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关键词:管理系统;物联网;无线传感器
引言
我国是一个水产养殖大国,水产养殖产量对于增加养殖户收入十分重要。利用现代“物联网”技术,保持水的质量和养殖效率,体现科技在水产养殖中的作用,则成为未来的发展的必然。“物联网”也被称为“无线传感器网络”,它指的是海量的信息通过各种传感设备,如射频识别(RFID)设备、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪,或其它连接方法。农业和渔业的基于智能环境监测系统需要对水产养殖产量、效率、生态、安全、智能化等方面有较高的要求。本文设计建立了一套集在线收集、智能网络、无线传输、智能处理、预警信息传播的功能系统,意义重大。
1物联网体系架构
物联网(DCM)的基本结构分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层是基础,这一层是由有能力感知事物和收集信息识别对象等设备成分构成,在这一层上负责实现全面的感知功能。网络层集成各种通信网络和互联网使这层负责数据的感知分类、聚合、加工,并能可靠地传输。各种网络应用层的技术和产业的专业知识相结合,提供各种各样的不同的用户的应用,如智能交通、环境保护、安全回家、工业监控、个人卫生、军事侦察等。
2物联网水产养殖管理系统的设计流程
在系统运行时,硬件设备首先进行自查,检查是否存在硬件故障,如有,则通过GPRS用户发送短消息。如果发现水中超出标准值的相应数据,则通过GPRS用户发出警告,提醒用户是否需要调整传输控制信息节点质量。用户可以通过手机,电脑,在浏览器的平板电脑或PDA进行登记,实时查看相关信息,并确认是否发送控制信息。如果浏览器发送请求到服务器,则通过GPRS网络服务器发送指示Zig-Bee网络的水质参数以作为调整依据,如果未能发送控制信号或者服务器繁忙,则退出浏览器或者重新登录浏览器访问服务器。
3WEB开发的相关技术
3.1C/S模式体系架构3.1.1传统C/S分为客户机模式和服务器模式,如图2所示由于客户端管理难度的非均匀负载,加之如果对系统升级,需要对所有的客户一一进行。这不仅使得应用软件使用不变,还使得软件维护成本越来越高。这导致了两个问题:系统可扩展性降低和难以安装,这样的应用程序的两层结构极大地制约了Internet/Intranet的环境下的实际发展。因此,人们提出了三层结构的客户端服务器系统。3.1.2三层C/S模式三层思想的结构是基于三个相对独立的应用程序的逻辑功能的应用程序,它被分成了不同程度的抽象的三个部分,分别在客户端层,商业逻辑层,数据服务层,如图3所示:三层模式的关键点是要分离的业务逻辑被提取时,构成中间层,从而形成一个分布式应用系统真实。在三层模型中,大大降低了用户端的压力,这种结构被称为“瘦客户端”模式。如下图4所示:集中应用系统的服务器和所有的应用程序可以通过在客户端执行的Web浏览器的开发。基于B/S结构它具有许多优点,例如:①具有薄的客户端的特性;②可以跨平台运行;③表示层到Web页面中,当从服务器发送到客户端,定义并在服务端完成数据库管业务逻辑层物理客户机的请求。B/S系统的三层结构具有许多优于传统的C/S架构的优势,在Internet中使用基于Web技术,结合传统的控制理论,拓展传统功能的监控应用,更加顺应时展潮流,是代表技术发展的大势所趋。
4系统的设计与实现
4.1MyEclipse简介MyEclipse企业平台((MyEclipse企业工作台,称为My-Eclipse)是EclipseIDE,使用它的扩展,我们可以提高工作效率和应用程序服务器集成。它是一个功能丰富的J2EE集成的开发环境,包括完整的代码、调试、测试和的HTML、支持、Struts、JSF、CSS、Javascript、SQL、休眠等脚本及功能。4.2数据库设计4.2.1概念模型设计(E-R图)E-R模型的基本概念:要构建E-R图的概念实体关系模型,这使得它们从数据库模型图不同。一个E-R图由不同的实体类型、关系、特征和类型组成。(1)实体:现实世界中的事物;(2)属性:事物的特性;(3)联系:在真实世界中的对象之间的关系。本系统的E-R图如图5所示:4.2.2数据库表及关系建立根据这些步骤将创建一个数据库,以便建立列表结构。(1)用户基本资料表;(2)池塘信息表:(3)水质报警引用表。4.2.3详细数据库结构设计(1)用户基本资料表:用户基本信息表存储在需要用户登录,或基本的信息来记录用户的登录名、密码,用户基本信息表如表1所示:(2)池塘信息表:池塘的信息表存储在农户养殖水生物种,以及池塘水深和面积信息,有利于管理。池塘信息表如表2所示:3)水质参数报警参考表:水质参数表引用报警,存储在水质标准及其不同的水生物种的参数,如果超过标准范围自动报警用户进行比较的水质参数。水质报警引用表如表3所示:4.3系统模块详细设计本系统主要分为三个系统功能模块:用户登录模块、模拟显示模块、后台管理模块。用户登录模块主要实现登陆的注册和农民变化的基本信息。可实现用户登录、用户注册、资料修改等相关功能;模拟显示模块主要负责将各项信息、参数及报警提示等,以模拟LED的方式进行显示;后台管理模块主要负责对用户信息、池塘传感信息及各项参数进行管理和修改,最终完成对整体养殖监测系统进行管理和控制。
5结语
关键词:衡阳市;物流产业;物联网系统;物联网技术
1衡阳市物流产业存在的问题
(1)衡阳市目前存在的物流观念落后,对现代物流的认识有待提高,现代物流观念尚未在工商企业中得到普及,观念落后是目前制约衡阳市物流业发展的重要因素。
(2)物流企业是以传统的物流业务为主,现代物流服务刚刚起步,在物流设施、管理模式和服务内客等方面还很不完善,普遍采用“廉价仓储+超载货运”的竞争模式。绝大多数物流过程中只有单一的运输和仓储业务,不能提供综合性物流服务,难以形成现代物流过程中完整的供应链。
(3)条块分割严重,基础设施薄弱。衡阳市现有的物流设施,如仓储、运输设施和企业,分布零散,难以整合;市内交通设施较差,通往衡西、西合两大仓库群的道路狭窄破烂,没有航空港和专业化的集装箱码头及堆场;仓库设备缺乏,无自动化仓库和装载工具等设备,更无现代化信息集束的支撑;物流企业规模较小,服务方式单一,收费无统一标准,比较随意,且服务项目单一,整体管理水平较低,整体竞争力不大。
(4)缺乏物流专业人才,专门学习物流的人员往往只懂得物流理论,并不能将物流理论应用于物流行业,能够在物流行业中进行整合的更是少之又少。当前在物流行业进行实际操作的人大部分只能进行物流的简单操作,整体水平较低,从业人员素质远远跟不上现代物流业发展的需要。
2对策分析
针对衡阳市物流产业存在的问题,本文提出相应的对策和措施,主要包括建立衡阳市现代物流网络体系,打造全市现代物流公共信息平台,规范物流市场秩序,完善物流基础设施建设,加强人才引进培养,大力发展重点领域物流等。除此之外,本文提出将物联网技术应用到物流产业中,促进物流行业的发展。
物联网是指通过物联网技术及相关的信息传感设备,按照一定的需求,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术主要包括:RFID技术、EPC网络技术、WSN技术、GPS技术等。为了促进衡阳市物流产业的发展,下面将物联网各项技术应用到衡阳市物流产业当中。
3物联网技术在衡阳市物流产业中的应用分析
针对衡阳市当前物流行业出现的各类问题,本文在衡阳市物流各个薄弱环节应用物联网技术,主要包括仓储系统、运输系统、配送系统、流通零售系统等,促进衡阳市物流行业的发展。
3.1仓储系统
针对衡阳市目前仓储廉价、设备老旧、缺乏现代物流管理方法的问题,本文提出建立新的仓储系统,主要包括以下几个子系统,之间的关系用图1表示。
(1)入库子系统。本文建立的入库子系统,主要采用了RFID技术、串口通信技术。当货物通过该系统时,货物本身的RFID标签通过RFID天线接收感应,将货物信息上传至系统,系统做好存储工作,保证货物信息的获取。
(2)盘点子系统。货物入库之后,需进行正常的入库盘点,常规的盘点水平比较落后。本文针对货物在库内的管理,以缩短货物的盘点时间,达到实时掌握货物的数量动态和位置动态的目的,便于实现仓储内货物的可视化管理。
(3)环境监控子系统。有些货物在仓储中对外界环境要求比较高,比如有的货物要求周围保持一定温度、湿度、光照强度等,因此环境监控子系统的目的就是对货物周围的环境进行监控,避免因在仓库保管过程中出现货损的问题。环境监控子系统主要采用了ZigBee技术、串口通信技术、WSN技术等。对仓库内的货物进行监控,保证货物安全。
(4)可视化监控子系统。可视化监控子系统是利用摄像头、显示屏和语音播报系统等对仓库内的货物进行实时监控,可以实现仓库内部管理的可视化和智能化。既保证货物的安全,又节省货物保管人员的工作量。
(5)出库子系统。出库子系统和入库子系统的结构和作用类似,主要包括包括门禁通道(RFID读写器天线、上位机和串口线),当货物通过门禁通道时,RFID读写器天线可以将货物本身粘贴的RFID标签信息进行读取,并通过信息传输装置将读取的信息上传至电脑终端,当获取的货物信息与终端数据库信息核对无误时,门禁系统才呈现开启状态,运货的叉车或者其他搬运工具方可出库,最终完成出库作业。
3.2运输系统
在货物运输过程中,往往会出现一些难以预料的问题。比如司机未按指定路线行驶、车辆故障、运输过程出现货物损坏等问题。针对这些问题,可以在车辆上安装GPS定位装置、视频装置和传感器设备。通过这些装置可以将车辆行驶状态和内部货物状态传输至数据中心,然后通过分析数据最终确定货车是否处于正常状态。同时,数据中心可以通过通讯设备和司机进行交流,针对一些特殊状态可以给司机提醒。通过引入物联网技术,在整个货物运输过程中出现的状态可以得到一定的改善和缓解,保证运输的安全高效。
3.3配送系统
衡阳市目前配送设备不多,且整体技术水平不高,很多作业流程还处于人工状态,作业流程不连续,配送中心的信息采集、数据处理和动态管理根本无法实现。针对配送系统的各个环节,物联网技术在一定程度上可以很好地解决这些问题。
(1)收货。每件货物都贴有独一无二的RFID标签,该标签记录该货物的所有属性,比如货物最终去向、货物种类性质等。当货物到达目的地时,收货人通过RFID识别设备,读取每件货物的RFID标签信息,读取的信息自动传输至信息中心,信息中心处理数据并确定收货。
(2)分拣。当前,衡阳市物流配送具有共同性和混载性的特性,配送物品种类多,批量小,因此在配送分拣环节工作内容非常繁杂,传统的分拣作业采用纯手工的方式,浪费人力、物力、财力和时间,最终还不能达到理想的效果和准确度。同样,利用物联网的RFID技术可以解决上述问题,当收货环节完成后,货物放上分拣机,分拣设备通过读取货物RFID标签上的信息,自动对货物进行分拣,节省了人力和时间,且准确度高。
(3)出货。配送中心的出货和仓储出货系统类似,通过在出口处安装RFID读写器,在货物通过时,识别货物本身携带的RFID标签,读取标签信息,将信息传输至信息系统核对,核对无误后,货物即可通过出口。这类基于RFID的识别系统通常应用于配送中心以及货物装卸点等。
3.4流通零售系统
在供应链系统的零售环节,通过对单个商品嵌入RFID标签,RFID标签上用商品编号和序号来识别每个商品。由于每个商品具有唯一的RFID标签,可将所有商品以最小单位进行管理,对货架上的商品促销、防窃、顾客行为分析等也可以按照单个商品来管理。销售场所配备RFID信息显示屏,方便消费者查询商品信息和验证商品真伪,打印带RFID芯片信息的收款收据,为消费者提供查询信息和验证真伪的凭证,以及为举报窜货、假冒、过期等提供相关凭证。
中国水产养殖业发展迅速、总量巨大,传统的水产监控手段已不适用于现今的状况,而基于物联网技术的智能监控能较好地适应新世纪的需求,它协调了低成本、高效率两种需求,提供详尽且精确的数据,真正地将科学融入了生产之中。
【关键词】水产养殖 智能监控 物联网
中国的水产养殖历史源远流长,可以追溯到三千年前,而如今中国的水产养殖业没有辜负这段历史,在世界上拥有举足轻重的产量比(占全球总产量的百分之七十五)。改革开放后水产养殖逐步地替代了传统的捕捞,从八十年代起两者的产量持平,到二十一世纪初水产养殖的产量占水产品总产量的百分之七十。故而陈旧的养殖手段已然无法适应当今水产养殖业的快速发展,伴随物联网技术的抬头,新世纪的变革已悄然而至。
1 物联网技术的优势
陈旧的养殖手段存在着诸多问题,比如效率低、收益率低、破坏环境等等。但以上种种弱点皆是由缺乏科学性导致,以经验为指导的旧养殖手段已经不适应当代的生产需求,而传统的人力监控手段更是落后。但是物联网技术的出现使得智能监控水溶氧含量、酸碱性等等环境数据成为了可能。
物联网技术以ZigBee技术为核心,它基于IEEE802.15.4协议,简单、方便、能耗小、续航能力高、价格亲民。这将现代机械自动化与传统的水产养殖结合在了一起,将节能、环保与高效率无缝结合在一起,最终实现了水产养殖业的智能化。
2 关键技术
2.1 传感器技术
人类通过感觉来感知外界,除了视听嗅味触五感以外,还有冷热感、方向感等等,人类也只能通过这样来获得外界的信息,所以基于传感器的监控技术也仅仅是人类感觉的延长,倘若游离到感觉之外,那就称不上所谓的监控技术了。一般用到的传感器大致有光敏、声敏、气敏、味敏、压敏、热敏、湿敏等几种传感器。在本次设计中用到的主要有溶解氧传感器、PH值传感器、盐度传感器、浊度传感器、氦氮传感器等几种。传感器的原理很简单,假如要监控水的酸碱度,那么用到的是PH值传感器,水中PH值的高低将影响到传感器的电阻值(因为传感器中有对PH值变化敏感的半导体),换句话说不同的PH值对应不同的电阻值,再将电阻值转变成肉眼可见的数值显示在屏幕上,这就达到了监控PH值的效果。
2.2 ZigBee技术
假如说本次设计的监控系统是一只章鱼,那么传感器就是章鱼的触手,而ZigBee网络则是章鱼的神经。ZigBee其实对很多人来说并不陌生,小米的智能家居便是使用ZigBee协议,其最大的特征是短距离、低速率、低功耗,非常适合续航能力要求高的智能水产养殖。而另一个ZigBee的巨大优势则是安全性极高,至今尚未发现一起破解的先例。虽然在各方面Z-Wave可以替代ZigBee,但Z-Wave所使用的频段在国内是非民用频段。
3 系统设计架构
3.1 底层设计
底层是传感器节点,密集分散在养殖区之中,包括溶解氧传感器、PH值传感器、盐度传感器、浊度传感器、氦氮传感器等多种传感器,它们会自动搜索并参与到ZigBee的自组网中,同时也会把本节点的网络IP一并发过去。
本传感器的处理器采用CC2530处理器,除了处理器外,还包括电池、CCDBUGER调试接口、串口、功放模块,并接有溶解氧、PH值、盐度、浊度、氦氮等传感单元,如果希望传感器可以接受命令,还可以接上增氧泵、水泵等控制器。
3.2 中层设计
中层是ZigBee的无线自组网,需要有能对传感器发起信息的响应能力。当传感器收集到数据后,将自动上传到无线自组网中,无线自主网就像神经一样,将数据上传到“大脑”,也就是上位机之中。而上位机想要对各节点下达命令的话,也是会将命令流入无线自组网中再通过自组网传递给传感器节点的。当数据抵达无线自组网时,自组网本身还要对数据进行粗处理,以满足上位机或传感器的需求。
无线自组网由协调器节点产生,协调器节点同样使用CC2530处理器,并包括了晶振、DB9串口、LED等各类外设模块以满足全方位的需求。值得注意的是为确保通信范围足够的大,协调器的RF前端正是TI公司的CC2591,并集成了包括功率放大器在内的一系列放大器。这使得仅需少量的电流便可以有效扩大网络覆盖范围。
3.3 顶层设计
上层则包括了上位机、数据库、远程监控终端等等。数据上传到上位机中时,上位机会将数据保存到数据库中,并将处理过的数据呈现在远程监控终端的屏幕上。这里可以将上位机与数据库等合并称为监控中心,其能力除了保存数据、显示数据外还有调和数据、数据、命令等等。
4 结论
一方水土养一方人,水产品关系到人民的幸福,水产养殖本身就是一种需要和大自然紧密联系起来的行业,以破坏环境为代价进行水产养殖本就是一件杀鸡取卵的差劲交易,物联网技术可以将人类科技同大自然联系起来,已达到一种和谐的境界。传统的人工养殖对水质变化反应迟钝,迟钝到等到无法挽回的时候才反应过来,这份迟钝不知浪费了多少人力与自然资源,倘若想要做出敏捷的反应那就需要巨大的人力资源,直接提升了成本。智能水产养殖同时解决了两种需求,它以物联网技术为核心,实时检测水质状况,提供详尽且精确的数据,还允许远程控制,真正地将科学融入了生产。不仅如此,同样的系统亦可以无缝链接到农业、畜牧业之中,具背了强大的潜在价值。
参考文献
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[4]颜波,石平.基于物联网的水产养殖智能化监控系统[J].农业机械学报,2014,45(1):259-265.DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2014.01.040.
一、专业人才培养目标的确定
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》(以下简称《刚要》)明确指出,“加强学校之间、校企之间、学校与科研机构之间合作以及中外合作等多种联合培养方式,形成体系开放、机制灵活、渠道互通、选择多样的人才培养体制。”
本研究以《刚要》为指导方针,依托国家实行“大交通”的行业背景和目前高职院校现有办学条件,将物联网技术与应用高职本科专业人才培养目标确定为:适应社会经济发展和物流行业发展需要,面向物流行业物联网管理与技术应用岗位,培养了解物联网相关法规和发展动态,懂得现代物流管理相关知识、物联网基本理念和物联网核心技术原理,能够熟练运用计算机、网络信息技术和物联网应用软件从事物联网系统规划、管理与应用等工作,具备规划、运行和维护物联网的基本能力、物联网项目实施管理能力的专业基础扎实、综合素质优良、职业道德高尚、操作能力和专业发展能力突出、专业特长鲜明的高素质高技能物联网复合应用型人才。
二、“校企融合”专业办学模式
1.建立多方参与的专业指导委员会
聘请行业、企业专家建立具有职业特色的专业指导委员会,广泛吸纳行业、企业全方位、全过程参与专业的人才培养工作。专业指导委员会定期或不定期针对行业发展变化、职业岗位需求、职业能力要求对专业发展方向、专业人才培养定位、专业课程体系进行把脉,确保专业建设和发展方向与职业岗位紧密对接。
专业指导委员会将在专业建设、课程建设、教材开发、师资队伍培养、教学方式方法改革等方面制定和实施科学的质量评价标准,建立行业企业参与的质量评价机制。
2.实行柔性化教学改革
聘请高层次专家团队和客座教授,把企业、行业的新知识、新理念、新技术带入课堂,不断更新和拓展教学内容。以现有校外实习实训基地为基础进行深层次的产学融合,实现校企共赢。
与相关行业协会形成紧密互动,在技能证书和员工培训、科研、实习、招聘等方面为行业发展、企业发展提供服务。
三、“四融合”人才培养模式
1.人才培养目标与行业企业需求相融合
依托物流行业,根据行业企业物联网复合应用型人才需求制定专业人才培养目标,对行业企业发展和人才需求的变化做出及时响应,以需求为导向修订专业人才培养目标,使专业人才培养目标与行业企业需求深度对接。
2.课程体系与职业标准相融合
基于物流领域的物联网技术与应用高职本科专业课程体系的构建应综合考虑国家物流师职业标准和物联网技术与应用职业标准,依据职业标准制定专业职业能力标准。专业职业能力标准包括:专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力,并以专业职业能力标准为依据设计课程体系。
3.教学过程与工作过程相融合
以“工作过程”为导向开发项目课程。课程开发来源于企业典型工作岗位,课程内容来源于实际工作任务和工作情境,将教学过程和真实工作过程进行“融合”。
4.理论教学与实践教学相融合
理论知识来源于实践积累和总结,又反过来指导实践,实践是培养学生职业能力的有力支撑。因此,不但要在课程内、课程间、学期间将理论教学与实践教学内容相融合,设计课内实践、集中实践、课外实践,还要在课程考核中实行课程内、课程间、学期间专业系列化课程的理论教学与实践教学“双合格”考核制度。
四、课程体系构建
基于物流行业的物联网技术与应用高职本科专业,课程体系要充分考虑专业的理论基础和物流行业发展需要,因此课程设置需要整合相关交叉专业的特点,以“宽、专、交”的知识体系为目标,注重课程体系的交叉融合。针对本专业人才培养目标,加强与物流企业的互动合作,以工作任务为中心、以项目课程为主体,通过职业岗位调研、职业能力探析、职业情景搭建,引入行业企业技术标准,构建“物流企业管理与物联网技术应用相结合”的课程体系。
课程体系结构主要划分为通识课程、专业课程及实践课程三大类。其中,专业课程根据专业知识学习的承接性和重要性又分为专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程,突出“复合应用型”人才培养。如图1所示。实践课程为凸显高职类院校应用型本科专业特色,与本科院校物联网相关专业实行“差异化经营”,加大了实践课程比重,将实践课程又分为课内实践课程、集中实践课程、课外实践课程,在课程体系设计中具体体现与本科院校相区别的“理实交互”特色,即课程内部理实交互、课程之间理实交互、课程体系理实交互。
图1 课程体系结构图
1.通识课程
通识课程主要包括:政治与国防教育、体育、高等数学、线性代数、大学英语、计算机应用等。通过通识课程的学习,使学生具备当代大学生应有的思想政治觉悟,对事物有着正确的审美观,有良好的身体素质,健康的心理,积极向上的精神,对英语、计算机应用、网络技术等现代信息技术有较好掌握,并能熟练应用。
2.专业课程
专业课程主要包括专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程三部分。
2.1专业基础课程
专业基础课程主要包括:计算机硬件技术基础、计算机网络基础、数据库原理与应用、管理信息系统、物流经济学、管理学原理、C语言程序设计、现代物流管理、物联网导论,使学生达到本专业培养目标所必须的专业基础知识。
2.2专业核心课程
专业核心课程包括:物联网技术原理与应用、传感器原理与应用、无线通信原理与应用、物联网信息管理与维护、物联网终端设备选配、数据备份与恢复技术、嵌入式应用系统、射频识别技术与应用、物联网安全与管理、物流信息技术、ERP原理与应用、二维条形码技术原理与应用、仓储与配送管理、物流供应链管理、物联网应用案例、多媒体技术与应用等,使学生达到本专业培养目标所必需的核心知识。
2.3专业拓展课程
专业拓展课程包括:物流统计、市场营销、运筹学、电子商务物流、物联网英语、管理与沟通等,使学生在达到专业培养目标所需知识的基础上,具有一定的知识拓展和能力上升空间。
3.实践课程
实践课程包括:课内实践课、课外实践课和集中实践课。集中实践课主要包括:管理基本技能实训、供应链业务实训、ERP业务实训、职能仓储管理实训、智能物流供应链管理实训、车辆调度实训、立体苦点、线、面业务实训、企业物联网构建方案设计等。通过实践课程,使学生具备本专业培养目标的核心能力。
一、农业生产过程智能化管理与决策
1、温室大棚智能化监测控。主要是通过各种传感器,实时监测温室大棚内温度、湿度、光照、土壤水分等环境因子数据,在专家决策模型的支持下进行智能化决策,自动控制生产设备。也有通过电脑、手机、触摸屏等终端,实时远程调控湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,调节大棚内生长环境至适宜状态。如宜兴的温室大棚环境智能控制系统,集数据、图像实时采集、无线传输、智能处理和预测预警、信息、辅助决策等功能于一体。南京蔬菜温室设施智能控制系统,在荷兰引进设备的基础上,根据实际需要,重点开发完善环境无线检测、环境因子显示和实时播报、分级智能控制远程管理(故障诊断)等功能。张家港葡萄种植大棚智能监控系统,能自动采集葡萄园内温度、湿度、土壤含水量等环境参数,实时视频监控大棚内的葡萄生长情况,通过上网、触摸屏等实现随时随地访问系统,及时获取葡萄园现场信息。
2、畜禽养殖智能化监测控。通过实时采集养殖区资源信息,实现养殖环境因素远程调控,逐步实现饲喂、繁育、粪便清理等环节自动化、智能化、精准化控制。如南通市规模鸡场智能监控管理系统,能对鸡舍环境进行检测,发送短信和拨打电话报警,通过无线终端远程控制鸡舍内的灯光、风扇、水帘等设备,记录温度、湿度、光照等基础数据,与鸡舍饲养密度、品种、健康情况、肉料比等建立关联模型。如东众大牧业养鸡场应用该系统后,养鸡场用工量减少35%,减少鸡场环境应急反应95%以上,养鸡成活率由93%提高到了98%以上,经济效益提高了20%以上。常州市康乐农牧有限公司从德国引进整套母猪大群饲养智能化管理系统,通过对母猪耳标识别及GPS信息系统的操作控制,能对所有母猪进行单独的个性化饲喂,从而保证良好的母猪体况;对母猪、猪舍环境异常自动报警,母猪生长性能数据自动汇总,并可通过互联网、手机等远程调控猪舍内温度、湿度、饲料、饮水、清粪等。
3、水产养殖水体环境智能监测控。宜兴市农林局与中国农业大学研发了水产养殖环境智能监控系统,具有数据实时自动采集、无线传输、智能处理和预测预警信息、辅助决策等功能,可实现对河蟹养殖池水质特别是溶解氧的监控与调节,有效改善河蟹生长环境,提高河蟹产量和品质,并减少对周边水体环境污染,每亩增收1000元。南京GPRS水体在线监控系统可自动监测水体温度、PH、溶氧、氨氮等与养殖有关的理化因子,随时观察养殖水面环境,掌握池塘增氧、水泵等设施运行状况和突发事件。一旦水质发生问题,微孔增氧系统自动开启,均衡增加水体溶氧。系统应用后,青虾摄食旺盛、消化吸收率增强、生长速度加快、规格明显增大,亩增产15%以上,亩增效达到600元以上。
二、畜禽养殖环境监控与疫情防控
为加强疫情监管,宿豫区利用移动摄像和光纤宽带网络视频传输技术,建成禽类防疫视频监控系统,采集全区禽类规模养殖场实时全景视频信号,全面、直观、实时监控禽类生产全过程温湿度等要素,实现远程调控与监管,有效防控疫情,在为养殖户提供远程指导和诊疗服务、加工企业科学制订加工计划等方面发挥了较好作用。江阴、泗洪县奶牛全部使用动物标识,一畜一标、一禽一环,确定了畜禽个体标识的唯一性,提高了生产管理和疫情防控水平。
三、农产品质量安全追溯与监管
集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络,实现农产品和食品质量安全信息在不同供应链主体之间的无缝衔接,实现农产品和食品的物流数字化,实现农产品和食品质量跟踪和溯源。2004年南京市实施了农产品质量安全IC卡监管体系建设,通过建立农产品的产地环境、生产过程、产地准出与市场准入、质量溯源等五大环节数据信息库,对全市农产品质量安全信息真实、高效传递,实现农产品质量安全实时动态监管。江阴市以RFID(射频识别标签)为主要信息载体,依托网络通讯、系统集成及数据库应用等技术,建立了“放心肉”安全信息追溯平台,实现由政府监管的集养殖、屠宰、销售等环节于一体的信息化平台,构建从“农场到餐桌”的追溯系统,确保每块放心肉“来可追溯、去可跟踪、信息可保存、责任可追查、产品可召回”,让广大市民买得放心,吃得安心。惠山精细蔬菜园传感网管控系统利用温度、湿度、气敏、光照等多种传感器对蔬菜生长过程进行全程数据化管控,可实现对蔬菜从生产、检测、销售等环节全程可视数字化管理,确保蔬菜生长过程“绿色环保、有机生产”。
关键词:农业种植业;结构调整;科技兴农;特色农业
红城镇有农业人口2.5万人,并于2018年全部脱贫摘帽。红城镇有耕地27.99km2,其中浇地1226hm2,山旱地1573hm2,主要分布在东西两山。近年来,为了提高农业经济效益,优化种植业结构,形成林、果、菜、粮、药、草相融合的综合种植结构,红城镇围绕新型农业经营体建设、种植大户土地流转、引进试验草红花、甜叶菊、青蒿、、枸杞等中药材新品种等进行积极探索,并取得了一定成效。随着农业种植业结构调整进程的稳步推进,红城镇农业将迎来新的、良好发展态势,为农业现代化、规模化、产业化发展的实现提供可靠支撑。
1农业种植业结构调整的必要性
1.1平衡农产品市场供需关系
对农产品市场的健康、良好发展而言,平衡农产品的供需关系至关重要,这也能在很大程度上促进农户经济效益的提升。而积极推动农业种植业结构调整,实际上就需要以市场供需关系为重要依据,围绕市场变化情况以及地方农业实际情况采取相应的调整策略,进而很好地平衡农产品市场供需关系。在很长一段时间以来,农业生产与农产品市场的脱节现象较为严重,导致市场需求往往难以得到充分满足,同时容易引发大量农产品囤积的问题。
1.2促进农产品质量提升
随着时代的不断进步与发展,现代社会对农产品质量提出了更高要求,相应的农业发展也要以生产高质量的农产品为关键。而推动农业种植业结构调整,不仅能因地制宜地优化地方农业发展,还能对先进科技进行充分利用,更能合理规划绿色农产品的种植生产方案,从多个维度为农产品生产质量的提升注入活力。在现代消费者对农产品质量要求越来越高的当下,做好农业种植业结构调整工作,更是能够更好地针对消费者需求有方向、有目的地推动农产品质量提升[1]。
1.3推动农业产业化发展
现代农业的产业化发展已经是必然方向和趋势。农业产业化发展涉及到多个领域和方面,如大规模生产、机械化种植、产业链条构建等,种植业结构调整也是其中的重要一环。根据地方农业产业化发展需要,合理调整相应的种植业结构,能够切实优化产业结构,配合农业规模化、机械化发展,可以切实提高产业化发展水平。
2农业种植业结构调整面临的常见问题
2.1思想认知不到位
虽然种植业结构调整极为重要,但是依旧有不少农户对此缺乏正确认知,甚至有大量基层干部、技术人员对此缺乏重视,导致相应的结构调整工作难以有效落实。在思想认知不到位的情况下,种植业结构调整很容易陷入流于形式、浮于表面的情况,各种政策、法律往往难以落到实处,相应的调整效果也难以令人完全满意。
2.2组织与资金支持不够
农业种植业结构调整是一项规模巨大、周期长远的工作,涉及到多个领域、主体、层面,需要安全的组织结构以及足够的资金作为基础支持。但是目前基层农业建设体系尚不健全,组织结构不够完善,相应的权责体系有所缺陷,并不利于基层种植业结构的有效改革。与此同时,资金支持不足的问题也较为常见。一方面,基层政府的财政资金较为有限,能用于支持农业种植业结构调整的资金更是少之又少;另一方面,广大农户往往缺乏足够资金,更是难以提供足够资金配合种植业结构调整。组织与资金两方面的支持不到位,直接影响和限制了相应的种植业结构调整工作的良好开展。
2.3技术力量薄弱
要想有效调整农业种植业结构,除了从整体上做好相应的规划之外,还需要相应的技术支撑。不管是先进的农业种植生产技术,还是各种先进的农业设备设施乃至物联网技术等,均是推动种植业结构调整的重要动力和保障。但是农户往往文化水平较低,对先进生产技术的掌握不足,再加上资金、政策、技术等因素的限制,使得基层农业的科技兴农实践面临着一定阻碍。
2.4科学决策水平偏低
进行科学决策是推动种植业结构有效、良好转型的关键。但是目前基层农业发展中的科学决策水平往往较低。首先,缺乏顶层设计与长远规划。部分基层农业种植业结构的调整,往往是基于短期效益的考量,而且缺乏对各方面因素的综合关注,导致相应的决策水平较低。其次,信息更新与掌握不到位。种植业结构调整需要大量信息作为支撑,但是由于相应的信息化管理平台建设不到位、信息共享体系不健全,导致相应的决策往往缺乏足够信息支持[2]。最后,忽视特色发展。根据地方实际情况因地制宜地调整种植业结构,大力发展特色产业,是保障实际调整效果的一大要点。但是基层种植业结构调整决策的制定往往存在照搬其他地区决策的情况,并不能有效构建特色种植业。
3农业种植业结构调整策略
3.1全面加强基层思想认知引导
只有切实强化基层所有人员的正确认知,才能为农业种植业结构的有效调整奠定基础。一方面,面向广大农户落实现代农业发展相关的思想引领和认知教育工作,拓展包含广播、电视、文件、会议、新媒体等在内的各种宣传渠道,促使农户更新认知并积极配合种植业结构调整相关工作的开展;另一方面,面向基层干部以及各岗位人员,则需要落实思想认知教育和责任体系构建相结合的基础工作,促使基层人员重视种植业结构调整并积极落实相关工作。
3.2综合完善保障机制
基层种植业结构调整需要多维度的有力保障,方能在实践中保障相关工作有序、良好落实。首先,健全基层组织结构体系。种植业结构调整涉及到多方主体,包括政府部门、农业企业、农户、农村合作社等。只有在多方主体的良好协作之下,种植业结构调整相关工作才能有条不紊地推进与落实,切实避免浪费大量资源、职能冲突、多方矛盾等问题。对相应的组织结构体系加以健全,形成多方主体共同协作的良好局面,并对具体的权责进行合理、明确划分,在良好权责体系的支撑下保障种植业结构的切实调整。其次,强化政策保障。政策对农业种植业结构的调整具有导向和保障作用。地方政府需要以国家政策为基础,根据地方实际情况出台相应的优惠政策与扶持政策,以合适的政策指导相应的项目建设与工作开展,同时吸引广大农户积极参与及配合,有效保障种植业结构调整工作的良好落实。最后,强化资金保障。坚持践行专款专用原则,根据地方实际情况建设相应的农业专项资金管理体系,合理调整财政资金配置、使用与管理策略,同时积极拓展资金来源渠道,尽可能吸引社会资本参与到农业建设之中,从根本上解决资金不足的问题。同时加强资金管理,既要落实全面预算管理,也要加强资金监管,确保专款专用的有效落实,并推动资金使用效率的切实提升,从而更好地利用有限的资金保障种植业结构的可靠调整[3]。
3.3积极推动科技兴农发展
科技兴农对种植业结构的调整有着积极作用。一方面,科技兴农能够在短时间内实现种植作物在面积、产量方面的快速增长,以免产业结构调整造成长时间的农业种植经济效益下滑;另一方面,科技兴农能够保障农作物种植生产质量,对产业结构调整过程中遭遇的各种阻碍和难题进行有效应对和处理,避免出现因质量水平较低而影响地方农业正常发展的情况。科技兴农既要对传统农业的“家养鸡,村跑猪,人耕种,牛拉犁,粪便发酵肥”的低产低效益模式进行变革,也要对“滥用工业化尿素、化肥以及农药”的环境不友好模式加以改变,围绕科技、生态、环保探索绿色化、现代化农业发展路径。地方政府需要根据地方实际情况,合理规划科技兴农发展方案,在明确地方农业优势的前提下加强农业技术基础建设和应用,加强农业种植产业示范园建设,大力建设农业设施,做好农机与农技推广工作,围绕科技成果转化、科技型农业企业聚焦、新型职业农民培训、无土栽培、有机农业产业化发展、智慧农业等探索可行的科技兴农路径。
3.4健全信息化管理体系
构建信息化管理体系,不但可以为种植业管理提供及时、可靠的支持,也能全面深化对农产品市场信息等的综合分析,进而为种植业结构的调整提供必要依据。地方政府需要以加强基层信息化建设为基础,合理制定相应的建设发展规划,同时从软硬件层面强化创造良好条件,并落实一体化管理平台的建设工作。合理选择农业种植ERP管理软件,深化信息化管理平台与地方种植业发展的有机结合,实现农业种植一条龙管理。充分利用云计算、大数据等先进技术,对农产品市场信息进行整合,通过多种平台及时向政府部门、农业企业、农村合作社、农户等提供优质信息,为相应的农业种植生产以及种植业结构调整提供重要的信息依据。通过一体化平台实现种植生产的运营管理、质量控制管理、成本管理、计划管理、安全及质量追溯的集中化处理,大幅提升种植生产的管理水平,在降低时间成本的同时提高生产效益,动态化地联系农产品市场与农业种植生产。而将物联网技术运用于果园管理和蔬菜大棚管理等方面,不仅能够对种植生产环境的有效采集与实时监控,还能实现对大棚环境的动态化、智能化调整,构建可靠的防盗报警系统,切实推动果园种植与蔬菜大棚种植水平的综合提升,并为种植业结构的调整带来更为可靠的支持。借助现代化大棚进行绿色蔬菜栽培种植,能够构建集温度控制、灌溉控制、施肥控制、虫害控制、精密智能化除草、远程控制、绿色蔬菜全程信息化管理、蔬菜生长环境预测等于一体的智能化管理系统,进而在种植业结构调整过程中从种植生产的质量、效益出发,切实推动相应调整活动的顺利实施,减轻种植生产问题对种植业结构调整的阻碍。
3.5大力发展特色农业
发展特色农业既是因地制宜地调整种植业结构的体现,也是充分发挥地方农业优势以及契合市场需求的结果。地方政府需要综合考虑地域性、商品性、经济高效性、市场需求的易变性与局限性等因素,合理制定特色农业发展规划及方案,通过特色农业的发展同时在农业生产质量和效益、农民增收、产业结构调整、生态环境建设等方面取得突破,真正做到提高农民收入、满足市场多样化需求、充分合理地利用农业自然资源、提高农业竞争力、保护和建设生态环境。特色农业的发展通常可围绕观光休闲农业、特色加工业、特色林果业、特色种植业、坝子农业、立体农业、基塘农业、灌溉农业等展开,具体可根据地方实际情况进行灵活选择与创新。在明确特色农业发展方向的前提下,地方政府需要强化导向与管理,认真规划,增加投入,大力应用科技的力量,实行农业产业化经营,搞好土地使用特权流转,树立品牌,全方位推动特色农业的良好发展,进而为种植业结构的有效调整提供支撑及保障。从种植业结构调整的层面看,种植反季节蔬菜、种植特种蔬菜、发展特种粮食、打造特色林果品牌、依靠农业种植发展特色加工业、发展农家乐、建设生态旅游体系、打造梨花节等特色节日等,均是能够凸显地方农业特色并推动种植业结构良好调整的可行措施。
3.6拓展并完善产业链
种植业结构的调整涉及到多个领域和层面,往往需要健全的产业链作为支撑。针对目前种植产业链普遍存在的上游种业分散、中游种植小农占主导、行业集中度低、农产品附加值低、农产品加工体系不健全、品牌建设不到位等问题,地方政府需要充分发挥自身的导向作用,积极推动产业链的持续拓展与逐步完善,采取各种措施打造覆盖面广、合理衔接上中下游、产品附加值高、品牌影响力大的产业体系,促进种植业产业化发展并提高相应的经济效益,进而更好地实现种植业结构调整。
4结束语
综上可知,对种植业结构进行调整是新时期背景下农业发展的一大重心。在坚持贯彻因地制宜这一原则的前提下,从整体上对地方农业种植业结构现状进行准确把握,弄清楚相应的结构调整与转型所面临的各种问题,进而针对性进行合理规划,构建科学可行的实践方案,采取各种措施强化保障,逐步推动种植业结构的有效、良好调整。
参考文献
[1]马玉林,聂斌.农业种植业结构调整的必要性与措施分析[J].南方农业,2020,14(30):118-119.
[2]陈义霞.农业种植业结构调整的必要性及对策[J].农机使用与维修,2020(8):146.