农业信息化背景下物联网技术应用文献综述

□文/宋晶晶　周明明　王俊芹

（河北农业大学经济贸易学院　河北·保定）



农业信息化背景下物联网技术应用文献综述

□文/宋晶晶周明明王俊芹

（河北农业大学经济贸易学院河北·保定）

［提要］目前，农业信息化已成为各国发展农业的重要战略，且均有自己国家的特色。中国作为农业大国，加紧进行农业信息化建设显得尤为重要。而在农业信息化中，物联网技术是最重要、最突出的内容。本文以农业信息化为背景，主要介绍国内外农业信息化发展情况以及物联网技术应用情况，还归纳总结国内学者关于影响物联网技术采纳的因素的研究。

关键词：农业信息化；物联网；应用

本文得到河北省哲学社会科学研究基地（省农业经济发展战略研究基地）；河北省高等学校创新团队领军人才培育计划（计划编号：LGRC029）；河北省教育厅重点研究项目（SD151065）；河北省社会科学基金项目（项目批准号：HB15YJ053）；河北蔬菜产业人才培养与创新团队、河北省蔬菜、食用菌现代农业产业经济岗位项目的资助

收录日期：2015年12月2日

一、国外文献综述

（一）发达国家农业信息化发展情况

1、美、法两国不同的农业信息化服务模式。美国实现集约化的农业信息化生产方式，依托的是高度发达的农业信息服务体系，主要体现在：“政府投入型”为主的投入模式，包括重点投资基础设施而不是农作物和提供低息贷款；“政府主导型”的组织模式，包括政府主导的农业信息化组织结构和完善的法律规章制度体系；现代信息技术的信息传播方式，包括网络媒体、电话服务和图书馆查询。

法国作为欧盟最大的农业生产国，与美国相比，虽然起点比较低但是发展速度快，这得益于其成功的农业信息化服务体系：一是“政府型+商业型”的投入模式，这种双方面的资源投入扩大了资金来源，相关企业通过这种方式进行投资获益，也鼓励了他们继续投资；二是“多方合作型”的组织模式，法国服务主体众多，包括各级农业部门、农业事业联盟、农产品加工业协会、农商会等，他们在服务内容、对象、规模上各自有所侧重，形成互补；三是“传统+现代”的信息传播服务模式，除了网络媒体、电话、图书馆之外，主要还有会议、广播、报纸、刊物、传真等形式，呈现出分散、直接、多渠道的特征；四是不断完善的法律法规等制度保障体系。

2、美、德先进的农业信息化技术体系。美国在物联网技术和信息化其他技术集成的基础上形成了成熟的精准农业，主要应用的技术有农业数据库系统、遥感技术、地理信息系统。同时，先进的农业信息网络技术使得近20%的农场主选择网上交易，农业电子商务占总电子商务的8%，在所有行业中排行第五。

德国在农业信息采集、存储、处理决策和发布控制方面均运用了物联网技术和其他信息化技术，并注重技术之间的集成，以保环境促发展为目的。

（二）物联网技术应用情况。Michael Chui、Markus Loffler and Roger Roberts（2010）认为可以通过物联网技术加强对员工行为的感知，以此来改善公司管理。同时，运用物联网的传感器驱动的决策分析，将物联网技术应用于石油和天然气行业，可以降低开发成本。RFID技术应用于零售业可以改善供应链管理、缩短零售周期、提高供应链可见度、提高企业知名度和未来盈利能力。未来在零售行业中RFID技术有望取代条形码技术，因为它不需要操作人员的视线关注并能够提供更多功能，提高了处理速度和效率。而专业技术的缺乏、不确定性和复杂性也是RFID技术带来的风险。

二、国内文献综述

（一）我国农业信息化发展情况。在农业信息化服务体系方面，我国采用的是“政府主导型”投入模式，主要包括：属于无偿放款的拨款方式；使资金得到高效、有偿使用的贷款方式；补贴、补助和贴息方式。组织模式是以国家农业部门为主导，其他涉农部门为辅。信息传播模式在传统方式的基础上，不断投入使用先进的农业信息传播方式，比如“三电合一”、“百万农民上网工程”、“农报110”等。在农业信息化技术体系方面，我国农业信息采集、传输、存储、处理决策方面的技术得到深化，借鉴国外先进经验，探索了一系列适合我国农业信息化发展的项目，使相关技术落地生根；一些集成化技术已应用于精准农业。

广东省发展农业信息化在区位、资源、政策、经济上占有得天独厚的优势，已经初步建立了比较健全的省、市（地）、县（市、区）和乡镇四级农业信息网络体系。河北省也已初步建立了全省性、区域性和特色农业网站三大类网站，并在“十二五”期间全力推进全省农业信息化“114工程”，进一步完善农业信息化体系。

（二）物联网技术应用于农业方面的研究。物联网技术的感知、传输技术已成功应用于大田种植、设施园艺以及农产品物流等方面。传感器可以感知采集目标检测区内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等，为精准农业、温室种植环境监控提供了有效的解决方案。中国移动依托土壤墒情和作物用水规律研发出智能化滴灌控制系统，解决了新疆石河子垦区农业灌溉用水利用率低的问题。利用二维条码和RFID技术可以建立农产品质量安全追溯系统。中国电信建立智能农业仓储管理与溯源平台，提升了企业食品安全意识和消费者信任感。北京派得伟公司参与了科技部“农业物联网测控系统”重大项目，实现了农业传感感知、传输通讯和分析处理功能。

农户可以通过移动客户端查看数据进行相关操作，在此基础上还可以发布农产品供求信息，通过音视频互动方式与农业专家进行线上交流，为作物病害进行远程诊断。

（三）物联网技术在生活方面的应用情况

1、交通领域。利用物联网技术建立公交无线视频监控平台，通过安装GPS定位系统和车载监控系统实现对车辆的实时监控和调度。另外，物联网技术还可以控制车辆行驶状态、在高速公路上不停车使用ETC收费，等等。

2、房地产领域。通过互联网等通讯技术将传感器安置于地产开发涉及到的人员和物体、机器及各种终端设备，将小区医院、幼儿园、停车场等公共场所、设施的信息上传、汇总，实现人与物、物与物的互通，达到远程控制和智能化管理。

3、医疗领域。未来的小区以及家庭内部将建立起与医疗机构的互通互诊的健康检查系统，使医生通过网络就可以对在社区内的患者进行简单的诊治。浙江大学附属一院何前锋提出了简约数字医疗物联网，认为医疗物联网是以医生、病人、药品、医疗器械为代表的“物”，同基于一定标准的工作流程的“网”之间信息的交互。

4、物流领域。物联网技术改变了物流信息的采集方式，改变了从生产、运输、仓储到销售各环节的物品流动监控、动态协调的管理水平，极大地提高了物流效率。通过物联网技术可以建立集物流配载、电子商务、资金质押、信息跟踪、仓储管理、安保警备、海关安检等功能为一体的综合的物流信息服务平台。

（四）物联网发展仍存在的问题

1、信息集成技术落后，信息共享渠道不通畅。使用物联网技术产生的大量数据，用目前的存储方法保存会占用很大的硬盘空间，存储成本也比较高。同时，由于部分乡村通讯手段非常落后，很容易形成“信息孤岛”问题，信息难以实现共享、流通困难。相关产业、相似流程的信息不能共享，缺少借鉴、重复作业增加了成本，提高了失败率。

2、商业模式待完善，相对成本较高。目前，我国农业物联网商业模式有三种：政府支持的示范性项目、物联网企业做的示范性推广项目、国有大型农业物联网项目。在这三种模式下，不论由谁提供资金，都存在着相对成本高、产业链成员参与不主动的问题。所以，构建稳定共赢、规模化、有利可图的物联网商业模式是推广物联网技术非常重要的部分。

相对成本较高：一是人力成本较低；二是采纳物联网技术的成本较高。用整套的物联网技术来代替人工劳动力，投入必然会增加，尤其是在农业生产中，这一点成为阻碍物联网技术推广的重要因素。

3、开放性不足，规模化应用少。目前，我国物联网技术应用主要局限在小规模、企业内部，大规模的、企业之间的甚至是跨境的应用并没有非常成功的案例。

4、技术标准不一致。物联网技术作为新兴技术，在初期推广的过程中，信息采集、传输、人机互交接口的技术标准不一致，各个标准组织比较分散，缺乏统一协调，导致上下游企业之间不能进行有效的合作。对于厂商而言，缺乏统一的技术标准参照，不能进行大规模生产，进而影响终端产品的稳定性和成本。

5、相关法律法规仍有待健全。工信部虽在2011年提出《物联网“十二五”发展规划》，就我国2011～2015年物联网发展的主要任务、保障措施等给出了明确的指示，但针对各省市具体环境、现实背景的更细化的政策文件仍有待完善。各级政府也缺少比较详细的物联网发展规划，使得物联网技术推广大多只是纸上谈兵。

（五）影响物联网发展的因素研究。总结众多专家学者的观点，基于Tornatzky和Fleischer提出的技术组织环境（TOE）分析框架分析物联网发展的影响因素。

1、技术本身特性（T）。主要包括技术的复杂性、兼容性、感知效益和成本等。首先，物联网技术的复杂性与接触物联网技术的一线人员本身的素质、能力挂钩。在各行业（尤其是农业）中推广物联网技术，实地操作人员对该技术的理解程度、熟练程度直接影响到推广成效。若技术太过复杂，会增加了人员操作的难度、降低操作人员的信心，导致抵触心理的产生；其次，物联网技术的兼容性决定了推广的规模。兼容性好的技术可以快速、有效地与原有企业、其他上下游企业业务流程契合；最后，感知效益和成本是物联网技术推广的决定性因素。带有明显营利性质的企业最看重的因素：一是应用物联网技术是否减少了人力成本、提高了运行效率；二是增加硬件设施成本以及相关维护成本是否不大于原先的人力成本。

2、所处组织特征（O）。就是指企业规模、高层支持、技术知识、供应链企业间相互信任等方面。规模较大的企业，在面对新技术的推广、实验时有足够的资金支持，包括购买硬件设备和聘请专业人员等；承担新技术实验失败风险的能力也比小规模的企业要大些。高层决策人员对物联网技术的关注和支持程度，相关人力、物流、财力的支出程度，也影响着物联网技术是否会被采纳。供应链企业之间较好的利益分配机制和风险分担机制，对采纳物联网技术有正向促进作用；而众企业若想共同推进新技术的采纳，就需要相互之间的信任和协作。

3、周围环境因素（E）。主要包括竞争压力和政府支持。竞争压力一方面是由于同业企业采纳物联网技术，激烈的竞争导致企业不得不采纳以跟上行业的整体步伐；另一方面是合作企业要求而应用物联网技术。另外，政府方面在出台一系列政策支持物联网技术发展和推广的基础上，还需拨出专项资金来帮助更多的企业进行物联网改革。政府政策的倾斜往往是具有超越一切其他因素的影响力的。

主要参考文献：

［1］Venkatesh V，MorrisM G，DavisGB，etal.User acceptance of information technology：Toward aunified view［J］.M ISquarterly，2003.

［2］Koh CE，Kim H J，Kim EY.The impactof RFID in retail industry：issuesand criticalsuccess factors［J］.Journalof Shopping Center Research，2006.13.1.

［3］Seymour LF，Lambert-PorterE，Willuweit L.Towardsa framework for RFID adoption into the containersupply chain［J］.Journalof Information Scienceand Technology，2008.5.1.

［4］高娃.基于物联网的农业信息化发展模式研究［D］.南京邮电大学，2012.

［5］黄承红.国外农业信息化建设及对广东的启示［J］.农业图书情报学刊，2009.12.

［6］李治宇，胡志全.农村信息化与农村经济发展分析［A］.中国农业技术经济研究会.农业经济问题（2010年增刊）［C］.中国农业技术经济研究会，2010.6.

［7］李晋瑶.物联网在现代农业中的应用研究［D］.华中师范大学，2014. ［8］孙逊.物联网技术在休闲农业中的应用研究［D］.苏州大学，2014.

［9］于莉.物联网在农业生产生活中的应用与实现［D］.山东大学，2014.

［10］赵松岭.河北省鲜活农产品流通模式优化策略研究［D］.河北大学，2014.

［11］俞磊.基于物联网技术的智慧医院架构及服务访问研究［D］.合肥工业大学，2014.

［12］张德海，康世瀛.物流信息网格技术采纳的影响因素及对策分析［J］.情报杂志，2008.27.12.

中图分类号：F724.6

文献标识码：A