统，在农作物生产过程中，对作物的生长环境等智能化监控，不仅节省了大量的人力资源，而且降低生产成本，提高产量，达到规范化和网络化管理。

4 农业物联网鲁西南农业信息化建设中的发展趋势

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中图分类号：TP391.44 文献标识码：A

1 引言

随着当今互联网技术、物联网技术的蓬勃发展，农业领域的科技网络应用也越来越多了，我国农业也开始从粗放型农业逐步向智慧型农业迈进。“智慧农业”是信息化和农业现代化融合在农业发展领域中的具体实践和应用，是以物联网技术为支撑和手段的一种现代农业形态；物联网是发展“智慧农业”的核心。探讨物联网技术在智慧农业中的应用，将极大促进农业的转型和发展，对于传统农业大省的湖南来说，更是一个大的发展机遇。

2 物联网与智慧农业的内涵

物联网技术是实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。它是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次革命。物联网分为感知层、传输层和应用层三层。感知层的主要功能是识别物体和采取信息，它主要应用了传感器、RFID、GPS以及RS 技术等，完成信息的收集、信息简单处理以及信息向传输层的发送。传输层负责处理感知层传来的信息及信息的远距离传输，它位于整个体系结构的中间层，是物联网的神经中枢；其中运用最广泛的是无线传感网络（WSN）、互联网、ZigBee 技术等。应用层主要负责服务及应用，它是物联网和用户的接口，主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术，通过它们将海量数据分类、整理、计算、挖掘分析，然后在智慧物流、智慧农业等领域得到应用。

“智慧农业”是“感知中国”、“美丽中国”理念在农业发展中的具体应用，指利用物联网技术、云计算技术等信息化技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农业基础设施、通信设备和信息化设施，使农业和谐发展，实现“高效、聪明、智慧、精细”[1]。物联网是“智慧农业”智能化和精细化生产、管理、决策的技术支撑。物联网在农业的应用——建设智慧农业已成为各地实现农业转型、步入农业现代化、实现农业可持续发展的重要组成部分。

3 湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析

作为传统农业大省的湖南，正面临农业产业的转型和升级。现阶段加快推进基于物联网技术智慧农业建设，是切实可行的，具体来说它具有以下一些优势。

3.1 国内外基于物联网智慧农业发展趋势及可借鉴经验

近年来，国内外已经形成了基于物联网技术的智慧农业发展趋势。在欧美发达国家，物联网已渗透到农业领域的各个方面，现已演化成农业工业，步入了科学的新农业发展道路。随着我国对农业投入的不断增加，以及国内物联网技术的成熟，包括北京，上海，无锡，苏州等地，政府和企业对农业物联网的投资数量加大，相应的农业物联网产品和服务也得到了市场的肯定，如：墒情监测、大棚温室监控、节水、食品安全溯源等，且涌现了杨凌智慧农业和大唐移动智慧农业等典型示范案例，产生了比传统农业更高的价值。

这些国内外农业物联网技术的发展、以及在智慧农业中的成功应用为我省推进基于物联网技术的智慧农业建设提供了宝贵的学习借鉴经验。

3.2 不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链

湖南农业信息化建设，经过多年的发展，已不断完善。2011年湖南省被立项开展国家农村农业信息化示范省建设试点。省、市、县各级各类农业网站、农业信息平台逐步建立；农业电子商务交易规模增长迅速，如 “特色湖南”网络平台，刚上线就实现了4个月网上销售400多万元的良好业绩；农业信息网络服务体系基本形成，90%以上县设置了专门的农业信息管理和技术支持服务机构。同时，湖南省物联网产业链已初具规模。据统计，截止2013年6月，湖南省有从事物联网研发、制造、运营和服务的企业共240多家；分布在传感器、芯片设计、电子标签、智能终端、应用软件、系统集成、运营服务等产业环节，基本形成了初级产业链，在部分领域还有一定优势。

不断完善的农业信息化建设和初具规模的物联网产业链为基于物联网技术的湖南智慧农业发展提供了设施保障。

3.3 湖南坚实的农业经济基础有利于农业物联网应用推广

湖南土地资源丰富，全省拥有耕地4870万亩，山地2.56亿亩，水面2043万亩。农产品基地建设初具规模；目前，全省已建立棉花生产基地、水稻生产基地等优质农产品基地共计100多个。涌现大批具有一定的规模和品牌影响力的农产品，如宁乡花猪、临武鸭、洞庭湖大闸蟹、隆回药材、祁东黄花菜等。农业产业化快速发展，湖南是我国农民专业合作经济组织建设的试点省之一，在调整农业产业化经营的过程中，涌现出了大量农村专业合作经济组织、营销大户和农民经纪人。农业产值快速增长，十一·五期间年平均增长4.7。

农业物联网应用需要大量投入，农业产值快速增长，农民收入水平高，为智慧农业建设提供了必要的经济基础；丰富的土地资源、规模化农产品基地、农业的产业化发展，以及蓬勃兴起的高效特色农业，为湖南提速智慧农业建设提供了强有力的支撑平台。

4 物联网技术在湖南智慧农业中的应用

根据物联网的技术内涵，结合湖南推进基于物联网技术的智慧农业的优势分析，现阶段物联网技术在湖南智慧农业中的应用可以采用以下应用模式。

4.1 利用农业物联网技术进行智慧生产

农业物联网的在生产环节的应用主要包括现代化温室和工厂化栽培调节和控制环境。它是利用农业物联网技术中的信息感知技术，主要包括农业传感器技术、RFID 技术、GPS 技术以及RS 技术等；利用它们采集各个农业要素信息，包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数，在不同的作物生长期，实施全面监测[2]。这种生产环节的物联网应用见效快，能够为高附加值产品锦上添花；方便的快速复制，可以快速应用到不同的作物；而且这种技术各地都有类似的项目，有很成熟的应用。对于农产品基地建设初具规模的湖南，非常适合此类应用，如，我们可以建设棉花生产基地、水稻生产基地等科技示范基地项目，利用农业物联网实现智慧生产。

4.2 利用农业物联网技术实现农产品智慧流通

农产品的智慧流通主要包括智慧仓储、智慧配货、智慧运输和流通安全溯源。利用物联网中的RFID 技术建立自动识别技术的仓库物流管理系统，实现库房高效管理，收发货高速自动记录，收货、入库、盘点、出库等多个流程能平滑连接，实现流通环节的智慧仓储。通过RFID结合条码技术、二维码技术，为农产品及加工产品加贴RFID电子标签、对农产品的流通进行编码，实现农产品的安全溯源。利用物联网技术“网络化”发展战略，建立批发市场信息数据库和集团协同管理信息平台，用来收集、储存、传输与整合：客户信息、业务信息、交易信息、市场管理信息等，最终实现客户数据、业务数据的有效性、可靠性、整体性，通过信息流带动物流、商流，协同管控，同时采用RFID、传感器、GPS等高新技术实现智慧配货、智慧运输[3]。

农产品的智慧流通，它涉及到农产品质量和食品安全以及农产品市场价格的稳定，社会意义重大，同时也具有很大的市场潜力。湖南可以从一些有一定的规模和品牌影响力的农产品流通着手，如唐人神肉食品、宁乡花猪、临武鸭等，建立基于物联网技术的农产品智慧流通示范，再择机在其他农产品流通环节推广。

4.3 利用农业物联网技术实现农产品的智慧销售

农产品的智慧销售是指产品从预订、生产到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中，能实现全程跟踪。它应该包括以下三个环节：①产品预订；产品的预订首先需要建立商务平台，目前农产品的商务平台主要采用农产品电商预售模式（C2B+O2O）的形式建立。各生产地，通过物联网技术中的条码技术、二维码技术进行农产品的产地和出货状况的管理，并将农产品信息上网。平台用户通过注册会员的形式，实现农产品自由集约订购。②有机生产；邀请行业专家，依据国家标准，结合各产区的实际，制订各农产品有机种植的具体标准，在安全生产监控下，遵规执行。③安全监控；为实现消费者的产品认证环节，采用物联网相关技术，通过监控系统，全程进行跟踪；为用户提供详细的数字及视频信息保障，使产品从生产，到物流配送的各个环节都在客户的掌握之中。在田间设立高杆多视角摄像头，通过无线方式连接至种植户或养殖户和驻点收购站，监控全程的无公害生产，监控视频图在平台网站上实时，订购者可随时监督。在物流配送中采用GPS等技术实现跟踪定位监控，确保配送过程安全[4]。

目前，湖南农产品电子商务平台主要有“网上供销社”、“特色湖南”等网络平台，这些平台已有一定影响力，且平台业务功能也已成熟；只需在此基础上，利用农业物联网技术实现消费者的产品认证环节，应能很好地实现农产品的智慧销售。

4.4 利用农业物联网技术实现农业的智慧管理

智慧管理包括智慧预警、智慧调度、智慧指挥、智慧控制等。湖南土地资源复杂、山地、河湖水面较多，利用物联网技术中的GIS，可以建立土地及水资源管理、土壤数据、自然条件、生产条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理，实现智慧预警。利用专家系统（简称ES），依靠农业专家多年积累的知识和经验，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，提出决策建议，实现智慧指挥。利用农业决策支持系统（简称DSS）可以实现我省在水稻栽培、饲料配方优化设计、大型养殖厂的管理、农业节水灌溉优化等方面的智慧调度。智能控制技术（称ICT） ，包括模糊控制、神经网络控制以及综合智能控制技术，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。通过这些技术可以实现我省在规模化的基地种植、设施园艺、畜禽养殖以及水产养殖中的智慧控制。

5 结束语

物联网在智慧农业中的应用很多，面对新时代农业的发展、转型，湖南应不失时机地大力发展智慧农业，加快物联网技术在湖南智慧农业中的应用力度，使之成为我省农业普及现代信息技术、实现农业现代化的突破口。长期以来的实践证实，现代农业离不开现代信息技术，在农业发展中引入新兴的物联网技术，可以极大地提升生产效率，创造新的生产模式。

参考文献

[1] 彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报2012，17（2）：94-98.

[2] 李道亮.物联网与智慧农业[J].农业工程，2012，2（1）：1-5.

[3] 朱晓姝.物联网技术在现代农业信息化中的应用研究[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2010，28（3）：391-393.

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伴随着物联网应用的不断兴起，来自传感器和设备的数据正以指数级增长。比如对城市基础设施的监测，环境感知，城市交通，以及众多设备上的应用。物联网让各式各样的数据汇入到信息网络，加深了信息系统与物理世界的联系。然而物联网下大数据和一般数据有较大的不同，它是异构性的、多样性的、还良性的，并以这些特征冲击着社会的各个领域，为智慧城镇提供基础保障。

自1983年，IBM最新关系数据库管理系统DB2，结构化查询语言成了为政府部门的主流产品； 1991年万维网（world wide web）利用超文本传输协议（HTTP）和超文本标记语言（HTML）逐渐成为信息共享的公共服务。2003年，电脑和其它数据系统一年中所产生的信息量超过了2003年之前历史上全人类所产生的信息总量。直到2005年Apache Hadoop项目的诞生，成为了处理大数据的基础。物联网时代的大数据以及建立在这些大数据基础之上的数据挖掘已成为了一种战略资源，更为建设智慧城镇铺垫了道路。为了使物联网下的大数据成为城镇走向“智慧化”的强大引擎，还需要进一步把握物联网下大数据的发展趋势，从而实现以物联网带动大数据的发展，继而实现智慧城镇建设目标。

一、大数据的基本概念和特征

（一）大数据的基本概念：

由于大数据本身较为抽象，目前还没有一个公认的定义， 2009年流行于互联网直到2013年，一场大数据变革悄然来袭，影响了众多领域，因此2013年被称为大数据元年。早年，著名的Apache的开源项目Hadoop成为处理大数据的基础。后来Gartner研究机构将其定义为一种巨大规模、多样性和高增长特性的信息产业，它和普通的数据库处理系统互不兼容，需要从新的 并行数据处理平台或技术从大数据中提取有效的决策并优化信息。正如IBM首席执行官罗睿兰所说，大数据将是下一个自然资源。而大数据的处理周期与传统数据相比也从原来的月、周、天变为时、分、秒。而随着物联网时代下的大数据发展，城镇以及人们的衣食住行、娱乐、安全等，也变得越来越智能化。

（二）大数据的特征：

大数据具有典型的4V特征：Volume（大量性）、Variety（多样性）、Velocity（高速性）、典型的Value（价值性）。这四个典型特征保证了大数据比传统数据更大、更快、更好。

1.大量性：著名未来科学家阿尔文托夫勒曾预言“大数据”是三次浪潮的华彩乐章，30多年后随着信息化的发展和爆发式的增长，大数据时代如期而至，仅百度公司数据总量已接近1000PB，存储网页的数量接近1万亿，每天响应请求几十亿次，淘宝的4亿会员每天产生商品交易数据多达20TB，一分钟内“脸谱”的浏览量超过600万，而这些迅速增长的数据把人类带入了一个以PB为单位的大数据时代。

2.多样性：大数据的形式大体可以分为三类：一是结构化数据，二是非结构化数据，三是半结构化数据，由数据来源决定大数据的多样性。

3.高速性：大数据的规模大并且对响应速度有严格的要求，在分析数据输入等处理上几乎不延迟。

4.价值性：物联网时代下的大数据蕴藏的价值是巨大的，随着信息化高度发展时代，人们生活领域以及衣食住行、娱乐，都会变得越来越智能化，大数据在不久的将来遍布城市各个角落，成为“城镇”走向“智慧城镇”的强大引擎。

二、物联网下大数据发展趋势和智慧城镇建设

（一）物联网下大数据发展趋势

物联网企业的发展像互联网一样，使用物联网的用户数量要看用户贡献或使用了多少数据，因此数据是物联网企业是否成功的核心。正是因为这些联系把物联网与大数据连接在了一起。物联网产生的大数据之间也是有区别的，最基本的是结构化数据也是最容易被处理的，其次是可处理非结构化数据，如新闻等，还有就是不能被处理的非结构化数据。在物联网的运营模式里，它有着数据产生、数据收集、数据处理，决策和应用的过程。数据处理是最重要的环节也是其价值所在。

（二）推动智慧城镇建设

随着物联网，大数据等信息技术的进步，我们居住的城镇以及交通、家居、物流环保的智能化，成为了经济新的增长点。物联网把实物通过传感器与互联网进行连接，达到智能识别与管理。其结构分为四层，即感知层、网络层、应用层和实体层，每一层都与数据产生和处理有关。在感知层上，包括了三维码标签，RFID标签，GPS，传感器等，识别物体，提取信息，网络层将感知层获得的信息进行传递和简单处理，应用层是物联网与数据的深度处理融合，借助数据采集、传输实现物联网与各类实体相互应用，实体层则把物联网结构形成了环状封闭结构，从物联网到互联网，从互联网到实体，数据的产生范围成倍增长。智慧农业即属于物联网应用层也是智慧城镇建设的重要组成部分，与之相关的种子，土壤，化肥，温度，光照，各种养分等进行监测，这一过程中产生的相关数据，有利于辅助农业生产，提升价值。通过物联网的四层结构，提高农业生产水平的预期得以实现。智能交通是另一个代表。大数据下的智能交通通过感知层、传感器、监控、GPS等产生的海量数据与天气状况等数据相结合，监控到每条路、每辆车，将信息处理后传递给人们，为人们提供最好的体验，提升通行效率，降低事故率。

综上所述，物联网下的大数据应用是主体，技术是手段，智慧城镇的发展时期推广的重要手段，而推广进程中也对物联网结构，、大数据处理提出了更现实生动的要求。物联网下大数据的发展将为城镇带来智慧的变革，实现建设智慧城镇的目标。

参考文献：

[1]孟小峰，慈祥，大数据管理：概念、技术与挑战【J】计算机研究与发展，2013（1）

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2013年德国政府提出了“工业4.0”的概念，它定义了信息技术在工业化进程中的重要作用，引起了国际社会的极大关注。2年后，“农业4.0”概念于2015年提出，“农业4.0”可以概述为由物联网、移动互联网和云计算支持的现代农业形式。在1.0传统农业，2.0机械化农业，3.0信息农业之后，“农业4.0”模式将现代农业提升到了一个新的发展阶段[1]。精密农业是大数据与农业种植整合的农业应用与实践体系，代表了“农业4.0”模式下农业重要的发展方向。相关信息显示，全球精密农业市场将从2014年至2020年以12.4%的年复合增长率增长，达到45.5亿美元。中国作为一个传统农业大国，如何应对人口、经济及环境的多重压力，实现有限资源条件下农业的可持续发展，建立精密农业的发展模式不失为科学的发展方向。

1精密农业的概念

精密农业是一个农业应用和实践系统，包括数据获取、数据解码、数据优化和田间活动等环节[2]（图1）。使用数据科学根据每个单位的农田的具体情况精确调节和优化农业投资和管理措施，从而最大限度地提高产量和经济效益，同时减少资源利用，保护农业生态。其中，数据信息的获取工作包括作物相关信息，包括作物外部信息与内部信息；数据解码则是通过一系列软件应用技术来分析信息，并将该信息通过网站或应用程序呈现给农业从业者，包括种植者和农业技术服务人员；田间工作主要用于指导现场工作，以实现精确种植、精确灌溉、精确喷洒，以最大限度地提高产量和经济效益。

2国外精密农业的发展概况

近年来，国外众多农业机构及跨国公司均已开始布局精密农业，从而能够应对未来农业发展的挑战。Monsanto（孟山都）在数据科学和精密农业方面投入了大量资金，在2012年花费2.5亿美元收购PrecisionPlanting，2014年收购Solum的土壤分析业务部门，2015年整合气候合作平台并且将其作为未来的主要发展方向。如今，精密农业企业已经成为投资者眼中蓝筹股。Monsanto的精密种植业务部门最近与AGCO就精确种植相关数据进行了合作，住友化学子公司瓦特美国与Iteris就农业数据分析达成协议；DuPont（杜邦）与JohnDeere签署了数据共享协议，并与AGCO和Raven签署了无线数据传输解决方案合作协议。跨国公司和专业农业机构对精密农业的热情也吸引了大量风险投资和具有巨大市场潜力的多元化投资者的进入。据美国风险投资公司统计，2015年农业和食品行业的风险投资大幅增长达到4.86亿美元，增长54%。以Google风投为例，Google风险投资公司与其他投资者联手，于2016年5月份在农民商业网络中投资1500万美元，通过建立农场信息数据库，为管理者提供种子使用、施肥量、种植方法、环境因素等农场信息；Google风投与以色列GreenSoil投资公司合作，对智能灌溉公司CropX进行投资；Google风险投资公司与AndreessenHorowitz等7家公司合作，在农业软件Granular上注资1870万美元；此外，Google风投正致力于开展气候分析和作物生产数据开拓的投资评估。不难发现，以Google风投为首的资本已经确立精密农业为农业发展的重要发展方向，并致力于打造以土壤物联网为基础的精密种植、智能灌溉与精准生产为一体的农业管理体系。

3我国精密农业的发展概况

在全球范围内，精密农业的发展仍不平衡。美国作为精密农业覆盖的市场主体，经长期探索和积累发展，精密农业已经发展出成熟的行业标准和商业模式。以Monsanto为例，其下属的ClimateBasic平台在美国已经覆盖了3000万hm2的作物面积，意味着美国45%的玉米和大豆使用了该平台；同时，Monsanto将1hm237美元的固定价格改为1hm27美元来鼓励农民使用ClimatePro，该系统到目前为止覆盖了美国200万hm2的耕地。而在南美洲，亚太和欧洲，特别是在巴西、阿根廷、东欧和中国，精密农业仍处于早期阶段，但政府及民间资本对精密农业的关注度日趋提高。我国自20世纪90年代开始研究精密农业，并在北京、上海、新疆和黑龙江等地开展了大规模应用试点。2005年我国开始进行测土配方施肥试验。据我国农业部统计，配制施肥后，作物产量平均增长4%～7%，节省30%的应用成本。2014年底，我国农业部提出了到2020年主要农作物、化肥和农药使用量为零增长的计划，期望以精确施肥作为带动精密农业发展的突破口。随着我国土地转让政策的稳步推进，国家土地流转呈现加快趋势，2014年底我国实现土地流转总量2670万hm2，同比增长18.3%，转移土地占农民承包耕地的30.4%。根据发达国家农业发展进程，精密农业的发展需求将会随农业市场扩张和农业产业集约化的过程逐渐增加，日益增长的中国农业市场需求也催生了传统农业新理念产生的相关驱动因素。2015年，我国农业部启动了稻米、小麦、玉米、大豆、棉花、蔬菜等8个品种全产业链农业信息分析预警试点，并筹建了全产业链分析预警团队，建立了比较完整的农业信息平台及农业部市场预警专家委员会，从而能够科学地对农产品市场进行分析和评价。我国农业部还了16种农业物联网应用模式，期望利用物联网实施“互联网+”现代农业模式，从而实现资源节约与高效利用相结合、环保节能与生产效率提高相融合、生产环节与营销环节智能化的先进农业生产模式。

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1.1传感器种类繁多，功能相近，将向细化

其发功能的方向发展目前，应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的，并能够形成简单的系统，但是功能不完整，扩展性和升级能力相对较差，性价比不高，没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展，能否降低构建传感器网络的成本，降低传感器的功耗，延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时，发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位，引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术，提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。

1.2网络传输管理系统建设滞后，无线通信

技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台，设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段，价格昂贵，真正能够大面积推广的产品还很少。此外，如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大，且当节点失效时查询处理过程易被中断，无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用；同时，通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备，用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号，收集设施内生长环境数据进行分析，从而达到远程控制智能调节指定设备，为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。

1.3人才匮乏，技术不完善，应用推广范围较小

农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资，给予资金技术支持；需要国家加强农业物联网专门人才的培养，提高他们的创新能力以及应用能力；需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业，围绕这个平台和标准，开发相应的配套产品设备，不再投入大量精力开发基础的软硬件，可以节省人力、物力，增加设施农业物联网技术的产品种类，加快设施农业物联网综合技术的推广应用。