物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是1995 年微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨在《未來之路》一書中提出，隨后1999 年麻省理工學(xué)院又提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”的經(jīng)典語句。2009 年歐盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了定義：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力，其中虛擬的“物”具有身份標(biāo)識(shí)、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口，并與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。2016 年由于NB-IOT （蜂窩物聯(lián)網(wǎng)） 的出現(xiàn)，因此被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)真正開始發(fā)展的元年。有人預(yù)計(jì)到2018 年底物聯(lián)網(wǎng)終端將超過智能移動(dòng)終端，成為數(shù)量最多的互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。
2009 年物聯(lián)網(wǎng)被我國(guó)正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并且寫入“政府工作報(bào)告”。而如今從某種程度上，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度已經(jīng)超過了歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至可以認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)演變?yōu)橐粋€(gè)“中國(guó)制造” 的概念。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，整個(gè)“十二五”期間我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過7500 億，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到25%，M2M（公眾網(wǎng)絡(luò)機(jī)器到機(jī)器） 連接數(shù)突破1 億，全球市場(chǎng)占比高達(dá)31%。而“十三五”時(shí)期是我國(guó)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)“跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)模化發(fā)展”的新階段，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的潛在盈利規(guī)模將達(dá)1.5 萬億，其中連接層將占10%。
中國(guó)幾千年來傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的澆水、施肥、打藥、采摘等各個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎都是靠農(nóng)民的經(jīng)驗(yàn)和感覺。而現(xiàn)在慢慢進(jìn)入了規(guī)?；⒓s化農(nóng)業(yè)時(shí)代，這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)如何快速、精準(zhǔn)、批量地完成？是否能夠讓農(nóng)民只需要按幾個(gè)按鈕，就能方便地種好菜、放好牛、養(yǎng)好魚呢？農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就是為了解決這個(gè)問題。在田間、水域、大棚等地方使用大量傳感器構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)， 通過傳感器采集各種環(huán)境和生產(chǎn)信息，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并定位農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題，并通過智能化遠(yuǎn)程控制的方式來快速解決，共同打造未來規(guī)模化、集約化的智慧農(nóng)業(yè)。
一、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的需求
我國(guó)目前的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)雖然面臨著巨大的需求，但作為一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)大規(guī)模還處在農(nóng)業(yè)1.0 時(shí)代，生產(chǎn)方式落后、生產(chǎn)力低下、科技含量較低，近年來出現(xiàn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)境污染問題，甚至已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了糧食安全。
因此我們希望借助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)從生產(chǎn)到銷售的供應(yīng)鏈方式，提高農(nóng)民勞動(dòng)率、土地產(chǎn)出率、資源利用率和農(nóng)產(chǎn)品安全性。
（一）農(nóng)業(yè)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)
通過集成各種傳感器技術(shù)， 對(duì)土地類型、土壤成分、用地等級(jí)以及水文水質(zhì)等水土資源環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、整理、分析，實(shí)現(xiàn)水土資源的快速監(jiān)測(cè)與管理。通過集成各種傳感器技術(shù)，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的空氣污染、土壤污染、水污染等指標(biāo)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與反饋。
（二）農(nóng)業(yè)精細(xì)生產(chǎn)管理
1.實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物精細(xì)耕作。例如，遠(yuǎn)程精準(zhǔn)施肥、灌溉、打藥，遠(yuǎn)程病蟲害防治，遠(yuǎn)程農(nóng)資和農(nóng)產(chǎn)品的物流調(diào)度等。
2.實(shí)現(xiàn)畜禽水產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖。例如，自動(dòng)喂飼、優(yōu)化飼料轉(zhuǎn)換率，自動(dòng)監(jiān)控籠舍動(dòng)態(tài)，自動(dòng)防治畜禽水產(chǎn)疾病等。
（三）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源
通過對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行二維碼標(biāo)識(shí)等，可以實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)、加工、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)戒N售等全供應(yīng)鏈的可追溯性，保障農(nóng)產(chǎn)品安全，提高農(nóng)產(chǎn)品銷售。
除了用于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以對(duì)農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)民的居住環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以對(duì)山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害做到一定程度的提前預(yù)警。
二、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用
（一）物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用主要包含三個(gè)用途
1.環(huán)境監(jiān)測(cè)
通過傳感設(shè)備實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)基地的空氣溫度、濕度、二氧化碳、光照、土壤水分等數(shù)據(jù)；然后將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
2.遠(yuǎn)程控制
農(nóng)民可以通過手機(jī)或電腦遠(yuǎn)程登錄控制平臺(tái)軟件或手機(jī)APP，操控生產(chǎn)基地的升/降溫、增/減濕、換氣等設(shè)備；也可通過預(yù)先設(shè)計(jì)的軟件讓系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)情況來調(diào)整。
3.實(shí)時(shí)查詢
農(nóng)民可以通過手機(jī)或電腦實(shí)時(shí)查詢生產(chǎn)環(huán)境中環(huán)境的各種參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)，也可以查詢最新市場(chǎng)行情、天氣預(yù)警等綜合信息。
（一）物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的硬件系統(tǒng)主要有兩種：
1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
在田間、水域、大棚等區(qū)域設(shè)置的大量傳感器或攝像頭，構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的前端采集系統(tǒng)，通過傳感器或攝像頭等進(jìn)行實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)，提供各種生產(chǎn)環(huán)境的即時(shí)數(shù)據(jù)或生產(chǎn)視頻畫面。
2.數(shù)據(jù)分析控制系統(tǒng)
進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析的計(jì)算機(jī)設(shè)備構(gòu)成后期分析控制系統(tǒng)，將傳感器或攝像頭等獲取的農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境即時(shí)數(shù)據(jù)或視頻畫面輸入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)顯示給用戶， 并可根據(jù)軟件的自動(dòng)設(shè)定或用戶需求進(jìn)行自動(dòng)降溫、自動(dòng)灌溉、自動(dòng)增氧等控制，而視頻畫面也可以為農(nóng)戶提供更直觀的反饋，通過屏幕直接看見農(nóng)作物生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)， 給農(nóng)戶提供更加精準(zhǔn)的決策。
三、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例
（一）物聯(lián)網(wǎng)在作物生產(chǎn)中的應(yīng)用
山東省蒼山縣的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園基地的蔬菜大棚中全部安裝了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，每個(gè)大棚的中間都豎著一架天線，上面掛著幾個(gè)類似小盒子的傳感器，這些傳感器分別用于采集大棚內(nèi)的空氣溫度和濕度、土壤水分和養(yǎng)分、光照和二氧化碳濃度等。傳感器每隔5 分鐘采集一次數(shù)據(jù)， 然后通過嵌入傳感器的無線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制室的電腦數(shù)據(jù)庫中。而技術(shù)人員只要坐在辦公室里操作幾下鼠標(biāo)，就可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚溫濕度、二氧化碳濃度、蟲害等，再通過發(fā)送無線信號(hào)控制傳感器進(jìn)行各種設(shè)備的操控調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了作物生產(chǎn)的自動(dòng)化。
（二）物聯(lián)網(wǎng)在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用
北京云牧科融網(wǎng)絡(luò)科技有限公司打造的肉牛養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)，通過給牛裝上電子耳標(biāo)接收器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)環(huán)境監(jiān)控和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和盤點(diǎn)。這些設(shè)備可以通過上面的探測(cè)裝置去探測(cè)牲畜的核心體溫、活動(dòng)量、位置信息、心率、血氧飽和度、pH 值等信息，并通過發(fā)射器實(shí)時(shí)地發(fā)送到云端服務(wù)器。在云端服務(wù)器上，智能運(yùn)算會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把這些“枯燥”的數(shù)據(jù)變成直觀的信息，比如疫病預(yù)測(cè)、發(fā)情期檢測(cè)、食量和活動(dòng)量等。尤其是對(duì)于疫病的精確預(yù)測(cè)除了可以提前防止疾病傳播、降低用藥成本，更重要的是可以減少抗生素的使用，這對(duì)于食品安全是至關(guān)重要的。
（三）物聯(lián)網(wǎng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用
江蘇省宜興市高塍鎮(zhèn)的大閘蟹養(yǎng)殖水域超過了5 萬畝，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，蟹農(nóng)們普遍感到人手不足， 蟹苗的喂養(yǎng)和螃蟹質(zhì)量受到了越來越大的影響。而自從國(guó)家農(nóng)業(yè)部的試點(diǎn)項(xiàng)目“大閘蟹養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”投入試驗(yàn)以來，遠(yuǎn)程增氧、智能投喂、預(yù)警資訊通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)都輕松實(shí)現(xiàn)了。蟹農(nóng)通過電腦、手機(jī)登錄“水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控管理系統(tǒng)”，就可以隨時(shí)隨地了解養(yǎng)殖塘內(nèi)的溶氧量、溫度、水質(zhì)等指標(biāo)參數(shù)，比如一旦發(fā)現(xiàn)某區(qū)域溶氧指標(biāo)預(yù)警，只需點(diǎn)擊“開啟增氧器”按鈕，就可輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，不但節(jié)省了大量的人力成本，還大大提高了螃蟹的養(yǎng)殖質(zhì)量。
從以上三個(gè)案例可以看出，物聯(lián)網(wǎng)無論是應(yīng)用在作物生產(chǎn)、畜牧養(yǎng)殖還是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，其核心技術(shù)主要來自兩方面：一方面是傳感器、智能可穿戴及無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)仍O(shè)備的集成度；一方面是對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理的智能算法。所以說一套好的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是要在盡量避免干擾動(dòng)植物生長(zhǎng)活動(dòng)的情況下做到最精準(zhǔn)的分析和預(yù)測(cè)，提高整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率。
四、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)存問題及解決思路
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣在一定程度上能夠推動(dòng)農(nóng)業(yè)走向信息化、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平，也可以起到保障農(nóng)產(chǎn)品和食品安全的作用，助推農(nóng)業(yè)進(jìn)一步向智慧農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。另外，農(nóng)業(yè)搭載物聯(lián)網(wǎng)，使得全程追溯農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)過程成為可能，也能有效實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化，在指導(dǎo)農(nóng)民精耕細(xì)作，在育種栽培、施肥、灌溉等多個(gè)環(huán)節(jié)按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，提高土地利用率以及單位產(chǎn)量，促農(nóng)增收。
然而，普及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段至少還面臨著兩大難題。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)屬于高技術(shù)、高市場(chǎng)化的產(chǎn)業(yè)，需要財(cái)政投入大量資金支持，對(duì)于技術(shù)的要求也高。而且很多傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜自然環(huán)境中的穩(wěn)定性也相對(duì)較差，非常容易發(fā)生故障甚至損毀。
許多看似簡(jiǎn)單的操作，實(shí)際上離不開專業(yè)人才的培養(yǎng)。我國(guó)農(nóng)民自身文化素質(zhì)還不夠高，需要加大對(duì)農(nóng)民的科技文化培訓(xùn)，提高其文化素養(yǎng)，培養(yǎng)懂科技、懂電腦、懂市場(chǎng)、懂管理的知識(shí)型人才。
對(duì)于以上兩大難題，目前較好的解決方案是：政府應(yīng)該將有限的資金和技術(shù)，重點(diǎn)扶持具有規(guī)?；透吒郊又档脑圏c(diǎn)農(nóng)業(yè)企業(yè)，以點(diǎn)帶面逐步推進(jìn)農(nóng)業(yè)的合作化生產(chǎn)和銷售，在新零售時(shí)代下，以綜合電商平臺(tái)為主導(dǎo)、政府提供政策和宣傳支持，大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈模式，以規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、短路化的供應(yīng)鏈來降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣和使用成本，為我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)模式帶來新的變革。
