宿迁市农业物联网发展现状研究

刘莹华

(宿迁学院，江苏宿迁223800)

目前，我国农业正处于从传统农业向智能化农业转变的重要阶段。 传统农业不再能够满足我国现代农业的有序健康发展，需要进一步获取经验数据。 通过搜集农药、肥料、水等因素最佳的使用时间和适用范围，促使农业资源最优化、精准化，这就需要物联网技术的支持，即传统农业与数据化两者的结合。 以物联网为基础，跨区域、实用性的解决方案在我国农业的应用，致力于打造算法支撑平台，帮助用户对农产品生产等方面进行大数据采集、存储和展现。

一、 农业物联网的概念

1999 年美国麻省理工学院自动识别中心提出RFID 系统，利用网络化实现物的智能化识别与管理；2005 年国际电信联盟ITU 提出“物联网IoT”概念，同时随着《ITU 互联网报告2005:物联网》的发布，物联网正式提出。 2009 年6 月《物联网:欧洲行动计划》发表，文中提出了对物联网的发展和行动蓝图，同年8 月温家宝在视察江苏无锡时，提出“感知中国”计划，物联网正式进入中国。 我国中科院在1999 年就启动了传感网的研究，并取得一些科研成果，而这些传感网现在也被称为物联网。

物联网是通过信息传感设备随时随地采集物体的动态信息并实时传送，及时地对动态数据进行控制处理，实现“万物网络化”，而已有的物联网技术包括射频识别RFID、红外感应、全球定位系统、激光扫描、二维码、传感器等。

物联网应用领域较为广泛，主要有IT 与网络服务、智能建筑、交通运输等，还包括公共安全领域的安防、消防和应急等；零售业的ARMH 和网点联网；医疗领域的远程医疗、实验室联网等。 农业物联网于2010 年首次运用，通过互联网实时传感收集和存储数据，总结植物生长所需的温度、湿度、光以及土壤等规律，并通过采集的数据智能分析和联动控制，及时准确地满足植物生长所需环境，以实现高增产高效益。而现在农业物联网不仅应用于植物，在畜禽水产、设施园艺、资源环境、电子商务等领域也呈现蓬勃发展的态势。 试验示范出先进适用的传感器设备和配套的应用软件，也逐渐形成一套成熟的应用模式和市场化解决方案，为粮食增产、农业增效和可持续发展起到了示范作用。

二、 国外与我国的农业物联网发展概述

日本、美国、德国、荷兰等国家，凭借先进的模式成为世界农业的领先者。

(一)日本的“第六产业”

“第六产业”的概念是日本农业学者在20 世纪90 年代首先提出的。 传统农业属于第一产业，而现代农业是第六产业。 “第六产业”才是彻底的农业产业化。 农业生产不单单是种植(第一产业)，还包括加工(第二产业)、销售或再加工等服务(第三产业)，以取得最大的价值增值，将三个传统产业整合在一起，即“1＋2＋3”＝6，“1×2×3”＝6，就形成了“第六产业”的现代农业。 从2008 年起，日本从政策上布局第六产业的发展，突出提高农产品的文化附加值，并注重发展形式混合化，持续加大了政策补助和金融支持力度，以促进农林牧渔及第六产业的发展。

(二)美国的大型农场

美国现代化农场模式的特点是农民的效率性、生产的规模化以及技术的精准化应用。 该模式逐渐由数量优势向经营规模优势过渡，同时美国规划十个农业生产区域，以减少地区差异带来的不利影响。 农业服务机构与农场主签订合约，取得农产品生产加工、运输销售等特权，提前锁定利润，大型农场模式为美国农业的现代化和规模化提供了保障。

(三)德国的数字农业模式

在数字农业推进中，德国农业对从业者素质也有具体的要求。 在德国，想要把农民当作一份职业其实并不容易，因为其国家政策规定了从业门槛，比如需要考取从业证书，接受农业教育培训等，除此之外，特殊的岗位需要进一步接受深层次教育和进修。 同时德国实施了“数字化农业”等改革措施，农民能从设备客户端实时查看农作物生长情况，比如农田的土壤水分等条件是否适合种植，光照强度是否有利于生长等情况。 农民可根据提示合理配置生产资源，以达到产能最优和增值最大化。 由多感知器协同感知农田的天气、温度、湿度以及土壤等状态，通过云平台连接感知的信息，实现数据交换，并对感知数据进行计算和推理，最后根据计算结果，确定控制策略，发送控制指令到农业机械上，指导它们进行精细操作。

通过对日本等国家发展和应用农业物联网的模式及特色进行分析，大致可以得出促进农业物联网具有竞争力的因素，主要有用于规模经营的土地区域、高效的物联网技术、高素质人才以及国家的政策金融支持等。 与西方发达国家相比，我国农业物联网的发展还比较慢，加上土地流转、农村人口老龄化，智慧农业的发展还处于初期阶段。 即便物联网、大数据等已经有了一定推广，具有乐观的市场和发展空间，但是发展农业物联网的重点应该是以技术帮助农户解决种植管理的问题，而不仅仅是简单的感知或者控制系统。 目前很多农业数据都是静态的统计数据，但真正对农业有用的，是生产过程中的动态数据。 随着IoT、互联网、大数据、人工智能的应用，农业必然会向着自动化、智能化的方向发展。

三、 宿迁农业物联网现状

为了深入了解宿迁市农业物联网应用现状，走访调研了宿迁家禽物联网示范园、洋河西瓜小镇以及沭阳花木等企业，其中宿迁市养殖业物联网研发与应用示范(家禽)项目按照2018 年江苏省、宿迁市建设现代高效农业示范园区有关工作安排和要求，与中国农业大学合作，中国农业大学承担该项目总体设计规划、论证以及相关技术标准制定工作。 通过调研发现宿迁市农业物联网应用主要体现在生态环境监控方面。 在这些基地中建立了数字化园区和水肥一体化操作系统，不仅可以通过视频监控观测大棚果蔬及家禽的生长情况，还可以远程观察温度、湿度和光照情况，并根据观察情况和历史记录实现远程温度调节、通风换气、自动喷灌和施肥等，从而取代了传统的人工操作，用技术实现了农业生产环境监控和农作物生长的自动调控。 而宿迁市农业物联网具体的应用现状，主要通过以下方面具体说明:

(一)物联网技术的应用

数字农业作为一种新型的模式，是以大数据为基础的智慧农业模式，而对农业物联网技术的应用推广是收集生长指标及环境数据最有效的方式。 农业物联网技术对农业生产环境进行自动检测和控制，提供合理的农产品生长环境，有效提高农业资源的利用率和产出率，同时解决了传统农业劳动力效率低和成本高等问题，管控投入品粗放使用的同时提高农产品质量。

宿迁已初步建成农业全网监控系统，对市县乡三级农业生产基地实时监测，并采集和存储农作物生长、自然灾害等环境信息，远程监控并及时预警。 同时可以实现农业专家网上指导和技术培训。 宿迁市农委及各个县建成视频监控系统分享平台，实现对五个县和生产基地的视频采集和控制。2017 年NB-IoT 技术在宿迁市正式迈入应用推广阶段，基于NB-IoT 物联网技术的智慧农业，实时采集农业生产现场的光照、温度、湿度等参数信息，将采集的参数和信息进行数字化转化后，通过NB-IoT 网络传输到数据平台，同时根据设定的农作物各项生长标准值，准确地控制智能化农业设备的开关，实现智能化、自动化的农业生产过程。

围绕各区县农业特色，形成了各具产业特色的智能化设备。 如宿豫区智能化肉鸡养殖场，建成自动控制温度和饲料的物联网监控设备；2018 年宿迁市畜牧兽医站智能畜牧养殖物联网平台通过智能传感器在线采集畜禽养殖实时环境；2019 年宿迁生态农业基地引进物联网测报灯，以信息化手段实现虫情动态监测预警。

(二)农业物联网的推广

宿迁市大力推进新型工业化、新型城镇化、信息化和农业现代化，全面实施和落实“互联网＋”的现代农业。 在新一轮科技革命和产业变革中，农业物联网、大数据等现代信息技术在农业生产中日益发挥明显的节本增效作用。 宿迁市农委通过召开农业物联网应用技术培训会议，各县、区农委分管领导、职能科室负责人和有建设物联网意愿的农业经营主体代表参加培训，讲授农业物联网的相关知识及物联网技术的应用，现场演示物联网操作技术，同时安排实施农业物联网项目较为成功的产业园或示范园演讲宣传。 促进宿迁市农业系统以及农业经营主体加深对农业物联网节本增效的认识，进一步丰富物联网知识框架，加快全市物联网建设步伐。

但在农业物联网推广过程中，宿迁市相关经营主体和农民是阻碍之一，原因主要是宿迁当地农民大多经营形式较为传统，对农业物联网的认识不足。 即使认识到位，但由于经营结构单一，农业资源配置的效率较低，传统的人工已经满足了生产的需求，而农业物联网技术的应用前期投入大，收益滞后，使得没有达到规模效益的经营主体对农业物联网的应用热情不高。

(三)物联网应用示范

为加快推进农业物联网应用发展，促进农业生产方式转变，支撑农业现代化建设，2017 年，农业部将江苏省列入农业物联网区域试验工程试验省份，重点探索农业物联网应用主攻方向、重点领域、发展模式及推进路径。 2018 年按照《关于做好农业物联网区域试验工程项目申报工作的通知》(苏互联网农业〔2017〕21 号)，江苏省农委互联网农业发展中心确定宿迁市农业委员会承担养殖业物联网研发与应用示范(家禽)。

目前，宿迁市研发农业物联网的公司大多只是简单的对家禽水产和大田作物等农产品进行监控和记录，而且技术公司的客户一般是当地的政府部门、科研机构，主要将物联网技术应用于示范性工程项目，对于农业的增产增效作用甚微。

四、 对宿迁市农业物联网的发展建议

(一)借鉴国内外示范园经验

由传统向数据化转变的美国大型农场模式，正在让农业生产智能化、效率化。 相对于国内而言，家庭农场已达到规模效应，以及经营主体所掌握的科技文化等因素，使得农业物联网高产增收更为显著。 大数据让农场主开始用移动客户端操控农场，及时准确地了解土壤、水分、温度等生长环境信息。 精确数据意味着几乎最高的投入产出比。

依靠良好的经济环境和完善的政策支持，长三角、环渤海、珠三角等地区创造了多项物联网成功应用的案例，促成示范项目，引导推广物联网上下游产业以及物联网技术的发展，因此也成为我国物联网产业分布的主要区域。 以无锡为例，作为由国家发改委和农业部联合评定的三大农业物联网应用示范区之一，当地政府为了解决水产养殖中存在的智能增氧问题，引进了物联网技术并加以推广。 比如设立专项奖励资金，以鼓励农户对信息化建设做出贡献，该举措由宜兴市政府首先提出。 从2014 年开始，每年有100 万元的专项奖励资金，对安装物联网新设备的农户每套补贴300 元。 宿迁市在积极推进农业物联网发展时，可借鉴长三角等示范园区的成功经验，设立专项奖励基金，用于激励农业经营主体扩大经营范围和区域，以及鼓励和推动农业物联网技术的应用。

(二)加强科技支撑

科技是经济和社会发展的核心要素。 依托当地高等院校、科研院所、创新型企业等各类主体，集聚优化创新资源，实现产学研合作研发，促进高校-企业-园区三方面互利共赢，通过高校与科技公司合作，培育企业的自主研发能力，推进物联网先进技术的研发。 根据宿迁市农业园区及农产品的特色，高校、企业及园区联合组建农业物联网技术创新团队，强化农业物联网技术体系支撑，加快特色农产品物联网项目的研发、创新和示范，进一步推进科技成果市场化应用。同时充分利用互联网理念，结合农业信息进村入户工程，加强物联网及大数据等先进技术的应用，大力推广农业物联网生产模式，有力推进特色产业发展。 同时，科技的进步离不开人才，政府要积极引导专业人才的引进，以一定的惠农政策倾斜，鼓励、支持技术人才投身于农村和涉农企业的信息化建设中。 同时要畅通涉农人才的晋级渠道，激发他们的工匠精神和责任担当，提高涉农专业人才的社会地位和荣誉感。

(三)物联网平台的构建

当地政府可以通过招投标的方式，针对当地的农业特色，研发一套农业物联网数据服务平台，推动宿迁市农业农村大数据的建设，把农民的手机都变成传感器。

1. 提供数据服务

平台可以利用一些现代信息技术，包括网络抓取、大数据、人工智能、遥感等，对一些信息进行汇聚，同时对一些数据进行挖掘分析，开发出数据产品，向农民提供服务，公布常见的农产品最佳生长环境指标，农民可以实时了解农作物的生长状态；通过平台可以实现农民与技术专家的实时沟通，咨询农业专家家禽养殖、植物生长和虫害病情等问题。

2. 提供融资平台

宿迁市农业物联网示范园主要依靠政府出资，融资渠道单一。 政府除了以项目形式招商引资之外，还可以项目经费给予补助，同时在该平台积极为有意向发展农业物联网的企业与农业贷款等其他社会资金对接融资，寻找融资渠道，扮演好经营主体与投资机构之间桥梁的角色，从而减轻农业物联网初期投入成本过高所带来的压力。

3. 提供交换空间

可以开发具有当地特色的农产品电子商城，实现农业产业链条和农业数据链条的双向融合，同时利用分布式传感网络WSN 对仓储车间及物流配送车辆进行实时监控，从而实现主要农产品来源可追溯，去向可追踪的目标；另外在平台可以搭建其他省份农业物联网系统的链接，及时了解农产品的供应与需求，为农产品的增收提供可能和便捷。