摘 要： 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中，運用先進的技術和設備，構建完善的物聯(lián)網(wǎng)技術應用體系，不僅可以提高農(nóng)業(yè)效率和質量、降低成本和風險，還能驅動產(chǎn)業(yè)向體系化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。山東省濱州市是農(nóng)業(yè)大市，近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術廣泛應用在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領域，有力帶動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)升級。從物聯(lián)網(wǎng)技術的內(nèi)涵出發(fā)，闡述了濱州市物聯(lián)網(wǎng)技術的應用現(xiàn)狀和存在問題，提出針對性解決對策，以期推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為提升濱州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提供基礎。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)業(yè)發(fā)展；智慧農(nóng)業(yè)；傳感器；濱州市

中圖分類號：S24 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）09-0040-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.09.007

0 引言

濱州市位于山東省北部，農(nóng)業(yè)資源豐富，近年來堅持改革創(chuàng)新，積極利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代手段，聚力突破農(nóng)業(yè)發(fā)展瓶頸。但是目前，農(nóng)業(yè)資源利用率低、理論與實踐發(fā)展不平衡、基礎投入不足、技術人才短缺等問題制約著濱州市的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程。因此，推進濱州市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，能進一步強化農(nóng)業(yè)基礎地位，也為其他地區(qū)提升農(nóng)業(yè)綜合水平起到借鑒作用[1-3]。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念及作用

1.1 概念

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，通過多個傳感器節(jié)點連接，組成的監(jiān)測網(wǎng)絡，采用了大量智能化、自動化的生產(chǎn)設備，對農(nóng)作物的生長狀況進行實時監(jiān)測，利用無線網(wǎng)絡及時反饋用戶，為用戶管理提供科學依據(jù)，精確定位故障所在，達到增產(chǎn)節(jié)本、提高經(jīng)濟效益的效果[4]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)使農(nóng)業(yè)逐步由傳統(tǒng)的人工參與、單一機械為主的生產(chǎn)方式轉變?yōu)樽詣踊?、智能化為主的管理方式，推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。

1.2 發(fā)展意義

1.2.1 節(jié)本增效

濱州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸由傳統(tǒng)的經(jīng)驗型向精確型轉變，這個過程中不僅節(jié)水節(jié)肥，還減少了農(nóng)藥和人工的消耗。如安裝了智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的溫室大棚，無須相關人員到現(xiàn)場管理，只需連接網(wǎng)絡，隨時隨地登錄手機、電腦端平臺就可以看到溫室大棚內(nèi)此時的溫度、濕度等各種數(shù)據(jù)情況并反饋給用戶；用戶可以及時掌握農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)，遠程操控天窗的開閉增減光照，調(diào)節(jié)風機的運行控制溫度等，提高了農(nóng)業(yè)自動化水平，實現(xiàn)節(jié)本增效[6-7]。

1.2.2 種植精準

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植以人工經(jīng)驗為主，對各項資源的利用率較低。以水資源為例，我國目前農(nóng)業(yè)水資源利用率只有45%，遠低于發(fā)達國家的70%～80%[8]。以智慧農(nóng)業(yè)為依托，將改變以人工經(jīng)驗為主要內(nèi)容的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。利用傳感裝置，對土壤溫度、濕度和農(nóng)作物的采摘時機等進行監(jiān)測，為生產(chǎn)經(jīng)營提供參考[9]。當管理者設置好監(jiān)控條件后，系統(tǒng)可以完全自動化運行管理作物，并且可以針對不同的作物生長要求，提出相應的預警設定。當出現(xiàn)異常狀況時，系統(tǒng)會自動發(fā)出警告，便于管理者實時掌握情況[10]。

1.2.3 安全溯源

在電子商務迅猛發(fā)展的今天，網(wǎng)絡銷售逐漸成為農(nóng)產(chǎn)品市場的主流，物聯(lián)網(wǎng)技術可以讓農(nóng)產(chǎn)品的銷售渠道得到更大地擴展。而銷售的農(nóng)產(chǎn)品，利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立產(chǎn)銷一體化的平臺，可以實現(xiàn)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到消費，從田間到餐桌的全過程可追溯體系。全過程的跟蹤，可為消費者提供更好的食品安全保障。只需消費者掃描農(nóng)產(chǎn)品所附的二維碼，就能了解農(nóng)產(chǎn)品的品種、產(chǎn)地、生長過程及物流配送等信息。

2 應用現(xiàn)狀

2.1 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

主要集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，在農(nóng)作物生產(chǎn)管理過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術利用衛(wèi)星定位、人工智能、智慧物聯(lián)網(wǎng)、地理信息、監(jiān)測預警、GIS 地圖技術和大數(shù)據(jù)分析等方法，幫助農(nóng)戶實現(xiàn)對農(nóng)機進行遠程指揮與調(diào)度。甚至還可以跨地區(qū)進行供需智能匹配，實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息的上傳與下達。如將物聯(lián)網(wǎng)技術運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，通過傳感器獲取作物生長過程中所需養(yǎng)分信息和環(huán)境條件，并對其進行營養(yǎng)補充，實現(xiàn)科學高效地施肥。以濱州市惠民縣為例，麻點鎮(zhèn)為建設高標準的農(nóng)業(yè)孵化器項目，先后投入1 500 萬元建設日光溫室大棚60 余個。農(nóng)戶通過手機可以實現(xiàn)對60 個大棚的同時管理，大大提高了農(nóng)戶的工作效率，并且每個大棚能夠為農(nóng)戶帶來2.5 萬元的收益[11]。

2.2 在農(nóng)業(yè)監(jiān)管中的應用

農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質與所處的外部環(huán)境密切相關，在農(nóng)作物監(jiān)管過程中，借助物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠實時、動態(tài)地監(jiān)測農(nóng)田周邊的外部環(huán)境。如果周邊出現(xiàn)溫度、土壤、水體等問題，能夠及時向農(nóng)戶上報，并自動做出相應的調(diào)整，防止農(nóng)作物的生態(tài)環(huán)境受到進一步的破壞。如濱州市濱州園區(qū)與濱州職業(yè)學院合作，構建了農(nóng)業(yè)空間大數(shù)據(jù)管理平臺，對該空間內(nèi)的土壤進行監(jiān)測，收集相關信息，搭配50 個智能監(jiān)測點位及250個人工點位，實時監(jiān)測土壤氮、磷、鉀、pH 值和含鹽量，為耐鹽堿良種選育、鹽堿地土壤改良及區(qū)域環(huán)境影響評價提供數(shù)據(jù)支撐。

2.3 在數(shù)字鄉(xiāng)村信息管理中的應用

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，可以解決數(shù)字鄉(xiāng)村信息管理薄弱的問題。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，將各類農(nóng)作物的歷史生長情況、所需種植條件等信息收集起來，建立完善的數(shù)據(jù)信息庫，為后續(xù)的種植提供經(jīng)驗參考。在此基礎上，建設專家?guī)?、知識庫、健全覆蓋城鄉(xiāng)的公共資源服務體系助力“三農(nóng)”，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)興旺。以濱州市陽信縣的5G 牧場為例，形成了集飼草種植?犢牛繁育?標準養(yǎng)殖?屠宰加工?冷鏈物流?餐飲連鎖?皮革制造?科技研發(fā)?廢棄物綜合利用于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈條，帶動當?shù)丶爸苓呣r(nóng)村養(yǎng)殖戶1 000 余戶，年均收入1 萬余元，解決農(nóng)民就業(yè)人數(shù)2 000 余人，緩解了農(nóng)村就業(yè)壓力，增加了農(nóng)民收入，促進了鄉(xiāng)村發(fā)展。

3 存在問題

3.1 技術發(fā)展不成熟

物聯(lián)網(wǎng)是推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要引擎，促進了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。但目前濱州市物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普及乏力，自主性程度較低。一方面是感知層，在現(xiàn)代科技的支撐下，可以利用傳感器對農(nóng)作物生長環(huán)境實現(xiàn)精細化管理，以盡可能少的資源提高農(nóng)作物產(chǎn)量，是農(nóng)業(yè)數(shù)字化技術領域的關鍵環(huán)節(jié)。國內(nèi)的農(nóng)業(yè)傳感器類型非常單一，品種較少，還存在體積大、耗電高、精度低等問題。一些核心器件，如傳感器芯片、敏感元件之類的中高端技術，基本上都要依賴于進口[12]。傳感器技術作為智慧農(nóng)業(yè)的關鍵科技之一，制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。另一方面是傳輸層，傳感器在采集各類農(nóng)產(chǎn)品的生長數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)格式轉換，再利用網(wǎng)絡傳輸，農(nóng)作物的生長環(huán)境和傳感器的技術缺陷給傳輸過程提出了更嚴格的要求。目前傳輸技術與國際水平有較大差距，給后續(xù)分析數(shù)據(jù)帶來了困難，不能滿足當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要[13]。

3.2 基礎設施建設成本高

物聯(lián)網(wǎng)技術應用在農(nóng)業(yè)發(fā)展是未來發(fā)展的必然趨勢，但是目前我國的農(nóng)業(yè)數(shù)字化普及率卻不到1%，與一些數(shù)字農(nóng)業(yè)強國相比，還處于初級階段。這是因為與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設成本更高。物聯(lián)網(wǎng)技術的投入可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細化管理，但是精細化種植意味著需要有相應的設備。對于農(nóng)戶來說，除智能大棚需要較大的投入，一套完整的傳感采集設備包含了室內(nèi)溫度傳感器、土壤濕度傳感器等，成本超過1 萬元。如果農(nóng)作物需要分布式精準檢測，需要的傳感器數(shù)量更多，而且這些硬件成本都是消耗品，隨著使用時間增長，后續(xù)還要換新，否則準確度會受到影響。前期投入較高的設備費用后，后期還要持續(xù)投入維護費用，而農(nóng)作物利潤普遍偏低，僅在規(guī)?；r(nóng)場中推廣。此外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在我國起步較晚，還屬于新興產(chǎn)業(yè)，所以能夠參考的數(shù)據(jù)并不多，使農(nóng)戶對于物聯(lián)網(wǎng)的使用意愿不強。

3.3 對物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用不夠重視

濱州市土地資源豐富，適宜種植多種糧食作物，但是由于長期以來對農(nóng)業(yè)技術的投入不足，使濱州市整體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)利用率水平相對較低。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等科學技術的應用，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)也進入快車道。雖然濱州市在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運用中取得了一些成效，但是對于農(nóng)村和大多數(shù)企業(yè)來說，還是會受到傳統(tǒng)種植觀念和很多現(xiàn)實因素的影響，對物聯(lián)網(wǎng)的接納程度不高。對于農(nóng)產(chǎn)品的種植、生產(chǎn)、加工和銷售的各個環(huán)節(jié)還是采用傳統(tǒng)模式，并沒有普及物聯(lián)網(wǎng)技術，制約了物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應用的進程。此外，還存在人才短缺問題。物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)的推廣不僅需要政府大力推動，還需要足夠的人才隊伍建設。目前濱州市農(nóng)戶平均文化水平較低，對于新興的知識理解能力相對薄弱，對于國家出臺的相關政策，也缺少專業(yè)的人員進行推廣和應用，嚴重影響物聯(lián)網(wǎng)技術的使用效果[14]。

3.4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實用性較差

近年來，濱州市越來越多的農(nóng)機產(chǎn)業(yè)向智能制造轉型，但還處于探索階段。一方面是因為技術標準不統(tǒng)一，因為我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起步較晚，沒有形成健全的標準規(guī)范體系，在各項硬件設備的技術標準上存在缺失。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)包含感知、傳輸和應用3 個層次，3 個層次中需要用到的儀器儀表較多，往往涉及多個平臺和廠商，由于沒有建立統(tǒng)一的技術標準，每個企業(yè)的標準都不盡相同，在使用過程中信息不能有效共享，影響產(chǎn)品應用的通用性。另一方面是數(shù)據(jù)應用程度不足，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在使用過程中收集了大量信息，但收集的數(shù)據(jù)應該如何傳輸、存儲、分析和利用并沒有充分發(fā)揮其實質。這些收集的數(shù)據(jù)應用目標不同，在分析、利用過程中也會有所不同，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務企業(yè)雖然數(shù)量一直在增長，但是其服務質量相差較大，一定程度上會導致產(chǎn)品市場化受阻。

4 措施與建議

4.1 強化農(nóng)業(yè)科技和裝備支撐

濱州市作為全國糧食產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展示范市，應堅持自主研發(fā)與引進吸收雙管齊下，積極借鑒其他省市的管理經(jīng)驗，并根據(jù)自己的實際情況，加快技術研發(fā)應用步伐，研制出一套符合自身實際的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術，力爭擴大其在山東省的試點應用范圍，縮小與其他地區(qū)的差距。因此，當務之急是要確定農(nóng)業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新方向，把研究重心轉向農(nóng)作物感知，也就是傳感器技術的研發(fā)，擴大在這一領域的自主產(chǎn)權。在此基礎上，結合濱州市農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，應用到不同的農(nóng)作物生產(chǎn)中，并且積極尋求系統(tǒng)節(jié)能策略，使其在降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的同時，達到節(jié)能減排的目的。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中的應用成果不能僅停留在自動化層面，還要考慮可能影響傳輸結果的因素，針對性地對農(nóng)作物不同的生長環(huán)境建立差異化處理平臺，增強傳輸結果的可靠性。最后，優(yōu)化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理方案。濱州市應減少由于技術不成熟出現(xiàn)的產(chǎn)品性能差使用壽命短等現(xiàn)象，加強農(nóng)戶與企業(yè)之間的溝通交流，在產(chǎn)品使用過程中，農(nóng)戶及時反饋產(chǎn)品性能缺陷，企業(yè)能夠迅速做出反應，提高產(chǎn)品質量，優(yōu)化產(chǎn)品性能。

4.2 建立優(yōu)惠政策體系

濱州市目前物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中應用的投入成本較高，普通的農(nóng)戶和企業(yè)都無法承受，因此，政府應出臺農(nóng)業(yè)補貼政策，加大對農(nóng)業(yè)數(shù)字化的投入力度，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施的根本保證。首先，從政策上推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用，對于與物聯(lián)網(wǎng)相關的產(chǎn)品或者設備的購買上增加優(yōu)惠和補貼，以此來降低相關設備的價格，提高農(nóng)戶和企業(yè)的購買意愿，加快轉變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。其次，濱州市可對于涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)進行一系列的稅收優(yōu)惠政策，根據(jù)產(chǎn)品的應用范圍、創(chuàng)新度、市場成熟度等方面確定補貼標準。鼓勵社會上更多的企業(yè)和研究院校參與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設中。再次，濱州市可完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理制度，對于一些農(nóng)業(yè)數(shù)字化的設施用地、信貸條款、保險理賠及應急救助等政策加大扶持力度。最后，吸引社會資金的投入，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建成需要大量人力物力，僅靠政府的政策和資金投入是遠遠不夠的，還需要引導和撬動社會資金的進入，充分調(diào)動社會上不同層次、不同市場的企業(yè)資金的投入，豐富投資主體[15]。

4.3 提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)重視程度

首先，加強政府引導，把設施農(nóng)業(yè)建設納入濱州市農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體規(guī)劃，明確農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點和發(fā)展程度，工作重點和推進措施，對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的硬件設備開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用進行全面的部署，注重農(nóng)機部門發(fā)揮龍頭作用。其次，出臺具體的政策，由政府牽頭，與財政、科技等多部門聯(lián)合，圍繞物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的前、中、后期制定優(yōu)惠政策，推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。最后，鄉(xiāng)村振興，關鍵在人，應加快人才隊伍的培養(yǎng)。當前，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的人才隊伍建設進程中，濱州市可以構建產(chǎn)學研聯(lián)合發(fā)展機制，從教育體系入手，與高校、研究院展開合作。將農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需的農(nóng)業(yè)、物流、銷售等相關知識納入高校培養(yǎng)方向，探索科學、專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)出農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)本土人才。此外，也可以利用高校師資隊伍、科技企業(yè)人才對現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員進行培訓，增強知識的轉化，提升實際應用能力。

4.4 加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實踐操作

針對濱州市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的重理論輕實踐的現(xiàn)象，相關部門可著重強調(diào)實用性，因地制宜地展開相關研究。一方面，制定標準的規(guī)范技術體系，起到規(guī)范信息化管理的作用，由政策部門帶頭，聯(lián)合多家農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與編制工作，在制定標準時，相關人員廣泛收集資料，充分了解國家對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展政策，為編制工作做準備。秉著科學、謹慎、操作性強的態(tài)度，在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關條例基礎上，綜合考量技術標準的可行性，最終確定標準的主要內(nèi)容。另一方面，注重理論聯(lián)系實際，不能完全照搬某一國家或者某一地區(qū)的成功經(jīng)驗，因為不同地區(qū)的自然資源、適宜的農(nóng)作物品種、市場環(huán)境等各有不同，應向著實用、有效的方向發(fā)展，制定適合自身的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理計劃。注重實踐研究，結合當?shù)貙嶋H情況，從技術和經(jīng)濟結合的層面考量，建立起實用性和穩(wěn)定性都較高的系統(tǒng)。

5 結束語

物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)已經(jīng)積累了大量成果，應用在農(nóng)業(yè)中，能夠實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品的動態(tài)管理，節(jié)本增效，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供新路徑，推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為提升濱州市物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應用成效，本研究從優(yōu)化頂層設計、強化科技支撐、完善運行體系、豐富投資主體及增強適用性等方面提出建議，希望能為濱州市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的創(chuàng)新及農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

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