國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1、國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國和歐美等一些國家相繼開展了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng) 用示范研究，在農(nóng)業(yè)資源利用、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān) 管等領(lǐng)域取得了 一定的成果，同時推動了相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)及其標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用領(lǐng)域，美國和歐洲主要利用資源衛(wèi)星對土地利用信 息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并將其結(jié)果發(fā)送到各級監(jiān)測站，進(jìn)入信息融合與決策系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)大區(qū)域農(nóng)業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃。例如，美國加州大學(xué)洛杉磯分校建立的林業(yè)資源 環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過對加州地區(qū)的森林資源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，為相應(yīng)部門提高實(shí) 時的資源利用信息，為統(tǒng)籌管理林業(yè)提供支撐。我國主要將GPS定位技術(shù)與傳

2、感技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源信息的定位與采集；利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動 通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源信息的傳輸；利用 GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的規(guī)劃管理 等。例如杭州電子科技大學(xué)學(xué)者研究了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的濕地水環(huán)境數(shù)據(jù) 視頻監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對濕地全天候的實(shí)時監(jiān)測，具有數(shù)據(jù)分析與處理， 并對污染等突發(fā)事件和環(huán)境急劇變化所影響的水域的水環(huán)境狀況實(shí)時報警等功 能。在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，美國、法國和日本等一些國家主要綜合運(yùn)用高 科技手段構(gòu)建先進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過利用先進(jìn)的傳感器感知技術(shù)、 信息融合傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等建立覆蓋全國的農(nóng)業(yè)信息化平臺，實(shí)現(xiàn)對農(nóng) 業(yè)生態(tài)環(huán)境的自動監(jiān)測，保證農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)

3、境的可持續(xù)發(fā)展。例如，美國已形成 了生態(tài)環(huán)境信息采集-信息傳輸處理-信息發(fā)布的分層體系結(jié)構(gòu)。法國利用通信衛(wèi) 星技術(shù)對災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)報，對病蟲害進(jìn)行測報。我國研制了地面監(jiān)測站和 遙感技術(shù)結(jié)合的墻情監(jiān)測系統(tǒng)，建立了農(nóng)業(yè)部至各省、重點(diǎn)地縣的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān) 測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等一批環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的實(shí)時監(jiān)測。例如我國 每年通過農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)開展農(nóng)業(yè)環(huán)境常規(guī)監(jiān)測工作，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)10萬多個；融合智能傳感器技術(shù)的墻情監(jiān)測系統(tǒng)已在貴陽、遼寧、黑龍江、河南、南 京等地推廣應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理領(lǐng)域，美國、澳大利亞、法國、加拿大等一些國家在 大田糧食作物種植精準(zhǔn)作業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和灌溉施肥控制、果

4、園生產(chǎn)不同尺度的信息采集和灌溉控制、畜禽水產(chǎn)精細(xì)化養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和精細(xì)養(yǎng)殖等方 面應(yīng)用廣泛。例如，2008年，法國建立了較為完備的農(nóng)業(yè)區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，指導(dǎo) 施肥、施藥、收獲等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。荷蘭 VELO第能化母豬管理系統(tǒng)在荷蘭以 及歐美許多國家得到廣泛應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動供料、自動管理、自動數(shù)據(jù)傳輸 和自動報警。泰國初步形成了小規(guī)模的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)，解決了RFID技術(shù)在水產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用難題。我國在涉及田間環(huán)境土壤信息獲取、聯(lián)合收獲機(jī)自動測 產(chǎn)、農(nóng)田作物產(chǎn)量空間差異分布圖自動生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)監(jiān)控等大田糧食作 物生產(chǎn)方面；在設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、發(fā)布，調(diào)控等設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面；在 果園監(jiān)測、水肥控制、節(jié)

5、水灌溉自動化等果園精準(zhǔn)管理方面；在養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān) 控、健康養(yǎng)殖等畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面研發(fā)了一批系統(tǒng)，且應(yīng)用成效顯著。例如 國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心成功研制了基于GNSS GIS GPRS技術(shù)的農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，可優(yōu)化農(nóng)機(jī)資源分配，避免農(nóng)機(jī)盲目調(diào)度。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)建立了蛋雞健康養(yǎng)殖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)。在 農(nóng)產(chǎn)品安全溯源領(lǐng)域，國外發(fā)達(dá)國家在動物個體編號識別、農(nóng)產(chǎn)品包裝標(biāo)識及 農(nóng)產(chǎn)品物流配送等方面應(yīng)用廣泛。例如加拿大肉牛2001年起使用一維條形碼耳標(biāo)，目前已過渡到使用電子耳標(biāo)。2004年日本基于RFID技術(shù)構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品追溯 試驗(yàn)系統(tǒng)，利用RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品流通管理

6、和個體識別。我國開展了以 提高農(nóng)產(chǎn)品和食品安全為目標(biāo)的溯源技術(shù)研究和系統(tǒng)建設(shè)，研發(fā)了農(nóng)產(chǎn)品流通 體系監(jiān)管技術(shù)。例如北京、上海、南京、四川、廣州、天津等地相繼采用條 碼、IC卡、RFID等技術(shù)建立了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)。浙江大學(xué)、北京市農(nóng) 業(yè)信息中心等單位研究開發(fā)了車載端冷鏈物流信息監(jiān)測系統(tǒng)。二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括三方面內(nèi)容：傳感設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用服務(wù)。在傳感設(shè)備方面，國外發(fā)達(dá)國家從農(nóng)作物的育苗、生產(chǎn)、收獲一直到儲藏 緩解，傳感器技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光 傳感器等各種不同應(yīng)用目標(biāo)的農(nóng)用傳感器。在農(nóng)業(yè)機(jī)械的試驗(yàn)、生產(chǎn)、制造過 程中也廣

7、泛應(yīng)用了傳感器技術(shù)。RFID廣泛應(yīng)用在農(nóng)畜產(chǎn)品安全生產(chǎn)監(jiān)控、動物 識別與跟蹤、農(nóng)畜精細(xì)生產(chǎn)系統(tǒng)和農(nóng)產(chǎn)品流通管理等方面，并由此形成了自動識別技術(shù)與裝備制造產(chǎn)業(yè)。據(jù)美國市調(diào)公司 ABI research 2007年度第一季報告 顯示，2006年全球RFID市場為38.12以美元，其中亞太地區(qū)已躍為全球最大市 場，規(guī)模為14.07億元，預(yù)計2011年全球市場可達(dá)115億美元。在傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，國外已在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域初步推出相關(guān)產(chǎn)品并得到 示范應(yīng)用。如美國加州 Grape Networks公司為加州中央谷地區(qū)的農(nóng)業(yè)配置了全球最大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”；2002年，英特爾研究中心采用跟蹤方法采集了因州 海

8、岸的大鴨島上的生態(tài)環(huán)境信息。國外互聯(lián)網(wǎng)與移動通訊網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣 泛的應(yīng)用。2004年，佐治亞州的兩個農(nóng)產(chǎn)已經(jīng)用上了與無線互聯(lián)網(wǎng)配套的遠(yuǎn)距 離視頻系統(tǒng)和GPS定位技術(shù)，分別監(jiān)控蔬菜的包裝和灌溉系統(tǒng)。美國已建成世 界最大的農(nóng)業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)覆蓋美國國內(nèi)46個州，用戶可通過計算機(jī)便可共享網(wǎng)絡(luò)中的信息資源。在應(yīng)用服務(wù)方面，SOA(service oriented architecture)即服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)，自 1996年Gartner提出以來受到了 IT業(yè)界的熱捧，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快。2006年 以來，舊M、三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程發(fā)展?fàn)顩r物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化將成為占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)制高點(diǎn)關(guān)鍵之一

9、?？偟恼f來，在農(nóng)業(yè)物 聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面，全球幾乎處于同一起跑線上。目前，我國雖有很多傳感器、 傳感網(wǎng)、RFID研究中心及產(chǎn)業(yè)基地都在積極參與建立物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，但由于對物 聯(lián)網(wǎng)本身的認(rèn)識還不統(tǒng)一，有些還停留在戰(zhàn)略性粗線條層面，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定 進(jìn)程緩慢。在感知設(shè)備方面，1994年3月，美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局 NIST和IEE認(rèn)同組織了一次關(guān)于制定 智能傳感器接口和連接網(wǎng)絡(luò)通用標(biāo)準(zhǔn)的研討會，討論IEEE145假感器/執(zhí)行器智能變送器接口標(biāo)準(zhǔn)。1995年4月，成立了兩個專門的技術(shù)委員會：P1451.1工作組和和P1451.2工作組。IEEEr員分別在1997年和1999年投 票通過了其中的IEEE14510口

10、 IEEE1451.1 兩個標(biāo)準(zhǔn)，同時成立了兩個新的工作組對1451.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展，即IEEE P1451.茅口 IEEE P1451.4關(guān)于RFID 標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，其爭奪的核心主要在RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標(biāo)準(zhǔn)這一領(lǐng)域。目前，形成了五大標(biāo)準(zhǔn)組織，分別代表不同團(tuán)體或者國家的利益。EPCGlobal由北美UCC產(chǎn)品統(tǒng)一編碼組織和歐洲 EAN產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織聯(lián)合成立，在全 球擁有上百家成員，得到了零售巨頭沃爾瑪，制造業(yè)巨頭強(qiáng)生、寶潔等跨國公 司的支持。而AIM、ISO UID則代表了歐美國家和日本；IP-X的成員則以非 洲、大洋洲、亞洲等國家為主。在傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，2006年9月27日，ZigBee聯(lián)盟宣布ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)版本完成并可以供 成員使用。ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)吸引了分部在六大洲 26個國家超過200個成員公司的支 持。IEE捌定的IEEE802g蓋了互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)方面的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括無 線通信領(lǐng)域的802.11系列無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、802.15無線個域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、802.16寬 帶無線接入（無線城域網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)和有線接入領(lǐng)域的802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)用服務(wù)方面，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵主要在于基于軟件和中間件的數(shù)據(jù)交 換和處理標(biāo)準(zhǔn)，即物物相連的數(shù)據(jù)表達(dá)、交換和處理標(biāo)準(zhǔn)。首先需要定義一批 XML數(shù)據(jù)表達(dá)與接口標(biāo)準(zhǔn)，然后開發(fā)出支撐這個標(biāo)準(zhǔn)的配套運(yùn)行環(huán)境和中間件