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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)07-0250-02
1物联网的概念
“物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见,“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流,物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上,在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息,这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术,能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展,对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集,在经济飞速发展的今天,信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展,人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点,经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说,物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上,人们往往只能感受到一个非常平面的形象,但是运用了物联网之后,人与人之间将可以全方面的感知对方,这种感知不再是单一平面的,而是立体以及三维的。由此可见,物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之,物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中,将物品的任何细节都与互联网连接起来,进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台,让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国,在农业高速发展的今天,对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整,为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。
2物联网在农业中的应用现状
在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展,欧洲的物联网被分为很多个层次,且在物联网的发展过程中,农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中,农作物的发展情况被第一时间获知,作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害,这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中,传感器获取各类数据的功能被放大,信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来,为了适应社会经济结构的变化,欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革,实现了物联网在农业领域的大范围使用,形成了一批良好的产业化应用模式,推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展,为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国,在农业物联网的发展方面具有较大的需求,为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈,物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节,实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通,在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。
2.1农业资源利用
在农业资源探测以及监控方面,我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统,实现信息的整合以及分析,经过层层监控和分析之后,将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时,为了方便农作物的采集,实现农业资源信息的及时反馈,GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前,在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术,GPS技术也就是定位技术利用卫星,对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握,而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策,对突况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态,对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器,用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数,及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。
2.2农业生态环境监控
农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础,为了对农业生态的环境进行全方位的监控,还需要做到以下几点。一方面,要加强立法,完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面,在建立农业物联网的同时,对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控,为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题,因此对环境监控方面仍然不可松懈,对大气环境,对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现,地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量,在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原,在星星点点的检测站的建设下,我国的环境检测形成了一个巨大的网络,这些系统依靠传感器以及无线通信技术,是我国农业发展的强大后备军。
2.3农业生产精细管理
建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起,才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后,农作物的生产环节变得无限透明,对农业生产信息的获取,对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。
3农业物联网的技术创新
农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面:1)数据收集:在农作物的生长过程中,对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时,监控者可以第一时间发现,并且在物联网络上找到解决方案,并且对作物生长环境中的设备进行调控。2)视频监控:在物联网迅猛发展的今天,用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备,就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况,也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3)数据存储:在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材,在农业物联网中实现一个档案的存放。4)数据研究:系统将会在收集到数据之后,第一时间实现报表的制作,让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5)远程控制:由于物联网的便利性以及可操作性,用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6)错误报警:系统将会给用户权限设定一些警戒线,超出警戒线,物联网将会第一时间通知用户,让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。
4推动农业物联网进程的建议和展望
我国幅员辽阔,并且由于农作物生长范围较大,因此建议物联网建立专业的工程专项,在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求,在已有试点区域的基础上,扩大物联网试点的范围。与此同时,物联网作为一个新兴产业,政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善,而物联网又具备高投入、高风险的特点,为了支持物联网的发展,政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟,但是在大环境下,我们在政策的支持下或许能够奋起直追,与欧美国家站在同一起跑线上。目前,在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透,可以预见的是,在不久的将来,互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及,用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术,结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告,为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段,用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握,不仅如此,强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费,为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时,用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此,物联网在农业发展中的前途不可限量,几乎方方面面都可以运用到物联网,而未来的农业在物联网技术的支持下,也会更加的智能,这对我国农业的发展拥有者巨大的作用,对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。
参考文献:
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[4]彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报,2012(2).
关键词:物联网,信息科技,创新2.0,传感器,智慧城市
中图分类号:N04;TP 文献标识码: A文章编号:1673-8578(2011)05-0056-03
引言
近年来,“物联网”的概念越来越受到人们的关注,物联网的发展也得到了各国政府、业界和学术界的高度重视。欧美一些国家迅速将其纳入国家和区域信息产业发展战略。中国政府也高度重视,总理曾于2009年提出“感知中国”等理念,物联网也被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。物联网正在成为继印刷、广播、电视、互联网等几大技术时代之后,推动人类历史第三次信息流形成的大浪潮,将给人类生活带来颠覆性的变革。
一物联网的概念
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,意指“物物相连的互联网”。物联网被视为互联网的应用拓展,其用户端延伸并扩展到了任何物体与物体之间的信息交换和通信,信息通信技术的快速发展给社会带来深刻变革,而引发的科技创新2.0模式以用户体验为核心,正契合物联网的核心理念。以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。与传统以技术为主体的创新1.0不同,创新2.0指的是以用户为中心,以社会实践为平台,以协同参与为特征的下一代交互式创新形式,而这些正是物联网的精髓所在。
物联网的概念一般认为是在1999年提出的,当时基于互联网、射频识别技术(radio frequencyidentification,RFID)、电子产品代码(electric productcode,EPC)标准、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网,简称物联网。2005年,国际电信联盟(International Tele-communications Union,ITU)《ITU互联网报告2005:物联网》,其中物联网的定义已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展和延伸。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网进行交互,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。通过在物品上嵌入一种转移收发器将建立一种全新的信息与通信沟通维度,从任何时间任何地点人与人之间的沟通扩展到人与物和物与物之间的交互连接。
在国内,物联网也就是传感网的通称,指的是将无处不在(ubiquitous)的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等,和“外在使能”(enabled)的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通、应用大集成,以及基于云计算的软件运营服务(SaaS)等模式,在内网(intranet)、专网(extranet)和/或因特网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dash-board)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
物联网是一个外来概念,但在中国得到很好的发展。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,中国是世界传感网领域标准主导国之一,有着优秀的研发团队,拥有较多自主知识产权,结合国内实践建立了一些成功的应用案例,物联网标准体系也已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。随着时间的发展,物联网的覆盖范围也与时俱进,已被贴上“中国式”标签。
物联网研究专家封松林研究指出,当今的物联网实际上是一个信息化的过程,是带有传感/标识器的智能感知信息网络系统,是全球信息化发展的新阶段,是从数字化向智能化的提升。从北京的一卡通、世博会的门票和物流的标签等实实在在的东西到未来的智能电网、智能交通等都是物联网的范畴。物联网是一个过程,而不是说一个点,或者具体的东西。
二物联网的发展
“物联网”的英文名称为“Internet of Things”,简称IOT,由麻省理工学院Auto-ID中心凯文•阿什顿(Kevin Ashton)教授1999年在研究射频识别时最早提出。随着科技的进步和时代的发展,物联网的概念已经受到人们的广泛认可,其所涵盖的内容也已经远远超出了当时的范围。“Internet ofThings”,直译就是“事物的互联网”,汉语“物联网”的表达方式既简洁直观又形象生动,很好地传达了物联网的内涵。对于其英语表达方式“Internet ofThings”,笔者认为也可以简而化之,利用拼缀造词法用"Thinternet”来表达。
随着信息科技的发展,物联网的外延不断扩大,也在持续的发展中不断完善,在交通、物流、金融、工业控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域已有了初步应用,并逐步出现了“农业物联网”和“车联网”等延伸概念。
农业物联网关注于农业信息的整合,以期通过对农业产品从生产、流通到消费以及后续处理等全生命周期的联动监管而完善农产品安全追溯系统,实现农产品的安全可控。车联网通常是指利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术,对道路和交通进行全面感知,实现多个系统间数据的即时交互,以提供交通效率和交通安全为主的网络与应用。物联网技术在各行各业的应用,是解决行业难点并实现信息智能共享的有效途径,也是推动行业发展的引擎。
物联网是对新一代信息技术的高度整合和综合运用,通过共享和协同而将人与人之间的信息交互向人与物、物与物扩展延伸。物联网的应用为优化资源配置、缓解资源能源约束提供了动力,同时也为智慧城市的建设提供了技术基础,甚至被称作是智慧城市建设的DNA。物联网有助于实现产业优化升级,使城市环境友好发展,城市服务便捷智能,城市治理灵活高效,使城市更加智慧,是提升城市竞争力的关键因素。
总之,经过十多年的发展,物联网从最初的新生事物已经变成了热点话题,并在多个领域和行业得到了良好的运用,“使人类对客观世界具有更透彻的感知能力,更全面的认识能力和更智慧的处理能力”。据悉,我国物联网的“十二五”规划将明确未来产业发展的整体架构,并针对物联网涉及的具体应用领域进行专项规划。相信在不久的将来,物联网将会在产业链的建立与完善、重大应用示范和推广等方面取得显著成效,并将在智慧城市的发展中扮演至关重要的角色。
参考文献
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[4]封松林,叶甜春,物联网/传感网发展之路初探[J],中国科学院院刊,2010,25(01):50-54,
关键词:物联网;农产品;质量追溯
项目资助:本文为黑龙江农垦总局软科学项目《物联网在黑龙江垦区绿色农产品质量追溯体系中的应用研究》(HNK125A-14-05);黑龙江农垦总局软科学项目《黑龙江垦区农产品物联网示范园区投入与产出预算评估》(HNK125A-14-14)
中图分类号:F32 文献标识码:A
收录日期:2015年1月26日
一、引言
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的综合应用,被称为继计算机、互联网之后的信息产业第三次浪潮,将是推动世界生产力变革的核心驱动力,是信息产业领域未来竞争的制高点。
1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网概念,定义是:把所有物品通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。会议构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网,同时提出“物联网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。目前,很多发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术;另一方面加快标准制定和产业化进程,谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一;欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划;日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一;韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。
当前智能农业、精准农业、以信息化带动农业现代化的发展不仅成为目前发达国家农业发展的新潮流,也成为我国提升农业生产、管理、交易、流通等各个环节的智能化程度的重要内容。近年来,我国的食品安全问题越来越复杂,每当发生食品质量安全事件,监管部门往往难以及时全面了解食品质量安全信息,更难以及时公布相关信息,阻碍了公众知情和社会监督。频频发生的食品质量安全事件危害公众健康,危及整个食品行业,使中国制造形象在世界范围内受到极大冲击。为此,我国已出台多项措施保证物联网建设和发展的快速进行。2010年物联网被写入我国《政府工作报告》,2011年《十二五规划》中明确提出重点支持物联网在工业、农业、流通业等领域的应用示范。通过物联网技术进行传统行业的升级改造,提升生产和经营运行效率,提升产品质量、技术含量和附加值,促进精细化管理,推动落实节能减排,强化安全保障能力。2011年农业部办公厅关于印发《全国农垦农产品质量追溯体系建设发展规划(2011-2015)》的通知,规划中提出了多层次追溯体系的要求,要求开发建设农产品生产信息网上填报系统和生产者信息跟踪系统,以满足不同生产主体建立追溯系统的需要,有效扩大了农产品质量安全监管范围。2012年7月31日国家发改委批复的7个国家物联网重大应用示范工程之一的国家重点食品质量安全追溯物联网应用示范工程项目已经启动。
黑龙江垦区位于世界闻名的黑土带上,是目前我国三大垦区之一,主要农产品有粮食、油料、甜菜、水果,肉类、牛奶、水产品。经过60年的开发建设,黑龙江垦区目前已建设成为我国最大的国有农场群,成为我国重要商品粮基地、粮食战略后备基地和全国最大的绿色、有机、无公害食品基地。因此,黑龙江省农产品质量安全追溯物联网应用建设对推动黑龙江省乃至全国的农业发展具有重大的意义。
二、物联网理论概述
所谓物联网,一般说来是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术,其核心和基础仍然是“互联网技术”,但用户端可以延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。物联网技术具体包括以下几个方面:
(一)信息感知技术。超高频和微波RFID――开展芯片、天线、读写器、中间件和系统集成等技术协同攻关,实现超高频和微波RFID技术的整体提升;微型和智能传感器――面向物联网产业发展的需求,开展传感器敏感元件、微纳制造和智能系统集成等技术联合研发,实现传感器的新型化、小型化和智能化;位置感知――基于物联网重点应用领域,开展基带芯片、射频芯片、天线、导航电子地图软件等技术合作开发,实现导航模块的多模兼容、高性能、小型化和低成本。
(二)信息传输技术。无线传感器网络――开展传感器节点及操作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究,开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。异构网络融合――加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发,实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。
(三)信息处理技术。海量数据存储――围绕重点应用行业,开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发,实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。数据挖掘――瞄准物联网产业发展重点领域,集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究,实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广;图像视频智能分析――结合经济和社会发展实际应用,有针对性地开展图像视频智能分析理论与方法的研究,实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。
(四)信息安全技术:构建“可管、可控、可信”的物联网安全体系架构,研究物联网安全等级保护和安全测评等关键技术,提升物联网信息安全保障水平。
三、构建黑龙江垦区绿色农产品质量追溯体系的意义
未来绿色农产品物联网整个市场规模能达到几千亿,绿色农产品市场需求为刚性并呈稳步上升态势。建立绿色农产品质量追溯体系可以大幅度提升产品的附加值,品牌建设可以使收益增加50%。除此之外,还可以降低20%的人力成本,25%的管理、物流、交易等成本,并能够节约水肥、提升产量和品质。这有利于解决绿色农产品质量的安全问题,打造黑龙江垦区绿色农产品知名品牌;建立一套信息可传递、质量可追踪、责任可追溯的农业物联网技术管理体系,满足农产品质量安全监管工作需要和消费者对绿色农产品的知情权要求;推进农业生产、管理和农产品流通的智能化、现代化、信息化。
(一)增加农产品附加值,保证农产品质量安全。我国食品质量安全问题近年频发,危及人民群众身体健康和和谐社会构建的全局,食品安全问题引起全社会的广泛关注,由此绿色农产品消费在中国逐步升温,绿色农产品受到消费者的普遍青睐。农产品生产企业、流通企业、加工企业质量管理信息系统的缺失,是产生农产品质量安全问题的根本原因之一。因此,基于物联网搭建农产品质量追溯管理信息系统,能提高生态农业园内部的管理效率,加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理,实现农产品全流程可追溯,对提高农产品的品牌建设进而增加农产品附加值,保证农产品质量安全具有十分重大的意义。
(二)提供消费者决策依据,保证消费者利益。绿色农产品可追溯系统是指绿色农产品从原料到终端用户全过程中各种相关信息进行记录存储的质量保障系统,当出现绿色农产品质量问题时,可通过产品的身份标识快速有效地查询到出问题的环节,必要时进行产品召回,试试有针对性的惩罚措施。一般农产品消费具有典型的经验品特征,具有质量隐匿性、效用滞后性等特点。如何保证终端用户购买到放心绿色农产品,防止以次充好的农产品进入市场是保证消费者利益的关键。通过物联网追溯平台,给消费者在购买商品时提供更好的决策依据。
(三)壮大垦区龙头企业,培育国际品牌。黑龙江垦区位居世界三大黑土带之一的东北平原上,天然的地理优势有利于大规模开发绿色、有机农产品,农产品从种植到流通完全按照技术标准实行,成为全国最大的绿色农产品基地。规划建立从农田到餐桌的全程监管体系,实现标准化流程操作,推动绿色农产品的品牌价值是黑龙江垦区推进农业产业结构优化升级和品牌农产品及龙头企业发展的重要手段。规划利用物联网技术,为黑龙江垦区绿色食品增加RFID标签,建立对其生产流通全过程跟踪与监控,实现全过程的质量追溯体系,有利于黑龙江垦区的龙头企业通过技术提升产品质量,做大做强,培育绿色农产品的国际品牌。
(四)引领垦区现代农业发展,促进可持续发展。将科技网络应用到农业领域,移动嵌入式系统等技术在农业中的应用成为研究热点。作为信息产业的新技术,物联网对促进我国农业现代化的发展起到重要作用。为解决绿色农产品质量的安全问题,打造黑龙江垦区绿色农产品知名品牌,有必要建立一套信息可传递、质量可追踪、责任可追溯的农业物联网技术管理体系,该体系既可以满足农产品质量安全监管工作需要又可以满足消费者对绿色农产品的知情权要求。将物联网技术对于确保食品安全,建立绿色农产品质量追溯体系,引领垦区现代农业的发展,进而促进现代农业可持续发展有着重要意义。
关键词:山东省;物联网产业;建议和策略
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)02-0262-02
Abstract:With the development of new and new technology, the Internet of things industry is becoming more and more popular, and has gradually become the hot spots of social research. This combination of Internet of things industry in Shandong Province Development of the actual situation, focusing on analysis of the networking industry development present situation, studies the problems existing in the development of the networking industry in Shandong Province, finally put forward on speeding up the suggestions and strategies to the development of Internet of things industry in Shandong Province.
Key words: shandong province; IOT; strategy
物联网(Internet Of Things, IOT)是利用底层传感设备、射频识别设备、全球定位系统、红外感应技术等,通过短距离无线网络、互联网等技术把现实物品和计算机网络结合起来,以实现远程控制,达到智能化管理的目的。物联网可以说是继计算机和互联网之后的第三次信息革命浪潮,物联网产业发展必将带动通信服务产业、嵌入式系统产业、电子信息产业、软件服务和外包产业等快速发展,对于中国政治、经济、文化等各方面具有重大意义。
物联网知识体系庞大,涉及到的产业也较多,主要包括网络通信产业、电子信息产业、嵌入式产业、智能计算等多技术领域产业。物联网技术主要应用于物流交通运输、农业精细化种植、城市智能化管理、工业精准控制、公共信息服务智能平台等多领域,通过物联网技术可以大幅度提高管理效率,降低劳动成本。目前,全球各国也在纷纷制定物联网发展规划。早在2009年初,美国奥巴马总统就提出“智慧地球”这一概念,总理在无锡提出了“感知中国”,紧接着日本、欧盟等国家也纷纷提出发展物联网产业,并做出具体规划。中国政府非常重视物联网产业发展,在政府工作报告中提出“要大力发展物联网产业,逐步完善物联网技术标准”。山东省作为中国的经济大省也积极投于物联网产业发展,先后出台了《山东省物联网产业发展规划纲要》、《关于加快物联网产业发展的意见》等文件,成立山东省物联网产业联盟、山东省物联网协会、各地市物联网研究院,建立了物联网产业发展示范工程项目等,为物联网产业发展提供了较好的基础条件。
本文结合山东省物联网产业发展实际情况,重点分析了物联网产业发展现状,研究了山东省物联网产业发展存在的问题,最后提出了关于加快山东省物联网产业发展的建议和策略。
1 山东省物联网产业发展现状及问题分析
1.1 山东省物联网产业发展现状
目前,山东省物联网产业还处于发展阶段,中国的长江三角洲(无锡、上海、苏州等地)、珠江三角洲(深圳、广州等地)等地物联网产业发展较快,处于全国物联网行业领先水平,山东省物联网产业发展尚处于发展阶段。结合山东省物联网协会调查数据分析如下:
1)物联网产业分布:山东省物联网产业分布不均匀,东部区域发展较快,以青岛、潍坊、威海等城市为例,分别在RFID、微电子、传感器等关键技术方面有所突破,在智能家居、智能物流、智能农业、智能工业、智慧城市等方面加快发展,进行了应用推广。潍坊市建立省级物联网产业基地、潍坊市物联网研究院,依托高新技术,重点发展了物联网产业。青岛市依托青岛海尔集团、海信等大型企业强大力量带动物联网产业发展。中部地区物联网产业发展较快,而西部地区(德州、聊城等地)相对来说物联网产业发展较为薄弱。
2)物联网销售和利润:整体来说,山东省物联网产业销售和利润实现快速增长,2013年,山东省物联网相关企业实现主业务营业收入达到1600多亿元,2014年,山东省物联网相关企业实现主业务营业收入达到2000亿元,比2013年增长20%,物联网产业销售和利润实现快速增长。
3)物联网产品与服务:山东省物联网企业产品主要以自主研发为主,合作研发为辅。其中自主研发产品主要RFID、条形码和网络通信技术为主,产品主要服务范围在物流仓储管理、工业监控、食品质量安全监管等方面,智能终端制造业约占16%,利润较高的物联网产品主要集中在智慧城市、食品质量安全监管、智能电网等方面。
以电子商务为例,中国电子商务平台中和农村有涉及的数量已超过30000,此中农产品电子商务平台已增长到了有三千。
据统计部门调查研究,将来5年我国农产品电商交易额、涉外农产品电商交易额、农产品移动商务交易额分别将占农产品交易额的5%、1%、2%。同时,“互联网+”在农业信息服务体系、农业物联网技术、农业新型销售平台等多个方面也有了初步起色。
我国“互联网+生态农业”观念提出较晚、起步落后,商业发展模式仍不成熟。第一,我国部分农村网络基础不足,计算机普及力度不强,水平不高,应用能力较低;第二,我国大部分农村劳动力处于文化程度相对较低的水平,专业水平的局限使引进新技术受到阻碍;第三,生态农业互联网很难得到充足的资金保证,互联网的运作和经营所需资金缺乏。
总体而言,我国的农业总体结构仍然存在许多不合理的地方,农业的整体经济效益较低。
1.互联网的普及和电子产品的流行
至2015年12月为止,中国网民总数已接近6.9亿,全年网民增长了3951万人,互联网普及率在全国已过半。同时移动网络应运而生,移动设备已成为人们生活中最重要的科技产品之一,智能手机逐渐改变着人们的消费方式。
除了传统消费、娱乐之外,移动金融和移动医疗等移动客户应用也为用户的上网需求开辟了新的领域,推进着人们消费形式的互联网化。
2.“互联网+”向农村、农业的渗透
我国“十三五”规划建议中提出,在“十三五”期间推进农业信息化,“互联网+”在农业生产方面,使农作物生长情况的信息化和数字化越来越多,带动传统农业向精准化农业快速转变。
“互联网+”对农村农业的渗透还体现在物流方面,电子商务的出现也带动了一部分农民成为电商,由传统的生产定消费,转为消费定生产,同时也使农产品的销售渠道更加丰富多样。
在“互联网+”,云计算和大数据的渗透作用下,一定程度上促进了农产品质量水平和农业科技水平的提高。
3.产业呈现互联网化
一方面现代生态农业在“互联网+”的作用下,也开始引用O2O这种新型的电子商务的商业模式。农产品消费者在线支付购买现实商品,生产者提供线下基地、公司和线下服务。在这种模式下,消费者可以获取更丰富更全面的农产品的生产和价格等信息;对于农产品生产资料供给方或者农资服务商有更大的宣传平台来吸引更多的顾客,同样可以节省成本。另一方面现代生态农业在“互联网+”模式下,正在为农村的金融机构带来新的机遇。一是加速了农业经营主体的分化,促使传统农业向小型的精准化农业发展,结合互联网开展网上直销或者线下线下相结合的销售模式,前者离不开银行卡和结算业务,后者加速了多种金融终端服务。
1.推动智慧农业的发展
智慧农业:在传统农业中运用物联网等现代信息技术,进而对农作物进行科学的检测和管理,有效地解决农产品生长中出现的问题,为农业生产提供智能化决策的现代化农业。智慧农业是将现代化信息技术运用到农业可视化远程管理的一种高级农业管理模式。
2.推进农村电子商务发展
目前我国“互联网+生态农业”的主要代表形式是农村电子商务。与传统农业的营销模式相比,互联网可以令农户和消费者充分共享供求信息,线上直接交易降低了简化了农产品的流通环节,帮助农产品信息在消费者和农户间更加对称。电子商务的流行最终使农产品交易快捷简便,交易成本降低,农户劳动生产率随之提升。
3.完善现代农业产业链
农业互联网时代的来临,使农业产业链的流程悄然改变,互联网思维能有效地帮助解决农业产业链发展中的各种问题。互联网正全方面,全过程地影响改造着农业,包括农产品的生产,分配、销售等环节,在确保农产品品质的情况下,最终将生态农业的各个环节联合打通,形成完整的农业产业链,这也是现代生态农业今后的发展方向。在互联网逐渐改造传统产业的今天,形成集生产、加工、销售、服务为一体的完整农业产业链,是现今农业发展的必经之路。
4.设立农产品质量的追溯体系
关键词:安全电子秤;农业物联网;嵌入式系统;农产品流通
中图分类号:TP216;S126 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)07-0031-04
0 引 言
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,农村信息化是加快推进社会主义新农村建设、全面建设小康社会的重要内容。2010年,长株潭作为唯一城市群被纳入国家第一批“三网融合”试点地区名单,为农业物联网在湖南省大范围示范应用带来了重大契机,同时国内对农业物联网的研究进行得如火如荼。例如,聂鹏程在其博士论文中提出了主动诱导式大规模农业物联网的自组织网络协议和农业物联网深度路由技术,研究了农业物联网故障情况下智能路由维护方法,开发了农业物联网信息采集设备及控制系统[1],阎晓军介绍了北京市建设农业物联网的研究进展[2],农产品安全检测公共技术服务平台的搭建与检测方法得到了更新[3-4],加上国内食品安全问题突出,对农产品质量进行追踪溯源的产品研究不断,如基于嵌入式系统的多功能电子秤[5]、单片机称重系统设计[6]。这些都为本课题研究提供了很好的样本,并在此基础上进一步完善农业物联网的服务功能。
1 电子秤发展需求
随着计量技术和电子技术的发展,传统秤表现出的不足是逐渐显示,而电子秤则以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而广受欢迎。
从以单片机构成的称重系统[6]、嵌入式系统的多功能电子秤[5],到基于微处理器的无线电子秤[7]的应用,电子秤朝着自动化、多功能化、在线化发展,特别是计算机网络的出现,电子称重仪器更是向着小型化、网络化的方向发展。
当前由于人们生活水平的提高,农产品的质量安全问题成为当前社会关注的热点,农产品进入市场涉及到生产、加工、运输、零售商销售等多个环节。如何保证流入市场的农产品是安全的,并能追溯到其产出地、生产过程、加工环节,让消费者用得安心、吃得放心,除了上网查阅其有关信息外,能否找到一种简洁、快捷的工具是农业物联网实施过程中必须考虑的内容,这也是2012年国家科技支撑计划课题—— 农村物联网基础平台共性关键技术研究(2012BAD35B05)—— 研究的内容之一。
2 农业物联网电子秤的需求分析
为解决湖南农产品质量安全与农产品流向和来源等问题,提升农产品质量安全保障水平,根据农业物联网关键技术在农业领域的应用,提出了将嵌入式软件开发和一维码扫描技术应用到农业物联网电子秤的设计方案,开发一种能联网、能根据扫描到的条码信息从综合服务平台搜索相应农产品的所有信息,并具有判断是否过期、质量是否有保证、是否有检验检疫合格证、是否串货等功能的电子秤,在农产品流入消费者手中之前,构筑一道防护网,堵截非法商品、不合格商品、过期商品、存在安全隐患的商品,特别堵截某时间段敏感的产品,如疯牛病、猪蓝耳病、禽流感。当信息不符合时,拒绝过秤、票据打印,禁止销售,阻止其继续流通,对农产品采购构筑一道安全防火墙。
3 农业物联网电子秤的设计
3.1 电子秤框架结构
农业物联网电子秤装置主要由中央处理单元、数据采集单元、网线接口、LCD显示屏、RS232调试接口、小票打印机等组成。图1所示是该电子秤的框架结构。
图1 电子秤框架结构
电子秤本体的接口连接有计价显示主机、条码扫描枪、以太网接口,可用条码扫描枪扫描商品的条形码或RFID条码,并用以太网接口连接电脑主机(或通信终端),同时电脑主机配有后台数据库sqllite,用来存放商品信息,与计价显示主机双向通信,而且电脑主机通过网络与湖南农业农村信息化综合服务平台数据库进行链接,进行数据交换。
中央处理单元采用C8051F430单片机作为主控芯片,是高速、低功耗、超强抗干扰的8051单片机,可实现称重、计价和扫描等功能。
数据采集单元主要包含称重传感器、A/D转换器和USB条形码枪。其中,称重传感器传感放大检测电路的功能是把重量通过称重传感器转换为微弱电压信号,并将其放大以便进行A/D转换;HX711是一款专门为高精度电子秤而设计的24位A/D 转换器芯片。该芯片与后端MCU芯片的接口非常简单,可由输入输出口简单编程后直接驱动,从而实现对内部寄存的编程与读写。
LCD 显示屏同时可当成普通的图像型液晶显示模块使用,它带有GB2312 字库,可用于显示汉字。
3.2 电子秤后台数据库
本电子秤属于嵌入式系统,与此配套,选择嵌入式关系型、轻量级数据库SQLite,无需安装、无需数据库引擎驱动,方便与综合服务平台进行数据交互,最终让电子秤具有识别功能。表1列出两个数据表定义。
表1 两个数据表定义举tb_Quarantine(检疫表) tb_sales(销售流水表)
字段 字段名 类型 字段 字段名 类型
QuaID 检疫码 char SellID 流水ID char
SupID 药监码(备用字段) char GoodID 商品码 char
QualFlag 启检标志 bool SupID 药监码 char
Goods 商品名称 varchar QualID 检疫码 char
Unit 计量单位 varchar SellNum 销售数量 integer
QualNum 审批数量 real SellDate 销售日期 date
SaleNum 已售数量 real Price 销售单价 decimal
QualDate 检验日期 date Gauger 计量员 varchar
Validity 有效期 integer Cashier 收银员 varchar
Area 产地信息 varchar SellPos 销售商ID char
Supplier 供应商ID char SellRes 销售结果 varchar
SellPosID 销售商ID char
QualOfficer 检疫员 varchar
QualDepart 检疫单位 varchar
ReportID 检疫报告ID char
3.3 主要核心代码
本设备下位机开发环境为keil,上位机开发语言是visual studio 2005。主要代码如下:
void main (void) //主程序
{ PCA0MD &= ~0x40; // 禁止看门狗
SYSTEMCLOCK_Init(); //初始化震荡器
Delay();
PORT_Init(); // 初始化数据交叉开关
Delay();
memset(UART0_Buffer,0,UART_BUFFERSIZE0);
memset(UART1_Buffer,0,UART_BUFFERSIZE1);//缓存区清空
memset(StrScrSave1,0,17);
memset(StrScrSave2,0,17);
Timer0_Init();
Delay();
Timer2_Init();
UART0_Init(); //初始化串口0
UART1_Init(); //初始化串口1
lcdreset(); //初始化液晶显示控制器
FLASH_Read (UART0_Buffer, start_address-512*13, UART_BUFFERSIZE0);
//取屏保变量1
memcpy(StrScrSave1,pSS->ScrSave1String,16);
PosX=GetPos(pSS->PosX);
PosY=GetPos(pSS->PosY);
charlcdfill(‘ ‘);
PosX3=PosX;
PosY3=PosY;
putstrxy(PosX3,PosY3,StrScrSave1);//立即显示称重效果
FLASH_Read (UART0_Buffer, start_address-512*14, UART_BUFFERSIZE0);
//取屏保变量2
memcpy(StrScrSave2,pSS->ScrSave1String,16);
PosX2=GetPos(pSS->PosX);
PosY2=GetPos(pSS->PosY);
PosX4=PosX2;
PosY4=PosY2;
putstrxy(PosX4,PosY4,StrScrSave2); //立即显示称重效果
FLASH_Read (UART0_Buffer, start_address-512*15, UART_BUFFERSIZE0);
GlobalVar=pGV->GlVar; //取全局变量
memset(UART0_Buffer,0,UART_BUFFERSIZE0);
Delay();
EA=1;
LED = 1;
while(1) { HubMain();//调用 HostDataProcess(void) }
}
//读711 AD数据子程序
unsigned long ReadCount(void)
{ unsigned long Count;
unsigned int ADval;
unsigned char i;
ADDO=1;
ADSK=0;
Count=0;
while(ADDO);
for(i=0;i
{ ADSK=1;
Count=Count
ADSK=0;
if(ADDO)Count++;
}
ADSK=1; //发送第25个脉冲,表示下次转换使用A通道128db
// Count=Count^0x800000;
ADSK=0;
ADval = (int)(Count >> 8);//取高十六位有效值
return(ADval); }
3.4 操作流程
本电子秤选择嵌入式关系型、轻量级数据库SQLite,并已固化在嵌入式系统中,无需安装、无需数据库引擎驱动,十分方便与综合服务平台进行数据交互,也方便电子秤识别。
图2是本电子秤的整体示意图。现结合整体示意图分析其具体的操作流程。
图2 电子秤整体示意图
图2中的1是重力传感器,为数据采集单元;2是电子秤控制板,为数据中央处理单元;3是条形码扫描枪,是条码采集单元;4是以太网接口(RJ45),是与综合服务平台进行数据交互单元。
具体称重时,称重传感器1的信号输出端连接计价显示主机2,计价显示主机2与条码扫描枪3相连,条码扫描枪3能扫描商品的条形码,还能扫描RFID条码。计价显示主机2连接互联网的以太网接口4,以太网接口4连接电脑主机,电脑主机配有数据库sqllite,用来存放商品信息,并与计价显示主机2双向通信,同时,电脑主机通过网络与湖南农业信息化数据库后台链接,进行数据比较与交互。只有所需物品与原物品一致,产品质量在有效期内,才能由打印机5打出相应信息,否则报警。
4 结 语
本电子秤经过多次实验测试,软硬件设备均可满足农产品信息数据与农业物联网后台数据库交互,并具有称重、扫描RFID条码、扫描一维条形码、接入农业物联网数据中心等多项功能。集成电子电路简单稳定、成熟可靠,使用方便,从而证明农业物联网农产品安全实时监测电子秤是可行,为后续建立健全湖南省农产品质量安全保障体系提供及时准确的数据支持和安全保障。
参 考 文 献
[1] 聂鹏程.植物信息感知与自组织农业物联网系统研究[D].杭州:浙江大学,2012.
[2]阎晓军,王维瑞,梁建平.北京市设施农业物联网应用模式构建[J].农业工程学报,2012, 28(4):149-154.
[3]吴为,季锦美,黄胜海.农产品安全检测公共技术服务平台的研究与实践[J].农业环境与发展,2009(6):53-55.
[4]杨玉霞,莫仁甫,马跃峰,等.农产品安全检测仪器分析方法及其发展趋势[J].广西农业科学,2009,40(1):92-95.
[5]张楠.基于ARM-Linux多功能电子称的设计与实现[D].北京:中国地质大学,2010.
作方针,重点发展领域在精细农牧业、工业智能生产、交通物流、电网、金融、 医疗卫生、公共管理等领域。
近期,国家发改委在向包括北京市在内的14个省市发改委下发通知,要求推进高技术服务业发展。
通知提出发展面向市场的高性能计算和云计算服务、开展物联网和下一代互联网应用服务,以及引导数码文化产业创新发展等。并会选择部分城市作为云计算试验城市,组织国内骨干企业开展云计算服务,并且在国有骨干企业中率先推广应用物联网技术,带动物联网应用发展。其中提出重点发展领域在精细农牧业、工业智能生产、交通物流、电网、金融、医疗卫生等领域,这表明国家将在这些领域大力推动下一代物联网技术的应用。十二五期间物联网要做到四方面的提升:
首先,标准体系尚有待于突破,需要加快构建物联网标准化体系。
其次,规模化应用还有不足,目前国内物联网应用需求还处于比较低的层次。
第三,物联网仍面临一些安全方面挑战。
第四,跨行业合作与资源共享还存在一些壁垒。
这也表明国家将在十二五期间,突破十一五期间的发展壁垒,统一行业标准。只有这样才能推进物联网行业规模化应用。因此物联网应用将会在上述领域成为重要的投资方向。目前技术创新和应用的结合是物联网应用的焦点,但技术和应用脱节较大,技术目前和国际水平相当,但应用由于标准的滞后还未实现规模化。由此中国将采取四大措施支持物联网企业开展物联网创新与应用。这包括:
a.物联网关键核心技术,同时结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推广应用技术,加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破应用创新。
b.制订中国物联网发展规划,全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、传感器网关;超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等,重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。
c.推动典型物联网应用示范,带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展,带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程,确立以应用带动产业的发展模式,消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源,提升物联网的应用过程及产业链的整体价值。
d.加强物联网国际国内标准,保障发展。做好顶层设计,满足产业需要,形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用,加强关键技术的研究,建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台,加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定,整合国内研究力量形成合力,推动国内自主创新研究成果推向国际
未来物联网将是上述领域信息化的主要方向
政府将会利用物联网技术推动上述领域节能管理方面的信息化应用。我们已经向世界承诺,到2020年,我们单位GDP能耗、二氧化碳排放要降低40%。在下一个五年当中,我们要降低二氧化碳排16%―17%。节能降耗是一件十分繁重的任务,在“十一五”期间,在五年内单位GDP能耗的目标下降20%,完成了19.1%,这已经很不容易。在十二五期间总理的报告中明确重点要用信息化手段提升传统产业和节能减排水平是促进技术创新的重要内容。要加快信息技术、环保友好技术、资源综合利用技术及资源节约技术的融合发展,形成低消耗、可循环、低排放、可持续的产业结构和生产方式,其中智能化的信息化管理将是实现其目标的重要工具。因此我们看出十二五期间节能管理是物联网应用信息化的重要方向。目前在节能管理方面政府重点推进智能家居、智能城市、智能交通和智能电网,特别是智能电网在“十二五”规划纲要中提出要用两万亿建设智能电网,中国电力企业联合会近日透露,中国电力企业联合会《电力工业“十二五”规划研究报告》对促进电力工业绿色和谐发展提出的规划目标是:通过发展非化石能源、降低供电煤耗和线损等途径,与2010年相比,2015年电力工业每年节约标煤2.64亿吨,减排二氧化碳6.55亿吨,减排二氧化硫565万吨,减排氮氧化物248万吨;与2015年相比,2020年电力工业每年节约标煤2.73亿吨,减排二氧化碳6.76亿吨,减排二氧化硫584万吨,减排氮氧化物256万吨。这些都是靠智能电网来实现。由此看出智能化物联网应用在节能方面的重要作用。
上述领域物联网应用的主要产品趋势
第一、环保监测,远程监控产品
中国“十二五”环保考核将由2项主要污染物约束性指标扩增至4项,这需要强大的科学技术做支撑和保障,科技突破对改善环境质量起到很大的推动作用。国家环保部工业污染源监控工程技术中心已正式成立,中心基于物联网技术,以建立完整的工业污染源监控技术创新体系及构建工业污染源监控的系统集成和工程化验证平台为目标。这说明环保物联网应用大有可为。特别是北京作为首都,环境污染一直是政府关注的目标,十二五期间,环保指标又有所提高特别是汽车尾气监测,北京拥有500万辆汽车,开展环保监测产品远程监控污染源是北京市政府工作中的重要内容,这也是开展物联网应用的大好时机。
第二、手机扫码
近年来,食品安全成为人们日益关注的热点话题,也是政府关注的话题。人们在购买蔬菜等农产品时,不知道所买产品农药残留检测是否合格。同时,提供农产品的企业对于自己经检测合格的绿色食品,苦于无法通过合适的渠道告知消费者,导致好货卖不出好价钱,以致农民收入不能随着产品价值的提升而增长,形成另一种“增产不增收”的现象。例如山东寿光市世纪三元现代农业开发有限公司开发的蔬菜安全二维码追溯系统,很好地解决了这一问题,并大大提升了其拳头产品“乐义”蔬菜的品牌影响力这给了我们最好的实例。借助二维码追溯系统,消费者购买乐义蔬菜时,只需用手机扫码,即可随时随地上网查询产品认证状况等信息,并可及时举报虚假、错误信息,实现了从“田间”到“餐桌”的蔬菜生产、流通及消费的全过程监控,更好地保护了消费者的权益。上述案例值得借鉴。
第三、无线数据采集
利用物联网技术嵌入企业生产流程为企业的产品服务是政府推动提升企业管理流程的重要举措。例如山东某企业挖掘机的无线数据采集值得借鉴。山东某公司利用安装在机器内部的数据采集模块,把其采集到的各项信息,通过移动网络无线传输,到达信息处理与应用系统,实现对车辆的高灵敏度卫星定位、控制及运行参数数据的传输和报警保护与“三遥”功能。假如当挖掘机丢失,随着电脑键盘轻快的敲击声,失踪挖掘机的位置和偷运轨迹路线清晰地显现出来。据此,公安机关迅速抓获了犯罪嫌疑人。这样也能够帮助公安机关提高工作效率。
另外挖掘机安装GPS定位及数传模块等利用物联网技术只要在信息中心轻点鼠标,油井的采油量、用电量、设备参数等数据就可以一清二楚,既免去了一线人员的奔波劳碌之苦,又切实提高了数据统计的时效性和可靠性。有了无线监控功能,管理人员即使足不出户也能对设备状态进行管理,对安全生产情况进行提前预警。如果出现雷击、暴风或者人为损坏情况,也能够通过该系统及时了解,及时安排人员进行维修。这些都为无线数据采集提供了发展的空间,无线数据采集系统和手机的结合是物联网发挥其规模优势的特点。
第四、居民一卡通产品
关注民生是十二五规划的主题,一卡通的话题由来已久,由于“信息共享、集中控制”的基本思想,一卡通被广泛应用于各行各业,比如村民一卡通、校园一卡通,企业一卡通,医保一卡通等等。但是直至今日,一卡通在生活中依然没有得到全领域的通用普及。因此基于物联网应用的智能一卡通产品将会在上述领域兴起投资热点。
第五、农村安防产品
关注民生也包括关注安防,因此安防产品有巨大的空间。对于做防盗报警的物联网企业来说,农村技防设施的普及安装无疑给物联网企业带来了良好的发展机会。农村市场发展潜力巨大,随着新农村建设的发展,许多地区的农村技防建设也驶入了发展快车道,虽然各地对农村技防设施有所投入,实际上应用效果并不十分理想特别是城郊结合部和农村防范能力减弱的地区,不法之手不断的向农村延伸,这就产生了农村技防的需求,目前实际上很多地方的农村安防产品用的只是一些简单的“电子狗”等防盗报警产品,虽然便宜,但由于这些报警设施科技含量不高,质量档次较低,所以也就跟不上日益发展的治安形势的需要。这为物联网企业利用高科技开发物联网农村安防提供了机会。
物联网产品在上述领域进入方式
第一、在工业节能减排中发挥作用
工业是能源资源消耗、污染物排放的主要行业。2009年,中国工业增加值占国内生产总值的40%,但能源消耗占全国的71%,化学需氧量、二氧化硫排放所占的比重也分别达到34%和84%。因此,抓好工业领域的节能降耗和减排治污,加快调整产业结构,直接关系到我国经济调整和发展方式的根本性转变。
目前钢铁能源消耗量约占全国工业总能耗的15%,废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的14%和17%,因此最先在钢铁行业开展能源管理建设工作是国家确定的战略,这给物联网企业在钢铁领域的物联网应用带来机会。物联网产品如何在钢铁能源管理建设中发挥作用,开展及时的智能检测应用,提高钢铁行业的效率,减少能耗将是物联网企业夺取市场的重要机会。
第二、切入精准农业领域
我们知道农业生产应用“无线传感网系统”,节能将超过15%,同时还将提高农作物的抗病性和产品的产量质量。例如,福建物联网企业与科能集团、厦门大学共同研发了这项物联网应用新成果,并与当地农业部门合作,将无线传感网系统与视频类产品组合包装,在本地金牌农业、省级龙头企业中试点推广。只要在温室生产中大量采用无线传感器,便能随时管理调控温度、湿度、光照、营养液供给以及PH值、EC值等,从而使栽培条件达到最佳水平。这项“无线传感网系统”以自组网和无线传感网技术为基础,可智能化采集农业生产中所需的环境信息,满足温度、湿度、氧气浓度和土壤营养成分等数据的收集。据悉,该系统可广泛应用于蔬菜瓜果大棚菌类植物、花卉,种茶、制茶业等领域,有效弥补了传统农业在生产成本、生产效率、生产管理上的不足,将推进现代农业生产管理控制全新机制的建立。这也是物联网企业重点关注的领域。
第三、公共设施管理领域
市政基础设施领域物联网应用也是政府关心的项目之一。在路网监控上,开展路灯智能监控,但目前传统的节能方法只能通过集中控制路灯亮灭,无法根据具体情况更改亮度,而且也无法实时获得每盏路灯的状态。而现代照明体系要求我们根据不同的环境,采取不同的照明方案,以达到节能目的。在国外运营商在智能监控上已经有成功的经验。路灯照明系统不仅给人类出行带来便利,而且给人们的夜生活增添色彩。例如采用一种无线物联网技术开发的无线路灯控制系统,不仅能根据需要调节路灯的亮度,还可以独立控制单个路灯。例如,在晚上6点钟,将马路上的单号或者双号路灯开启,到晚上8点钟,将全部路灯开启,晚上12点钟调节到半亮度,早上6点全部关闭。经相关部门测试,这种控制方式可实现节能50%。每个路段的路灯都通过内置一种RFID模块组成一个无线通信子网,而每个子网都通过一个GPRS网关通过运营商网络连接到监控中心,而监控室的服务器只需连接到互联网,即可监控市区内的每一盏路灯的状态。
第四、在水热电管理领域开拓应用
水热电管理领域也是市政府重点关心的工作之一,例如北京市政府计划建成信息化集中供热系统,实现了集中供热系统的远程视频监控和远程热力抄表。这为物联网企业提供了机会也是推广移动物联网的应用机会。该建设项目包括换热站远程视频监控和远程热力抄表两部分,主要采用MPLS-VPN和基于GPRS无线网络的自动监控系统,实现远程监控和对各换热站与蒸汽调压站现场参数的采集及实时通信控制。这也是物联网对水热电管理提供的一个思路。
第五、切入民生安防领域
2011年是十二五规划的开局之年。近期,随着各地两会的召开,未来五年的发展战略也被提上了议程。安防行业作为一个不断发展壮大的新兴产业,每年在国家和地方的两会中,都频频出现安防精英的身影为安防行业建言献策、助力呐喊、谋求福祉。在今年各地的两会中,与安防相关的提案涉及平安城市物联网、食品安全、校园安全、三网融合、智慧城市等内容,有些老话题讲出的新意涉及物联网应用。两会代表们代表着广大选民的利益,代表选民向政府相关部门提出选民们自己的意见和要求。
在今年的地方两会上,涉及安防的平安城市、食品安全、三网融合、校园安全、一卡通等依然成为热门话题,物联网、云计算、智慧城市等关键词也被提上议程。而民生安防提案更多的看点是推广RFID强化食品安全监管,由此看出民生安防是物联网企业切入的焦点。
第六、公共司法矫正领域
作为基层司法工作两个最重要的工作方向之一,社区矫正工作一直存在“位置查询难、犯人监督难、流程复杂、手续繁琐、部门协调难”等系列问题。物联网技术让这些难题“迎刃而解”,例如江苏某物联网应用企业通过物联网和移动信息化技术,携手司法管理部门建立的一整套规范化、系统化的社区矫正管理综合解决方案,有效实现了对监外执行的犯人的人性化管理和监督,提升了司法矫正工作的管理效率。其他地区也存在类似的问题,原来的工作虽然积累了大量有价值的社区矫正基础工作资料,但经常出现“工作越深入、积累情况越多、查询起来越麻烦”的问题。在传统的工作模式中,最重要就是能与社区矫正对象面对面的交谈,而很多人十分反感跟工作人员接触。这样,很难实现“人管人”的监管,工作人员们几乎每个人都出现过管理工作顾此失彼、管理对象脱管漏管、违法犯罪防不胜防的局面。而利用物联网技术的信息化平台,实现了对被矫正对象高准度、高密度的定位,相当于在被监管对象周围构筑了一条无形的网。这也为物联网企业切入服务于司法矫正领域提供机会。
总之物联网企业在上述领域大有可为,这也是国家推进物联网应用的方向。抓住节能减排、关注民生是物联网产品应用的突破点,也应该是物联网企业的投资热点。
关键词:城镇化;智慧乡村;乡村建设
中图分类号:F2文献标识码:Adoi:10.19311/ki.16723198.2017.06.012
1城镇化背景
2012年12月16日,中央经济工作会议指出,城镇化可以说是我国现代化建设的一个历史任务,我们需要引导城镇化的健康发展。
根据数据显示,从1978年到2011年之间,城镇人口从1.72亿人增加到6.9亿人,城镇化率也提升到5127%。虽然从数据的变化上来看,中国城镇化建设貌似已经达到世界平均水平,不过目前中国城镇化率统计是以常住人口计算,这样得出来的数据也就不一定是十分准确的了,事实上中国的城镇化率大概也就只有35%-36%。
2智慧乡村建设
2.1什么是智慧乡村
“智慧乡村”是指通过利用一些技术手段特别是信息技g手段来改善农村发展现状,也就是尽可能的整合各种有利资源,使农民的生活丰富多彩。简单说来,就是用“智慧”来发展和建设农村,从而使农村更具活力和吸引力。
而所谓的“智慧城市”就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对市民各种不同的需求做出一种智能回应。我们可以将“智慧乡村”看作是“智慧城市”理念的延伸。它与“智慧城市”一样,就是依靠先进的科学技术来实现社会管理与服务的“智慧化”。
“智慧乡村”又与农村信息化建设不同。农村信息化是社会信息化的一部分,它是通讯技术和计算机技术在农村生产、生活和社会管理中实现普遍应用和推广的过程。而“智慧乡村”它不仅仅是计算机技术,还包括云计算、人工智能、数据挖掘、知识管理等技术,它可以说是农村信息化建设的进一步发展。
2.2为什么进行智慧乡村的建设
2015年初,总理在政府工作报告中提及“互联网+”的概念,这得到了各界的强烈关注。总理在报告中指出的“互联网+”的行动计划,就是要我们借助互联网的力量,创造出一种全新的生活模式。
而“智慧乡村”建设是“互联网+农业”的重要内容,是转变农业发展方式的一个重要手段,它帮助策划乡镇特色,推送乡镇的文化活动,旅游景点,商业体验街,农业经济,特色产业等等。“智慧乡村”建设,在农村落地并且开展工作,实现线下与线上良好对接,它对全面落实民生服务,做好农产品、休闲农业及风土民俗等换起到了强有力的帮助。
3国内乡村建设规划典型模式
3.1“互联网+旅游业”
这种类型的乡村主要依靠乡村内本身的一些自然环境、历史文化或传统民俗等天然因素来促进其乡村的发展,它也同样是通过政府的参与和指导逐步完善自身优势,并且大力发展以旅游及其相关服务为主导的第三产业带动乡村建设,深度挖掘旅游资源,通过网络平台将每个村的亮点在全国免费推广。
3.2“互联网+文化业”
这一类型的乡村建设首先是要对乡村内的一些古传统建筑,街巷布局,奇特地貌或是古文化遗址等具有文化意义的一些传统要素进行保护,然后在此基础上再进行一定的维修和完善。它顺应中央农村新文化的要求,通过互联网将乡村的文化向全国人民进行传播,适当的发展旅游、文化等产业。
3.3“互联网+工农业”
这种类型的乡村主要以第一、第二产业为发展方向,通过产业的发展推动乡村的建设。
比如说主要发展工业的乡村,一般情况下不会太靠近城市而且大多数基本上都具有一定的工业基础作为保障。这类乡村通常会在通过政府的引导,根据一定条件完善村民居住地区的空间环境,逐渐推动村民向市民转变。而主要发展农业的乡村,会依照经济水平的不同将其产业的发展方向分为两种,一是现代农业一是传统农业。这里主要以安徽省巢湖的“三瓜公社”为例,它将互联网技术与农业生产、加工、销售等产业链环节结合,政府提供农业技术服务,引入致富经验,加强农忙互助,以村为单位进行农产品推销,线上线下互动对接。
北京市平谷区大兴庄镇西柏店村的“智慧乡村建设”可以说是“互联网+农业”的一个典型模式,下面就主要介绍一下它是如何发展的。
西柏店村地处洳河流域,地貌以平原为主,其发展特色是生态循环农业。其智慧乡村建设的过程中,主要以促进都市型现代农业发展、提升农村社会化管理水平为目标,将信息技术与乡村发展中的各个部分进行有机结合,强有力地用促进产业发展。其发展的主要举措有以下四点。
3.3.1搭建智能型综合服务平台
将网站作为其对外宣传的窗口,立足“宣传、示范、推广”的功能定位,同时利用手机APP向公众介绍它的村容村貌和特色产业。
3.3.2大棚智能监控系统
主要在村内大棚中实施物联网技术,使用传感器收集种植大棚中的各项信息,为农业生产管理决策提供有效支撑。同时通过开发手机APP来采集数据,将各种农事活动通过手机终端记录后传送到食品追溯系统数据库中,实现远程运作。
3.3.3搭建微信公众平台,开展“微”推广
搭建微信公众平台,涵盖“知乡村妙、慧乡村事、话乡村游”三大板块,并且由此展开宣传和营销。
3.3.4实用技能和知识培训
河南省登封市首家太阳能光伏农业科技大棚项目位于登封市少林办玄天庙村,该大棚不用农药也能让害虫远离大棚蔬菜,667 m2产值可能超过几十万元。
光伏农业大棚内全部采用无土栽培。采用营养液代替土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度,使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。同时利用光的分离,让昆虫无法在大棚里生存,种植过程不需要农药,可达到蔬菜有机种植的要求。
据少林办主任周莉介绍,该项目实现了棚上发电,棚下种植,既不改变土地使用性质,又有效地利用了太阳能资源。安装在棚顶的太阳能电池板,每年可产电60多万千瓦,同时这些特制的太阳能板能够将蔬菜生长所需太阳光线中的红光引入大棚,延长蔬菜生长期,提高棚内植物的产量和质量。通过这种栽培技术培植出的植物,不仅无污染而且产量极高。以奶香小番茄为例,667 m2土地1年可产有机小番茄3万kg左右,价格几乎是普通番茄的2倍。
三亚:将对获得认定的
设施蔬菜基地实行扶持政策
常年蔬菜基地建设是“菜篮子”工程的重要建设内容,是海南省委省政府为民办实事的重点事项。根据三亚市2013年现代农业生产发展资金支持常年蔬菜设施大棚建设实施方案,2013年现代农业发展资金支持常年蔬菜设施大棚建设项目资金为2 268万元。其中,900万元与市2013年常年蔬菜基地建设项目资金整合,1 368万元用于支持常年蔬菜设施大棚建设。目前,市农业部门下发通知,要求各区、镇政府组织辖区内企业、合作社和农户,在规定时间内申报扶持资金。申报实行“公开申报、择优扶持、受益公示”;“重点基地、重点品种、先建后补”;“农户优先、分级管理、严格监管”的原则。符合条件的申请人(业主)可提交申报材料,经审核后即可领取相应补贴。
日本农业ICT云服务新增大棚灌溉管理功能
近日,日本农机厂商NEPON与IT&通信行业领先企业NEC就提高农业生产力、改善农作物品质而合作开发的农业ICT云服务得到进一步强化,新增了大棚灌溉管理功能,并在日本千叶县成功应用。
NEPON是日本农业大棚暖风机设备顶尖企业,NEC则拥有成熟的物联网平台产品“CONNEXIVE”解决方案,两家公司一直致力于通过传感网实现农业数据可视化以及农业数据互通的服务。
此次两家公司在已有的合作基础上新增大棚灌溉管理功能,可以通过云服务对大棚一天中何时开始灌溉、间隔时间多久、灌溉持续时间等做出详细的设定,计划详细到每30 min应该做什么;还可以将之前的灌溉数据下载到电脑或智能手机中,为今后的灌溉计划提供参考。
另外,1台灌溉控制器之前最多只能管控8个阀门,应用大棚灌溉管理云服务以后,可以管控32个阀门,解决了大型种植基地灌溉管控难的课题,同时也使精细化水培管理成为可能。
江苏徐州市丰县设施农业成绿色发展新脊梁
徐州市丰县孙楼镇集中资源优势,发展以现代农业示范园和食用菌产业化示范工程为重点的设施农业,采用“龙头企业+基地+合作社+农户”的产业化发展模式,促使第一产业不断向第二、三产业渗透,努力将设施农业打造成当地绿色环保产业新脊梁,促进农民增收致富。具体措施包括:(1)高投入建设现代农业示范园。以高楼村、仇楼村为中心村,叶庄村、沙园村等周边村庄为辐射带动地区,建成了现代农业产业示范园。2013年上半年投资4 386万元,集中配齐沟渠路涵井电等配套设施,完成设施建设87 hm2,以生产蔬菜、红提葡萄、樱桃、芦笋、鲜切花、银杏苗木等为主。(2)高科技推进食用菌产业化示范工程。实施秀珍菇、白色金针菇、杏鲍菇、双孢菇、黑木耳“五菇”的设施农业富农工程,其中农业龙头企业带动效果明显。2013年实施丰县茂元合作社技改扩建、提档升级工程。已经新上2条杏鲍菇生产线,新建成厂房面积1万m2,压缩机设备、菌包摆放架、变压器等已完成安装,新建2间厂房已投产使用,项目完成后该镇向日产10 t杏鲍菇目标更进一步。
天津:物联网应用在温室领域“开花结果”
农业部、中科院日前就共同推进农业物联网建设与天津市签署合作协议,津城农业物联网试点进程有望加快。2012年以来,物联网应用在天津不再是“含苞待放”,而是出现了“遍地开花”。
物联网“看得见,摸得着”。2012年,天津市选取了3 000部在用的乘客电梯免费安装了电梯故障远程自动报警系统——“电梯卫士”。在天津市的多个农业示范园里,实现精细化种植的农业物联网也已经落地。“信息采集层靠安装在大棚内的传感器采集信息;信息传输层利用无线网络将采集到的信息传输到电脑、手机等终端上;信息处理层将用户的处理指令反馈到大棚中。比如利用大棚中的风机控制温度,开启遮阴帘来阻挡阳光,开启保湿帘来留住水分;打开喷淋设备浇水灌溉;打开照明设备观察农作物生长情况。”天津移动相关负责人透露,天津作为全国农业物联网区域试验工程3个试点省市之一,将大面积推广这种蔬菜大棚与数据世界融合的信息化应用平台。
新型微囊农药防治地下害虫更高效
日前,从在山东临沂市举行的国家公益性行业(农业)科研专项“农田地下害虫综合防控技术研究与示范”花生地下害虫防治示范现场会上传来好消息,由中国农科院植保所研发的18%氟虫腈·毒死蜱种子处理微囊悬浮剂在花生地下害虫防治中防治效果优异,受到与会专家和当地农户的肯定。示范结果表明,采用18%氟虫腈·毒死蜱微胶囊悬浮剂拌种处理的花生田里,几乎没有发现蛴螬,拔出的花生果颗粒饱满,没有虫蛀果,防治效果非常显著。
据介绍,新型高效微囊农药18%氟虫腈·毒死蜱微胶囊悬浮剂具有对花生安全、高效、持效期长等优点,采用不同作用机制杀虫剂混用增效的原理,配方独特,剂型独特,经过在山东、河南、河北等多地试验,效果可靠,已经取得农业部农药登记证。
蔬菜新品种667 m2产值最高上万元
重庆武隆的高山蔬菜种植结构长期以来被当地戏称为三白结构,即只有莲花白、大白菜、白萝卜3种,与市场需求的对接度差,受农民种菜科技水平低、土壤连作障碍严重及蔬菜根肿病的影响,农民种菜的效益不高、不稳。2008年,国家蔬菜产业技术体系岗位科学家田时炳及其团队作为科技特派员来到武隆,开展了连续5年的科技研究与示范工作,引进筛选了7-10月份重庆市场相对紧缺而畅销的番茄、四季豆、黄瓜、茄子、瓢儿白、油麦菜等蔬菜品种,总共筛选出了适宜武隆高山的新品种和抗根肿病品种28个。番茄新品种示范面积30余公顷,667 m2产值12 000元;黄瓜新品种示范面积20余公顷,667 m2产值10 000元。
目前,武隆高山蔬菜产业的品种和产量均得到了提升。据介绍,武隆高山蔬菜基地现在目前有1万hm2,2015年将拓展到1.3万hm2,产量达50万t,产值预计达到8亿元左右。
科学家发现灰霉菌可攻破果蔬的免疫防线
番茄、草莓、葡萄放上几天就要被灰霉菌侵染长毛,哪怕在冰箱中冷藏也无法避免。灰霉菌为何如此厉害?美国加州大学河滨分校金海翎教授实验室为解答这一问题提供了新线索,他们发现灰霉菌会借助一种特殊手段攻破果蔬的免疫防线。
灰霉菌是空气中大量存在的一种真菌,迄今未发现有植物对其产生抗性。金海翎等人在近期出版的美国《科学》杂志上报告说,已知的许多病原菌都会输送特殊蛋白质进入植物细胞内部,以抑制植物免疫防卫机制,从而达到有效侵染的效果,而灰霉菌还会利用一种叫做小分子RNA的分子进入植物细胞内部,从而抑制植物免疫系统,这也是首次发现有病原菌利用小分子RNA来达到有效侵染的效果。金海翎说,小分子RNA的主要作用就是让特定基因不起作用。他们研究灰霉菌侵染拟南芥与番茄的过程后发现,灰霉菌会将一些小分子RNA送入植物细胞体内,这些小分子RNA能够与叫做AGO1的宿主蛋白结合,让有关基因“沉默”,从而让拟南芥与番茄的免疫系统“失效”。
研究人员怀疑,除了灰霉菌外,其他侵染力比较强的真菌同样拥有这种利用小分子RNA的侵染机制。他们表示,这一研究不仅发现了新的致病机理,而且很有可能打开了一个新的研究方向。
北京市首次将物联网技术应用于农业标准化
何时施肥、何时浇水,除了严格按照标准要求执行之外,还能通过计算机技术实时掌控,这就是农业标准化和物联网技术“结合”的优势。近日北京市通州区正在积极申报“物联网农业园标准化示范区”。
据介绍,通州区确定了北京金福艺农农业科技发展有限公司为“物联网农业园标准化示范区”,作为全国第八批农业标准化示范申报项目,旨在“集中展示、突出效果、做出样板”,以北京金福艺农农业科技集团有限公司的蔬菜基地为对象,围绕计算机联网在农业生产中的应用,挖掘农业科技展示功能,体现现代都市型观光农业的科学内涵,让人可看、可学、可用、可推广;提高蔬菜的产量和质量安全水平,降低生产成本,提高劳动生产力,提高设施蔬菜的经济效益,并把北京金福艺农农业科技集团有限公司建设成为一个真正实现农业物联网应用标准示范基地,探索出物联网技术在农业园区中的应用标准及模式途径。
目前,通州区已建有国家级农业标准化示范区10个,市级农业标准化示范基地69个,组织和参与制定农产品北京市地方标准12项,通州区地方标准26项,制定管理标准和工作标准69项。
“博辣红牛”成新疆制干椒主栽品种