湖南农业云物联网建设对策分析

引言

随着中央政府持续对农业的重视和加大投入力度，各政府、各部门面对各地“三农”实际情况，深入推进本地农业农村信息化建设。近几年，我国农村信息化建设成果斐然，农村信息化基础设施不断夯实，涉农信息资源的开发与利用能力得到提升，基层农业信息服务体系不断完善，农村信息服务站在农村逐渐铺开,面向农业农村的信息化服务模式不断创新，农业生产经营活动信息化水平日益增强叫其中，物联网技术是现代农业信息技术的新生力量，是推动农业信息化与农业现代化融合的重要切入点,也是推动我国农业向“高产、优质、高效、生态、安全”发展的重要驱动力，然而我国实施农业物联网也并非一帆风顺，有困难,也有挫折。文献指出了我国当前农业物联网发展现状与存在的问题，随着研究持续深入，也取得了显著的成就，如文献介绍江苏农业物联网的发展成果，文献介绍北京市设施农业物联网应用模式的建设成果都是典型示例。

当前，物联网技术在农业信息化中的应用不断完善，正逐渐建立相应系统原型，并进一步完善和丰富其功能，文献分别介绍了各自的研究成果，湖南省在建设国家农村信息化试点省份的同时，也在进行农业物联网的研究与开发。

1项目调研

根据湖南农业物联网项目建设的需要，由湖南农业大学与北京联信永益科技股份有限公司相关人员组成的调研小组,从2012年4月至2013年1月25日止，分别走访了江苏省宜兴市与湖南省岳阳屈原区、长沙县开慧镇、榔梨镇金托村，进行了深入细致的农业物联网现状专题调查。

主要的调查对象是区镇主要技术负责人、养殖大户、农村中小企业代表、龙头企业负责人、村支两委主要成员等。

主要调查方式是听取相关人员进行农业物联网运作情况介绍，咨询企业运作流程，下基层实地考察种养情况，拍照论证等方式，真实记录当前农村中小企业与养殖大户实施农业物联网的现状与存在的问题，真实了解企业现有设备和在物联网方面急需解决的问题，以及开展物联网示范相应欠缺的条件，在物联网方面还需要添置什么设备，有什么困难可以利用物联网技术进行解决，如表1所列。

从表1可知，江苏宜兴市以水产养殖物联网为核心，同时积极开展畜禽养殖物联网、设施园艺物联网和大田种植物联网，这些项目都走在湖南省的前面，湖南虽然几年前就开始了农业物联网的工作，但主要以企业需求为主，由于受资金、政策、人才限制，发展较慢，有些设备陈旧老化，已跟不上现代农业的发展，因此也急需更新换代或添加新设备。

2湖南中小企业实施农业物联网现状

从近一年的多次下基层进行农业物联网调研，深刻感受到虽然屈原区作为国家农业示范区，里面有许多农业中小企业,也有知名的上市公司，企业在实施物联网方面也是心有余而力不足。不仅缺设备，更缺资金与人才，对于农村大户与农村合作社，所需资金数量更是不可奢望，有的企业根据需求用上了简单物联网设备，也仅仅是起步，实施效果不明显，由于人才的限制，远没有发挥其应有的效益，与兄弟省份比较，湖南物联网建设还有很大发展空间。

具体体现：

其一，上市公司如正虹集团与唐人神集团，由于食品安全问题，企业购买了相应监控系统与设备，质量监控与追溯系统、

RFID耳标，但还需要大量人工参与，特别是受资金限制，在此服务的人员学历水平并不高，数据采集也不多，没有完全实现自动化管理。

其二，农民合作社、种养大户仅关注自己种养的对象，有的单位虽有自己的研究室，打破了靠天吃饭的现象，但受资金与人才限制，基本上以家族参与为主，外来人才并不多见,物联网设施基本没有。

其三，村委组织这一级，深受体制限制，物联网设施才刚刚起步，有的负责人表示从没听说这一概念，实施物联网的许多设想都没法实行。

3湖南农业物联网发展关键问题

首先，要解决人才培养问题。湖南农业大学可承担相应技术人才的培养任务，同时要能留住这些人才，企业要根据自身的发展需求，合理使用人才，从制度、资金、政策上支持他们的工作，让他们安心服务三湘大地；

其次，要在已构建的湖南农业农村信息化综合服务平台与农业云平台基础上，构建农产品电子商务系统，避免重复投资问题。利用信息技术与网络技术，在网上进行农产品信息的收集、整理、传递与发布，同时依托生产基础与物流配送系统，在网上完成产品或服务的购买、销售和电子支付等业务过程，要让企业生产资料能采购到，生产产品能顺利销售出去，更能赚到钱。让实践者或应用者从对比中感受物联网带来的操作便捷、利益增值，从而提高企业的生产积极性与品牌意识。

第三，要根据湖南省的实际情况进行选择，突出重点、有所作为。利用通信技术、计算机技术和微电子技术等现代信息技术在水稻大棚内监控育秧全过程信息化管理，如营养配方、温度、湿度、长势、病虫害、精细作业等管理，并能进行远距离监控、遥控、报警；同时，利用现代信息技术实施农作物产前农田资源管理、产中农情监测、产后精细作业控制。建设内容主要包括农田管理与测土配方系统、墒情气象监控系统、作物长势监测系统、病虫害预测预报与防控系统和精细作业系统等。实现农作物种植管理全过程的信息化，达到种植高产、优质、高效、安全的目标，确保大田种植业可持续发展。

第四，提高农业知识利用率。要利用已搭建的农业云平台，针对农业物联网收集的庞大数据，利用Hadoop等分布式计算开源框架、射频识别技术、短距离无线技术及现有云计算平台设备搭建农业大数据计算池，以提高农业信息全文检索、数据采集、信息撮合及知识推送的速度和效率，提供低成本的农业物联网数据处理解决方案。

第五，政府政策、资金扶持力度问题。由于农业物联网刚起步，投资大，见效时间长，没有政府支持，仅靠企业负担，发展是很缓慢的。

4湖南农业物联网系统技术框架

当前，湖南农业物联网的实施主要在农业基础比较好的岳阳市屈原区进行示范试点，首先搭建屈原区农业物联网管理平台，主要为全区农业物联网示范点提供数据接入、网络平台、信息服务、行政监管以及成果展示。通过监控中心可将各示范点传感器所采集的环境信息、视频信息、气象信息等各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理、汇总、分析和挖掘，并可实现预警、报警等功能，同时通过网络3G/GPRS/宽带网等传输设备实现上述信息的远程信息共享，为远程管理和科学研究提供服务平台。

主要采用大屏幕视频感知与控制系统，将显示技术及设备、投影墙拼接技术、多屏图像处理技术、多路信号切换技术、GIS技术等应用集合为一体，使系统成为一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先进的大屏幕拼接显示系统。通过投影拼接显示系统，能够对养殖业感知信息和相关设备控制进行实时的演示、监控和智能化管理、控制，使得演示、展览更直观、更高效。

图1所示是物联网管控中心的层次架构。

在搭建完物联网管控中心后，再实施项目技术框架，下面以生猪健康养殖物联网框架结构进行说明。此框架每层架构采用适用的物联网技术，实现效果和设计理念上体现可视化、智能化、个性化、一体化的特点。其项目总体技术架构如图2所示。

本系统基于物联网技术，在已建设的湖南农业云基础上,构建了三大模块：感知层、传输层和应用层。其中，应用服务层主要由视频监控系统、猪舍环境智能监控系统和质量追溯系统三个模块组成。通过在线监测生猪生长的环境信息，调控猪舍的生长环境条件，实现生猪的健康生长和繁殖，从而提高母猪的生产率，提供优质的猪肉、猪毛等产品，进而提高养殖户经济效益。

生猪健康养殖系统主要实现以下功能：

监视对象及其范围

实时监测温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、硫化氢浓度、视频图像，并可通过系统平台设置监测对象的阈值。此外，本系统还可监测猪舍内控制设备的状态，并上报综合服务平台。

实时要求

能实时显示猪舍内5个环境因子及控制设备状态信息,并能及时传送给后台数据库。

显示方式

可通过多种终端设备(现场显示屏、PC、智能手机、平板电脑、触控一体机等)实时显示猪舍环境因子及控制设备状态信息，以满足不同的需要。

报警处理

可设置环境因子的阈值，随时对所测环境因子的数值进行判断，如果超出设定范围，贝爐给出报警。

历史环境参数分析

查看历史环境参数曲线，通过对过去某一时段的变化趋势观察，总结变化规律，从中总结经验，为决策分析提供依据。

产品质量追溯系统

前端数据采集端以RFID技术为基础，对生猪养殖、屠宰、流通等环节信息进行全程记录；后端数据管理软件端是对前端采集的数据进行存储、统计、分析、分发等，同时与政府相关监管部门的管理系统进行对接。

目前，其他模块也在加紧实施。

5结语

本文以湖南国家农村信息化试点省份建设工程为背景,在对湖南省主要农村地区进行充分调研的基础上，结合企业运作模式，提出湖南农业物联网建设对策。为了推进示范,项目组首期在湖南物联网基础较好的屈原区进行生猪、水产、大棚栽培等物联网建设，协同企业全程参与，以高校智慧支撑、企业运作为主，以资源整合为重点，把中小企业与农民受益作为项目的出发点与落脚点，重点解决中小企业、种养大户、农村合作社关心、关注的重点、难点问题，有利于加快湖南省农业物联网研究成果转化，为物联网在湖南农村实施提供新思路和新方法。

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