藍(lán)嵐，劉昌林，熊林武，姚毅

（南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江西南昌 330001）

0 引言

近年來，隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，萬物互聯(lián)已成為可能并正在逐步進(jìn)行中，物聯(lián)網(wǎng)不再僅僅停留在概念階段，而是慢慢變成現(xiàn)實，逐漸滲透到我們的生活中的方方面面。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)，一改以往的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，實現(xiàn)自動、智能、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)模式，極大提高了生產(chǎn)率，節(jié)省了人力物力財力，而且優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)基本是靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的感覺和經(jīng)驗，無法對生產(chǎn)細(xì)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷和控制，比如作物的水肥、農(nóng)藥、微量元素、光照等，在用法用量上，只能靠生產(chǎn)者的經(jīng)驗和感知，在具體操作時無法做到最優(yōu)，難以達(dá)到作物的最佳生長狀態(tài)。

農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則是利用大量的傳感器節(jié)點，形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能及時采集信息，如作物的生長溫度、濕度、光照、pH值、CO2濃度等數(shù)據(jù)信息，并可以通過數(shù)據(jù)中心進(jìn)行比照，技術(shù)人員在辦公室或者通用無線網(wǎng)絡(luò)隨時隨地進(jìn)行信息查看或者調(diào)整，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，從而使作物生長條件參數(shù)達(dá)到最優(yōu)，保證農(nóng)作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟效益的目的。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了及時監(jiān)測、隨時查詢、提醒警告、遠(yuǎn)程控制等功能，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面表現(xiàn)出了前所未有的生產(chǎn)優(yōu)勢，是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，國家對此也非常重視，出臺了許多相關(guān)的扶持政策和促進(jìn)措施。

2020年政府工作報告指出，要將病蟲害防治、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、新材料等先進(jìn)的科技成果應(yīng)用到農(nóng)業(yè)上，推進(jìn)農(nóng)業(yè)智能化。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將各類傳感器、農(nóng)情采集器、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的即時監(jiān)控和科學(xué)決策，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)向信息化、智能化發(fā)展[1]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。當(dāng)前，南昌市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程不斷加快，對促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收具有重要作用。

1 南昌市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 政策導(dǎo)向作用明顯

為加強智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)，江西省政府先后出臺了《江西省人民政府關(guān)于貫徹互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)行動計劃加快推進(jìn)全省智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)實施意見的通知》（贛府廳發(fā)〔2015〕74號）、《江西省人民政府關(guān)于加快建設(shè)物聯(lián)江西的實施意見》（贛府發(fā)〔2018〕29號）、《江西省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)“智聯(lián)江西”建設(shè)三年行動方案》（2021-2023年）的通知（贛府廳字〔2021〕31號）等一系列政策，并發(fā)布了《江西農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)技術(shù)指導(dǎo)規(guī)范》和《江西農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺開放API說明》等文件。這些政策、文件對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應(yīng)用指明了方向，并規(guī)范了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)工作。南昌市在省政策文件精神的指引下，科學(xué)開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和平臺的研發(fā)工作，并積極落實農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，有效提高了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)水平。

1.2 示范基地建設(shè)取得實效

南昌市通過政府主導(dǎo)、市場引導(dǎo)共同作用，充分挖掘產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)取得了顯著成效。2020年，南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、南昌市政公用生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司、江西煌上煌集團食品股份有限公司、江西農(nóng)旺水產(chǎn)養(yǎng)殖開發(fā)有限公司、江西省斐然生態(tài)農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司、南昌智慧大田農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司等10家單位被評選為江西省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地（企業(yè)）。南昌綠谷“兩區(qū)一廊”、工控·塘南第六產(chǎn)業(yè)園等園區(qū)，作為糧食生產(chǎn)、無公害蔬菜生產(chǎn)等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，大面積應(yīng)用了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了農(nóng)情監(jiān)測、自動澆水施肥、自動溫濕度控制等農(nóng)事操作的自動化、智能化。

1.3 技術(shù)應(yīng)用具備堅實基礎(chǔ)

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)建設(shè)上，南昌市抓住國家科技重大專項——新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)的成果轉(zhuǎn)化工作，基本實現(xiàn)了NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）對重點農(nóng)業(yè)項目建設(shè)的覆蓋。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，南昌市通過完善農(nóng)村通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、降低寬帶資費等措施，在農(nóng)村地區(qū)普及寬帶，使農(nóng)村地區(qū)基本進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代。在移動通信方面，農(nóng)村4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率超過97%，5G網(wǎng)絡(luò)正在有序建設(shè)，基本實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用打下了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。在硬件設(shè)施方面，南昌市引進(jìn)了各類傳感器、農(nóng)情監(jiān)測設(shè)備，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動監(jiān)測、氣象數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)、農(nóng)情信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)於擞布A(chǔ)。

在系統(tǒng)平臺方面，南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院研發(fā)了農(nóng)業(yè)科研生產(chǎn)管理服務(wù)平臺，可以通過電腦終端和移動終端對氣象數(shù)據(jù)、農(nóng)事生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與終端的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程調(diào)度和實時溝通。在管理服務(wù)平臺上，針對智慧農(nóng)場場景，可以顯示農(nóng)場概況、種植類別、種植品種、氣象監(jiān)測、生產(chǎn)進(jìn)度等信息，并可實時監(jiān)測農(nóng)機作業(yè)的情況；在智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖場景，可以切換水質(zhì)監(jiān)測儀、農(nóng)業(yè)測試設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備實時數(shù)據(jù)顯示；在氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計場景，通過監(jiān)測儀器監(jiān)測24h溫度變化、24h濕度變化及實時氣象信息，并可顯示每一項監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)及24h變化情況。平臺還設(shè)置了視頻語音系統(tǒng)，服務(wù)人員通過查看實時監(jiān)控視頻，與生產(chǎn)現(xiàn)場人員進(jìn)行語音溝通，極大地增強了農(nóng)業(yè)技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)的便利性。此外，平臺還內(nèi)置專家系統(tǒng)，可以及時針對天氣情況、氣象災(zāi)害、病蟲害發(fā)生情況作出預(yù)警，并利用專家系統(tǒng)提出防范、防治建議。

1.4 技術(shù)應(yīng)用場景廣泛

1.4.1 農(nóng)情監(jiān)測

南昌市依托農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設(shè)施和管理服務(wù)平臺，初步實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)大田生產(chǎn)作物生長情況、土壤溫度、土壤濕度、病蟲害發(fā)生情況、農(nóng)業(yè)災(zāi)害情況的實時監(jiān)控預(yù)警，并結(jié)合降雨、氣溫、天氣預(yù)報等信息，對作物生產(chǎn)做出專家指導(dǎo)意見，及時調(diào)整田間管理措施，達(dá)到精耕細(xì)作、科學(xué)施肥、合理灌溉、及時防治病蟲害的效果。如土壤監(jiān)測系統(tǒng)，通過埋藏于耕地土壤內(nèi)的傳感器，可以實時監(jiān)測土壤墑情，確定何時灌溉、灌溉量多少[2]；通過肥力傳感器可以精確分析土壤中各營養(yǎng)元素的含量，做到配方精量施肥，有效降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

1.4.2 設(shè)施農(nóng)業(yè)

建設(shè)智能溫室和標(biāo)準(zhǔn)日光溫室，并結(jié)合溫室內(nèi)設(shè)置的無線傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，實時監(jiān)測土壤濕度、空氣濕度、光照強度、二氧化碳濃度、植物養(yǎng)分含量等與作物生長密切的參數(shù)，并通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉噴淋器、卷簾機，自動預(yù)警并通過移動終端提示進(jìn)行通風(fēng)、施肥等管理。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實現(xiàn)了高效管理和精準(zhǔn)化管理，大大降低了設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人力成本、農(nóng)資成本，提高了作物產(chǎn)量。如：作物生長動態(tài)信息獲取傳感器可以通過一段時間作物生長情況的對比，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)多源信息的智能采集和研判，為生產(chǎn)提供準(zhǔn)確建議。

1.4.3 智慧養(yǎng)殖

通過安裝基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧漁業(yè)管理系統(tǒng)，如養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測傳感器等，可以實時監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境溫濕度、水質(zhì)、PH值、電導(dǎo)率等參數(shù)，進(jìn)行養(yǎng)殖設(shè)備自動化控制、魚病遠(yuǎn)程會診等，實現(xiàn)漁業(yè)養(yǎng)殖的智能化和自動化。通過畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，如動物行為信息傳感器、動物個體自動識別系統(tǒng)，可動態(tài)分析畜禽生長情況、分布情況等，并實現(xiàn)全生產(chǎn)鏈的全自動管理。

1.4.4 食品安全

通過食用農(nóng)產(chǎn)品電子追溯系統(tǒng)，利用移動手持終端（PDA），實時查看食用農(nóng)產(chǎn)品來貨信息、檢驗信息，并進(jìn)行快速檢測，提高了食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測的效率，增強了食品安全監(jiān)管力度。同時，通過基于物聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量安全追溯體系，可以及時采集農(nóng)產(chǎn)品播種、施藥、采收、加工、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，消費者只要通過手機掃描條形碼就可以實現(xiàn)整個農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全追溯。此外，應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還可實現(xiàn)農(nóng)機智能調(diào)度、農(nóng)產(chǎn)品智能配送等功能，且已經(jīng)在生產(chǎn)中得到推廣。

2 南昌市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)存在的主要問題

2.1 農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)建設(shè)不足

數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式尚未深入開展，對數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用也不全面。由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)過渡需要一定的人力物力財力支持，農(nóng)業(yè)發(fā)展特點是投入時間較長，見效慢，需要長期的持續(xù)投入才能見到效益。目前，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)由概念轉(zhuǎn)到應(yīng)用也是近年來才開始的，農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)從全國來看也都存在基礎(chǔ)建設(shè)不足的問題，需要一定的時間、經(jīng)驗的積累，以及建設(shè)方式的探索、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)的制定都需要實踐。

2.2 農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)共享程度低

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是涉及農(nóng)業(yè)部門、涉及企業(yè)、示范基地、生產(chǎn)者及科研機構(gòu)等的系統(tǒng)工程，農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)在這些建設(shè)主體中還難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享涉及的問題較多，在技術(shù)層面已不成問題，但需要在宏觀調(diào)控下進(jìn)行才能有序的進(jìn)行，因為需要涉及以許多部門、單位、生產(chǎn)基地等之間的協(xié)調(diào)配合。實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，需要先進(jìn)行頂層設(shè)計，先期要統(tǒng)籌規(guī)劃好方案，制定原則、管理制度、方案預(yù)案、人員分工等，才能完成這一系統(tǒng)工程。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)人才缺乏

當(dāng)前農(nóng)業(yè)企業(yè)、新型經(jīng)營主體、個體生產(chǎn)者缺乏數(shù)字化素養(yǎng)，科技人員中缺乏既懂物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合型人才。長期以來，全國各地的農(nóng)業(yè)發(fā)展都是以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，南昌市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不例外，普遍生產(chǎn)規(guī)模不大，經(jīng)營范圍也相對單一，而且比較分散，缺乏集中的多元化經(jīng)營的現(xiàn)代規(guī)模生產(chǎn)方式，而且從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營者水平偏低，鮮有高學(xué)歷人才。加之近年來城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，一些有知識有文化有能力的年輕人不斷外出務(wù)工經(jīng)商，農(nóng)村的常住人口基數(shù)不斷減少，留守的基本都是老年人和兒童、婦女，高學(xué)歷高素質(zhì)人才在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域嚴(yán)重匱乏，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢[3]。

2.4 農(nóng)業(yè)信息安全性低

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用形成了巨大的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)池，這些數(shù)據(jù)涉及到政府文件、科研技術(shù)、企業(yè)信息、農(nóng)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)等，但當(dāng)前信息安全性仍然處于較低水平。信息安全一直是互聯(lián)網(wǎng)中十分重要的工作，物聯(lián)網(wǎng)時代也同樣要把信息安全列為工作中的重中之重，一方面是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)安全運行，確保數(shù)據(jù)安全存儲、傳輸和及時發(fā)送。另一方面也要防止數(shù)據(jù)泄漏，防止黑客的入侵。數(shù)據(jù)的最大程度安全才是物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)[4]。

3 南昌市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢展望

3.1 加強頂層設(shè)計和制度建設(shè)

管理部門應(yīng)從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的總目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃，并制定各項標(biāo)準(zhǔn)和實施細(xì)則，使各地農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)有序推進(jìn)。

3.2 加大資金支持力度

加大關(guān)鍵環(huán)節(jié)的補貼引領(lǐng)力度，創(chuàng)新財政和融資支持方式，提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件的應(yīng)用。市場經(jīng)濟條件下，資金的保障是實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到實踐必要條件，一方面可在各級財政在支農(nóng)資金中拿一定比例投入到發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)中來，另一方面拓寬融資渠道，鼓勵民間資本的進(jìn)入，采取多種模式進(jìn)行投入，如特許經(jīng)營、提供服務(wù)、股權(quán)合作等方式，促進(jìn)物聯(lián)風(fēng)農(nóng)業(yè)的主體發(fā)展。

3.3 加強人才培養(yǎng)

針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要求，引進(jìn)、培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人員、服務(wù)人員和數(shù)字化技術(shù)人才。一方面是引進(jìn)人才，依托省內(nèi)及國內(nèi)的一些大學(xué)、實驗室、科研院所，引進(jìn)一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研等方面的學(xué)歷高、能力強、素質(zhì)好的人才，可以采取雙向兼職、項目合作、技術(shù)入股等多種方式，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)高層人才的流入。另一方面是加強本地人才的培養(yǎng)，通過送出去學(xué)習(xí)、現(xiàn)場教學(xué)講座、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等形式，對本市的基層農(nóng)業(yè)干部、技術(shù)人員、新型經(jīng)營主體開展有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)相關(guān)培訓(xùn)，提高對物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的認(rèn)識及技能水平的強化。學(xué)習(xí)了解物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一些前沿的技術(shù)操作、先進(jìn)理念、運作模式及先進(jìn)設(shè)備知識，不斷提高思想認(rèn)識及生產(chǎn)管理理念，提高從業(yè)水平以適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要。

3.4 開發(fā)應(yīng)用場景

加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)能力，結(jié)合不同產(chǎn)業(yè)研發(fā)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景和商業(yè)模式，增強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對智慧農(nóng)業(yè)的支撐力度[5]。

3.5 強化物聯(lián)網(wǎng)信息安全

應(yīng)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)防護技術(shù)，完善信息數(shù)據(jù)管理機制，增強管理人員安全意識，不斷提高農(nóng)業(yè)信息的安全性。

4 結(jié)語

通過上述措施，可以解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的部分問題。目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在南昌市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用仍存在局限，但隨著規(guī)劃機制的完善、先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)、適用設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用、更多應(yīng)用場景和商業(yè)模式的產(chǎn)生，以及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)的深度融合、專業(yè)人才的不斷培育，南昌市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必然實現(xiàn)更大范圍的覆蓋，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的形成和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的提升。