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關鍵詞:物聯網;現代農業;傳感;4G
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)03-00-01
0 引 言
物聯網(The Internet of Things,IoT)即萬物互聯。據有關專家預計,未來互聯網有可能會消失,取而代之的是物聯網,其包含了計算機技術、傳感網技術、3G/4G無線通信技術、RFID射頻識別技術等,己逐漸滲透到各個領域,如現代農業、智能家居、智慧城市等。中國是農業大國,如何讓農民使用先進的現代化高科技技術對農作物進行管理是擺在農民面前的一大難題,隨著國家對農業的大力發展和支持,未來農民對農作物的種植管理一定會擺脫現有的方式方法,使用先進的物聯網技術。本文從物聯網技術的角度出發,提出依靠物聯網技術對玫瑰種植基地的科學管理。
1 農業物聯網技術的特點
傳統農業完全依靠農民的經驗進行種植管理,無法檢測農作物的濕度、濕度、土壤水分濃度、CO2濃度。而物聯網技術的出現則徹底改變了靠天種植的概念,種植變得科學化、集約化、效率化。依靠網絡技術+傳感技術+視頻技術,農民或種植戶能根據手持終端隨時查看田間作物的生長情況。當土壤養分不足或缺少某種肥料時,系統會自動告知農戶該補充哪種物質;當濕度和溫度不利于作物生長時,系統會即時警示,同時作物的生長狀態也能被時時監測。原有靠感覺來種植的方法完全被棄用,信息化智能監控系統會幫助農民精準把關,保障大棚的科學管理。種植戶可以通過帶有4G功能的手機接入信息數據庫,根據專家(系統)開好的科學種田“處方”,用計算機對溫度、濕度、灌溉和施肥等進行合理有效的控制和管理。
農業物聯網的出現對推動“互聯網+”背景下的農業與信息化全方位融合至關重要。為此,本文圍繞農業物聯網的技術實現、系統構建、智能農業關鍵技術以及感知技術、信息傳輸技術、信息處理技術等進行研究,并對相關技術實施面對的困難提出解決方案。
2 玫瑰種植基地物聯網技術應用詳細設計
2.1 智能玫瑰大棚的系統架構
智能玫瑰大棚系統架構如圖1所示。
該方案利用物聯網技術、感知技術和通信技術,將玫瑰大棚中的室內溫度、土壤溫度和濕度、CO2濃度、光照、露點溫度和葉面濕度等關鍵要素通過各傳感器不斷采集,將信息及時傳送到監控系統平臺,使種植戶通過電腦、手持終端和手機實時監測,遠程控制管理,提高玫瑰品質,增加種植效益和收益。同時把不同領域的農業專家整合起來,提高產品質量和管理效益,精確測量設施環境,利用實用、先進的技術手段幫助花農提高玫瑰產品質量,提高對病蟲害的監控水平、預測水平,并減少農藥使用量。建立科學、規范的生產環境數據庫,以幫助種植戶、專業生產企業、研究機構等單位強化管理手段。
2.2 系統總體設計
智能玫瑰大棚系統主要分為大棚現場、采集傳輸、業務平臺和終端展現4層架構。
玫瑰大棚現場主要負責大棚內部環境參數的采集和節點控制設備的運行,采集的數據包括土壤溫度、土壤水分、二氧化碳濃度、空氣濕度、空氣溫度及農業生產所需的光照等數據。
采集傳輸主要負責相關數據的采集,包括濕度、溫度、水氧分含量等數據和圖片視頻等。采集由終端探測儀和攝像頭組成,傳輸工作主要依靠ZigBee技術實現。
業務平臺主要負責數據的處理及反饋。業務平臺包括數據庫、前端和后臺,是數據的處理中心,可以實現業務流和數據流的收集、分析和決策。
終端展現主要負責向手持終端推送數據的結果以及實施意見。向種植戶提供有效的“處方”和決策意見。最終實現用戶的精準化管理。
3 智能玫瑰大棚系統的關鍵技術
3.1 基于ZigBee和4G網絡的連接問題
ZigBee是一種短距離無線通信協議,以其近距離、短時延、低功耗、低成本、低速率、高容量、高安全、免執照頻段等特點著稱。因此能實現與傳統網絡的有效結合,其強大的組網能力可以將數據快速傳輸到各個節點,適合傳感與控制。
3.2 基于ZigBee和4G網絡的數據融合問題
由于ZigBee工作在2.4 GHz頻段,傳輸數據的大小受到一定限制,有效速率達不到100 Kb/s,因此不適合傳輸大量數據,如圖片、視頻等信息。但傳輸溫度、濕度、土壤數據等監測值數據則完全沒有壓力。
3.3 手機客戶端訪問的速度、可靠性、界面友好性等問題
手機客戶端的可靠性、速度、界面易操作性等問題取決于手機連接網絡的速度,是否有4G網絡可用;系統設計是否簡單易操作,功能模塊不要太復雜,能即時獲取一些關鍵數據。
4 結 語
物聯網技術應用在農業領域可大大減少勞動成本,同時對規模化鮮花種植能實現集約化規模經營,集科研、生產、加工、銷售于一體,大大提高了農業的附加值。對于大數據的收集大有益處,是我國農業新技術革命的偉大工程。
參考文獻
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關鍵詞:農業 物聯網技術 葡萄種植 應用
中圖分類號:TP31 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)10(a)-0079-02
農業物聯網技術是物聯網技術應用于農業領域的具體體現,農業物聯網是指利用射頻識別(RFID)、智能傳感器、網絡通信等先進技術設備,將農業系統中的動植物、環境要素、生產設施工具與互聯網連接起來,利用網絡進行信息的實時傳輸和分析,實現對農業生產的智能化監控和管理[1]。農業物聯網技術是對物聯網技術的一種拓展,可幫助人類提高對農業系統的調控能力和對突發事件的應對能力。在當前科學技術不斷發展的時代背景下,物聯網技術正悄悄走進農業種植領域中來,葡萄種植中農業物聯網技術的應用就是其中的典型。
1 農業物聯網技術在改善葡萄種植環境中的應用
應用農業物聯網技術,在葡萄種植區設置多個物聯網信息采集點,進行葡萄生長環境條件的信息采集,包括葡萄種植區內的溫度、濕度、光照條件、二氧化碳濃度、土壤水分、土壤養分等,利用互聯網將各個信息采集點聯系起來,通過網絡將信息傳輸給終端管理平臺,再由管理中心的計算機對所采集的種植環境信息進行整理分析,判斷該種植環境下葡萄的生長狀況,然后根據分析結果,將所需處理的事項以命令的形式傳輸給控制柜,對葡萄進行灌溉、施肥、噴藥等。
某葡萄種植園引進物聯網技術后不僅節省了人力物力,還節省了成本,提高了收入,該葡萄種植通過應用物聯網技術,每畝葡萄可節省2 000余元的人工費用,施肥和灌溉的費用也節省了近50%,每年減少農藥投入在300多元左右,葡萄的畝產值也由原先的每畝3萬元增加到了如今的每畝3萬7千多元,大大提高了種植戶的收入。原先依靠經驗種植葡萄的情況已被當下物聯網智能化管理所取代,通過物聯網技術可實時采集、存儲其所在地點的各種土壤和環境參數,獲得包括土壤溫度、水分、空氣濕度、光照度等數據,這些數據直接輸入監控室的計算機內,農戶點點鼠標就能及時了解結果。如果數據顯示濕度不夠,那么輕點鼠標發出指令,根據預先設置好的程序,自動啟動水泵給葡萄噴灌[2];另外種植園內安裝了移動視頻監控,農戶在家中只要通過電腦或手機,就可以隨時看到種植園內部的情況。
2 應用農業物聯網技術實現葡萄智能化灌溉
滴灌技術是目前葡萄灌溉常用的技術之一,滴灌技術的應用在很大程度上節省了水資源,實現了水資源的有效利用,但其也存在諸多問題,例如滴頭出水的孔徑小,容易堵塞;灌水不均勻;關閉部分管道后,會造成管道內部壓力增大,易損壞管道;灌溉時間和灌溉量很難進行精準控制等。應用農業物聯網技術,引進自動變頻灌溉系統(見圖1),通過物聯網控制箱和專家信息系統,根據所采集信息對葡萄進行精確灌溉。自動變頻灌溉系統運用了變頻技術,可實現水泵的自動啟動和停止,不需要長時間運行,減輕了水泵的負荷,只要設定好相關參數,即可保證管道內水壓和水流速度維持在一個合理的范圍內,避免了對管道的損壞,減少了管道堵塞現象的發生[3]。
物聯網可通過各種傳感器感知葡萄種植土壤中的水分含量,當檢測到土壤水分較少,影響葡萄生長時,傳感器就會將信息傳輸給管理中心,管理中心收到信息后,發送指令將所需灌溉區域的電磁閥打開,自動給需灌溉的葡萄澆水。當灌溉到一定程度后,由專家信息系統對是否繼續進行灌溉做出判斷,專家信息系統可以將專家知識和相關種植經驗轉換為控制參數,再將其傳輸給控制中心,為判斷當前情況提供可靠的依據。
3 葡萄種植中的智能監控
智能監控在葡萄中的應用同樣也是屬于物聯網技術的一種,通過智能監控系統,控制中心的管理人員可直觀地觀察到葡萄種植區域內的人員管理情況和葡萄生長狀況,為葡萄種植管理和人員調度提供了圖像等直觀信息,提高了管理效率。另外,通過監控攝像頭傳輸回來的高清圖像和視頻,管理人員可對葡萄的生長狀況做出判斷,對葡萄出芽、開花、結果等過程有一個直觀的了解,當發現葡萄出現病蟲害或生長不良時,可直接將獲取的圖像和視頻傳輸給現場的工作人員,現場工作人員再根據接收到的圖像和視頻,并結合物聯網傳感器所采集的種植環境信息和專家信息系統所提供的專家知識找出出現問題的葡萄植株,判斷病蟲害類型,查清葡萄生長不良的原因,并采取針對措施進行及時的處理。
智能監控系統也可實現異地實時監控,只要有網絡,管理人員可在任何地方通過電腦或手機查看葡萄生長情況和工作人員管理情況,方便快捷,具有較強的時效性,其已成為葡萄種植生產管理中不可缺少的一部分。
4 葡萄種植物聯網平臺的構建
葡萄種植物聯網平臺主要包括環境信息采集系統、自動控制系統和智能監控系統等,種植園內的工作人員可通過網絡訪問該種植園的網站,在控制平臺通過一系列的操作實現對園內各設備的控制,通過監控攝像頭傳輸回的圖像來掌握葡萄的生長狀況。管理人員也可通過設置在園內的各種傳感器傳輸回的環境監測信息來了解葡萄的生長狀況,并通過專家信息系統來實現對園內葡萄生產的指導與管理。借助于物聯網平臺消費者可實時了解葡萄是否成熟,葡萄在種植過程中是否綠色環保,由此一來,消費者對于葡萄的質量有了更進一步的信任,從而擴大了葡萄的銷量。
環境信息采集系統主要通過各類傳感器完成信息的采集,物聯網傳感器節點是采集系統的最末端單元,在布置傳感器節點時,既要保證傳感器節點能準確檢測到種植環境的各類參數,又要保證其能覆蓋整個園區,實現系統效率的最大化。傳感器節點的結構如圖2所示,包括傳感器模塊、計算與存儲模塊、通信模塊、電源模塊,監測節點采用無線傳輸,每隔一定距離就布置一個監測節點,按照不同的地面高度,將監測節點層次化,在距離地面不同高度各設置一個監測節點,用以監測園內空氣濕度、溫度、二氧化碳濃度、光照強度等,另外設土壤pH值傳感器和氨氮傳感器,用支架將其分別插入土壤中。
智能監控系統(見圖3)主要是對環境信息采集系統所采集的信息進行分析,根據分析結果對園內的空氣、溫度、濕度等做出適當調整。智能監控系統以微控制單元為控制中心,電池模塊對系統進行供電,利用無線網絡將采集的數據和信息傳送到PCC端,再通過PC機進行顯示,并與標準的葡萄生長環境信息進行比對。
5 結語
農業物聯網一般應用是將大量的傳感器節點構成監控網絡,通過各種傳感器采集信息,以幫助農民及時發現問題,并且準確地確定發生問題的位置,這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式,從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。葡萄種植中的農業物聯網系統的是通過無線網絡傳輸和各類傳感器的監測來實現對葡萄種植的管理,實時采集葡萄種植區域的環境信息,進而進行分析、處理和預測,優化葡萄生產管理工作,避免了資金的浪費和環境污染,提高了葡萄生產管理水平,節省了人力物力,在保證葡萄質量的同時,也實現了增產增收,提高了種植戶的收入。農業物聯網技術是實現葡萄種植業長遠發展的關鍵。
參考文獻
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【關鍵詞】化肥質量安全 物聯網技術 追溯系統的應用
物聯網(Internet of Things)的概念產生于1999年,普及于2005年,在中國,物聯網也被稱為之“傳感網”,2009年物聯網被正式列入我國國家級五大新興戰略性產業范疇,備受全社會的矚目,由此物聯網技術得到了實質性的發展,如今,物聯網技術已經廣泛地應用于各行各業中,化肥作為一種基礎的農資產品,由于其行業準入門檻較低、小廠加工直銷情況普遍,以及受氣候變化以及經濟形勢等不定因素的影響,近年來化肥市場出現產能過剩、惡性競爭加劇,假化肥充斥等不正常情況,化肥行業處于產業亟待升級的拐點,政府部門也開始加大監管力度,在此背景下,基于物聯網技術的產品質量追溯管理被各大正規化肥企業納入了質量安全的建設中。
1 物聯網技術的相關概念
物聯網技術是將實質或虛擬的物品信息通過物品編碼技術(EPC)、射頻識別(RFID)技術、激光掃描器、紅外感應器等傳感設備以及利用全球定位系統將其與互聯網連接起來,實現物品信息的智能化識別、傳遞和管理,近年來隨著物聯網技術應用的日趨成熟,實時定位追溯、在線監測、調度管理、遠程控制等精細動態化管理均已成為了現實,物聯網技術大大提高了社會資源的利用率和社會生產力,有效地促進了社會經濟的發展。
1.1 物聯網技術的核心技術
1.1.1 傳感器網絡技術
傳感技術依賴于敏感材料以及工藝計測技術,利用傳感器和傳感器網絡感知和采集目標對象的信息,是物聯網信息的底層及原始信息的來源,其自身的完整性、效率性、安全性等至關重要。傳感網絡節點包含傳感單元、處理單元、通信單元、以及電源,其中傳感單元由傳感器和具有轉換功能的模塊組成;處理單元主要由芯片、存儲器、嵌入式操作系統組成;通信單元主要包括無線通信模塊,正是這些傳感器網絡節點構成了無線網絡,實現了信息的實時感知、采集、傳送和處理。在物聯網技術中傳感器相關于人的眼睛,同時負責把模擬信號轉換成計算機能夠處理的數字信息,傳感器經歷了傳統傳感器、智能傳感器、嵌入式傳感器的轉變,智能化、信息化、微型化、網絡化是其發展的趨勢,傳感器網絡相當于人的神經系統,負責信息的傳遞;嵌入式系統則相當于人的大腦,負責信息的分類和處理,是一項復雜的應用技術。
1.1.2 射頻識別技術
物聯網標識技術主要是以條形碼(一維碼)、二維碼以及RFID標識為基礎,其中射頻識別-RFID(radio frequency identification)屬于無線通信技術,是物聯網技術的核心,它通過射頻信號器自動識別物體包括高速運動目標,獲取物體標簽中的相關信息,該過程無需機械或光學接觸,無需人工干預,可應用于各種惡劣條件下,日常生活中RFID技術應用很廣,大到各類門禁系統、質量安全追溯系統等、小到公交卡、餐卡、水卡、門禁卡、銀行卡、身份證都應用了射頻識別技術,RFID識別技術主要由標簽、閱讀器、應答器3部分組成,射頻識別標簽具有數據存儲容量大、識別速度快、可重復使用、壽命長、安全小巧輕便、防水防磁防偽等特點,廣泛應用于現代物流管理以及自動識別領域中。條形碼、二維碼和RFID標簽都屬于物品信息標示技術,本質上都是賦予物品以一個特殊的編號,經由掃描該編號而獲知該物品的相關信息,二者之間有一定的區別,條形碼(一維碼)和二維碼是通過光學手段感知印刷的條形粗細或圖文來獲知編號實現標識作用的,RFID標簽可以說是一維碼和二維碼的電子版本,它采用無線電原理,通過電磁波的載波、調制等過程來獲取RFID標簽里的編號信息,它的優勢在于以嵌入或附著方式來對物體進行定位,無需近距離讀取,數據存儲所花時間更短,安全性更高。
1.1.3 EPC編碼技術
EPC又稱為產品電子代碼,是物聯網的重要支撐,它以RFID電子標簽為載體,通過傳感器進行識別,以互聯網為信息傳遞的媒介,EPC系統充分結合了射頻識別技術以及互聯網信息技術的優點,為全球每一件商品建立起唯一的、開放的標識,解決了以一維碼以及二維碼只能單次單個識別,以及障礙識別的問題,實現了物品信息在網絡中的交換、處理、共享以及透明化管理。
1.2 追溯管理系統介紹
追溯性主要是產品在原料、生產、加工以及流通各個階段中具有的正向、反向追蹤的能力,由于產品特點、供應鏈特征、技術手段等不同,不同的追溯系統存在著較大差異, 隨著編碼與標識、信息快速采集、智能決策與預警、數據交換與融合等關鍵技術的成熟,以及物聯網技術的不斷發展,追溯系統向著深度、廣度和精度方向深入發展,因此,從技術角度構建起符合不同需求、集全面感知、實時傳輸、智能決策為一體的追溯系統已成為可能,正被各行各業所采用。
2 化肥生產質量安全追溯中物聯網技術的應用
[關鍵詞]物聯網;鮮活農產品;營銷渠道
[中圖分類號]F7246[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3283(2017)01-0101-03
[作者簡介]王玉霞(1978-),女,漢族,遼寧大連人,副教授,碩士,研究方向:市場營銷。
[基金項目]本文為遼寧省社科聯2017年度遼寧經濟社會發展立項課題研究成果“互聯網背景下遼寧農產品流通渠道協調發展研究”(項目編號:2017lslktyb-090);遼寧對外經貿學院2016年校級科研項目階段性成果“物聯網背景下大連鮮活農產品營銷渠道模式創新研究”(項目編號:2016XJLXYB003)。大連市鮮活農產品極為豐富,多種產品的供應量位居我國前列,近年來頻頻出現的農產品安全問題以及互聯網、物聯網技術的普及,對鮮活農產品的營銷渠道提出了新的挑戰,培育和創新基于物聯網的大連市鮮活農產品營銷渠道成為當務之急。
一、農產品物聯網的概念
物聯網是通過射頻識別(RFID)裝置、遙感技術、紅外感應器、定位系統、地理信息系統、激光掃描器等信息傳感設備,將物品與互聯網相連接,實現數據采集、處理、融合,信息交換,智能化跟蹤、定位、識別、監控、管理的過程。[1]
農產品物聯網是以食品安全為出發點,通過射頻技術、傳感器技術、GPS定位技術、電子產品編碼技術等跟蹤產品從生產到銷售的整個環節,使供應商、中間商、消費者及時了解產品相關信息,保障消費權益。
二、物聯網技術在鮮活農產品營銷渠道中的應用
(一)生產環節物聯網技術在現代農業中已經得到初步運用,如物聯網中傳感技術的應用可以實現農業生產數據的儲存、實時采集和遠程定時報送,通過無線傳感網絡監測土壤含量、空氣溫濕度、土壤類型、降水量、氣壓、光照度等物理參數,為鮮活農產品的生產提供準確的科學依據,實現大幅增產的目的。
(二)加工環節
鮮活農產品的加工環節利用本地RFID系統對產品進行包裝、編碼,加工企業通過讀取本地RFID系統將農產品的深加工信息增加到電子標簽上,對環境要求嚴格、價值高的鮮活農產品使用單個RFID標簽,而對價值比較低的產品標簽加在包裝大托盤上,單個產品使用條形碼,并且配送車輛也要配備相應RFID電子標簽。此外,物聯網技術將進一步應用到農產品深加工設備中,計算機視覺識別系統可以運用到鮮活農產品的品質分級,實現農產品深加工的遠程與智能化監控,降低成本、提高效率。
(三)運輸環節
接到運單,智能終端利用GIS、Emap等物聯網系統提供的數據自動查看車輛信息,自動分揀貨物,制定最優的運輸方案,實現環境保護和節能減排。每輛運輸車輛都安裝RFID讀寫器和GPS裝置,實現農產品流通系統信息的實時傳遞,方便對車輛進行實時監控、實時定位,實現可視化物流。對于進出口的貨物可以一次性讀取多個商品信息,每次讀取只需01秒,大宗貨物可以短時間之內迅速完成,實現通關無障礙。
(四)倉儲環節
智能化的倉儲系統包括商品入庫、出庫、盤點、調撥、退換貨等都能被遠程感知與控制,還可以檢測貨物的位置以及周圍的溫度、濕度,有效地防止火災等突l事件,在鮮活農產品的智能倉儲中,主要利用RFID、條碼、傳感器、紅外、激光、藍牙、語音及視頻等技術對產品進行識別、定位、分揀、計量等。隨著物聯網技術的不斷發展進步,智能化倉儲將在多個倉儲中心之間達到信息互聯,實現真正意義的物聯網倉儲,使貨品“自己”知道要到哪里去,存放在哪個位置。
(五)零售環節
物聯網技術可以優化鮮活農產品零售企業的庫存管理,及時補貨實現零庫存,及時監測運輸車輛和貨品的移動,提高效率。如物聯網技術下可以自動識別發生移動的貼有標簽的物品,及時上報系統進行處理,RFID標簽涵蓋了大部分的商品信息,包括生產日期、保質期、儲存方法以及注意事項等,大大減少了商品的損耗。作為消費者可以通過標簽識別商品的生產運輸等環節,甄別選擇并放心購買,零售商也可以通過物聯網技術對消費者的收購行為進行跟蹤回訪,提出整改建議,提高產品的市場占有率。
三、大連市鮮活農產品營銷渠道的主要模式
大連市鮮活農產品的營銷渠道根據起主導作用的流通主體類型的不同,可以分為批發零售市場主導型、農協/合作社主導型、龍頭企業主導型三大類營銷渠道。
(一)批發零售市場主導型
大連市大部分鮮活農產品主要通過批發零售市場進行銷售,這種營銷渠道是農戶將農產品直接運進零售集貿市場銷售,或者通過批發商進行銷售,主要滿足大連本地消費者的需求。大連大型農副產品批發市場有四個,包括雙興綜合批發市場、三星果菜批發市場、機場前果菜批發市場和南關嶺果菜批發市場,數量與規模有待創新。
(二)農協/合作社主導型
近年來,大連市農民合作社發展不斷壯大,依托特色項目和優勢產業,形成“農戶+經紀人+銷售”為一體的供銷專業合作社營銷模式。截至2015年,農民合作社已達到2700多個,其中大連宇澤果品專業合作社、瓦房店市萬領果品專業合作社、大連和玉果業專業合作社、大連鴻煒果菜專業合作社、大連小南果蔬專業合作社被評為2015年遼寧省省級重點示范社。大連農民合作社建設雖然初見成效,但是運行機制和制度建設方面還存在諸多問題。
(三)龍頭企業主導型
龍頭企業在帶動農民增收、促進農業發展、保障農產品供給方面起到了至關重要的作用。其特點是以一定規模和品牌知名度的農產品龍頭企業(生產加工企業、中介組織或批發零售企業)為載體,采取“農戶+基地+企業”的營銷模式,經營一般為品牌產品,直接供應大超市或出口。大連現有的農產品品牌除“獐子島”、“咯咯噠”等少數品牌知名度較高,其余品牌多為區域品牌,個性不鮮明、附加值不高。
四、基于物聯網的大連市鮮活農產品營銷渠道創新
(一)鮮活農產品智慧供銷網絡構建
首先,智慧供銷網絡構建高度依賴物聯網系統初始化的狀態,所以在物聯網營銷渠道構建的初期,政府或者行業協會應該構建和諧的有利于鮮活農產品智慧供銷網絡構建的基礎網絡和監管系統,這類政府主導型智慧營銷渠道構建將有很大的示范作用。其次,廣大農民應積極發展聯合合作社建設,將互聯網、物聯網、物流信息網進行有效連接與整合,使生產資料、技術、服務實現共享。再次,將農戶、農業合作社、承運商、供銷商有機的聯合起來,建立大型供銷網點,構建智慧供銷網絡體系,及時反饋銷售行情,使各大供銷主體及時掌握市場信息,跟蹤市場動態,抵御市場風險。
(二)鮮活農產品營銷渠道大數據信息平臺構建
對鮮活農產品營銷渠道中生a、加工、包裝、運輸、儲存、銷售產生的“大數據”運用到物聯網平臺,發揮信息共享、創造更多價值(見圖1)。[2]
首先,從鮮活農產品營銷渠道的第一個環節出發――農戶進行數據采集,把農產品生產、加工、農藥監測、質量情況、土壤情況、農戶相關信息錄入物聯網大數據平臺,數據實時更新,為營銷渠道的其他環節提供指導。其次,鮮活農產品中間商對生產、物流、需求等相關數據進行處理,將數據信息通過網站、微信、微博等終端進行,及時滿足特定消費者的需求。再次,構建消費者監測終端,保障消費者的知情權,消費者根據電子產品編碼可以了解產品生產、加工、運輸等相關信息,保證高質量農產品銷售無障礙,同時批發商、零售商應該建立商品質量安全監測對比系統,消費者通過網絡可以清晰掌握要選擇的商品信息,做到放心購買。
(三)鮮活農產品安全檢測系統構建
農業與農產品安全問題關乎民生,國內外經常曝光的食品安全問題提醒學者專家應該重視對農產品從生產到消費的營銷渠道環節的思考,所以物聯網技術的應用,對鮮活農產品的安全進行檢測至關重要。物聯網系統通過智能化的食品安全測試儀、條碼技術和RFID技術,對鮮活農產品各個環節的安全系數進行檢查,相關數據進行整理,并到食品安全溯源公用服務平臺,各級承運商和消費者可以通過平臺掌握關于農產品原材料、生產日期等信息,做到責任到位,安全意識貫穿始終。食品安全溯源公用服務平臺包括食品安全溯源、內外信息、預警與應急處理、數據訪問安全控制、統計報表和數據挖掘、企業信用評級、趨勢預測分析、設備接入管理等。[3]用戶可以通過查詢機、手機、PC等多種客戶端進行查詢,該系統很好的連接生產、銷售、消費等各個環節,保障消費權益。
(四)鮮活農產品物流信息系統構建
大連市鮮活農產品由于信息流通不暢、市場規模小等原因,導致其營銷渠道發展中存在諸多問題,極大地損害了農戶及消費者的利益,因此建立鮮活農產品智慧綠色物流信息網絡,能夠有效地解決信息不對稱問題。具體流程如下:將鮮活農產品名稱、類別、產地、日期等信息寫入電子標簽,置于產品表層或內部;在流通過程中,附帶標簽的產品受內部或外部能源作用,將信息通過天線傳輸于閱讀器,閱讀器經過解讀把信息轉換為計算機可以識別的數據;通過網絡計算機把信息傳輸給物聯網系統,實現實時更新;最后通過與網絡連接的識別系統或打印設備,及時為用戶提供方便。
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Abstract: The effective promotion of Internet of Things application skills competition in recent years producing deep influence on practical teaching. Construction of practical training room for Internet of Things based on Skills Competition can help students learning and applying the technology of IOT deeply, improving skills and professionalism effectively.
Key words: skills competition; Internet of Things; construction of practical training room
1 概述
在物聯網產業作為“十二五”規劃七大戰略新興產業之一的背景下,高職院校物聯網應用技術專業建設從2011年開始陸續在全國開展,很快形成規模化。物聯網技術涉及計算機軟硬件、電子、通信、網絡等專業,學科交叉性非常強,給專業教學帶來了不小的困擾。高職院校的根本就是要培養學生的職業崗位能力,該特點突出體現在實訓實踐教學中。所以,要發展好物聯網專業,實訓室的建設顯得至關重要。
全國職業技能大賽物聯網技術應用賽項自2012年開始舉辦,近幾年的比賽都是圍繞著物聯網行業最典型的智慧城市、智慧生活、環境監控、智慧農業等主題進行開展的,內容涉及行業、生活的各個領域,模擬實際生活、項目中的真實案例,考察學生對物聯網應用知識的理解、物聯網設備安裝調試、物聯網應用開發等方面的主要技能和職業素養,以及對規范、質量、成本和效率的意識。在剛剛結束的2016年物聯網大賽中,更是增加了項目設計分解的內容,選手在比賽時就像在完成一個原始的真實項目,考驗選手在理解客戶需求、現場問題的分析處理、團隊協作等方面的綜合素質。大賽正朝著多元化、實用化、創新化的方向發展。
2 物聯網技能大賽對專業實踐教學的影響
2.1 以賽促教,教師的實踐教學能力得到提升
物聯網技能大賽的考點涉及感知層、傳輸層、應用層的各類安裝、部署和開發,需要指導老師根據學生的個體情況,綜合各種因素指定不同的方向并分配相應的任務,制定科學合理的訓練計劃,由易到難,由模塊練習到系統合練,再到不同應用場景的綜合演練。這就要求指導老師要具備扎實的理論知識和豐富的實踐經驗,老師通過指導學生參加技能大賽,自身也得到了鍛煉,提高了自身的實踐能力和教學水平,從而推動了專業的師資隊伍建設。
2.2 以賽促學,學生的職業能力得到培養
物聯網技能大賽不僅可以鞏固學生的理論知識,促進實踐技能的提高,更能喚醒學生的學習興趣和熱情。經過大賽磨煉的學生在專業認知、理論實踐、職業素養等方面的水平都得到大幅提升,同時為學校贏得了榮譽,給其他同學樹立了榜樣,以一種正能量帶動了追求技能提升的。隨著大賽連續幾年的積累,學生一屆帶著一屆,自然形成了知識和技能的傳承。
2.3 以賽促改,專業的教學改革得到推進
近幾年的全國物聯網技能大賽,拓寬了高職院校對物聯網行業和專業的認知,不再單純地認為物聯網就是多個專業課程的簡單堆疊,而是不同專業課之間有著很強的內在聯系,每個專業課程又有著它專屬的核心理念和技術。高職院校在制定和改革物聯網專業發展方向的時候,應該立足于現有相關專業,在此基礎上進行整合而不是孤立的發展物聯網專業。
通過對大賽賽題和設備進行分析研究,可以在一定程度上了解物聯網專業在各領域的應用情況,把握物聯網技術最前沿的動態,指出物聯網專業的建設的方向,推動物聯網專業的教學改革。
3 基于技能大賽的物聯網實訓室建設方案
物聯網專業建設初期,缺少專門的實訓室,主要依托于本校現有相近專業的實訓室,如利用計算機軟件實訓室、計算機網絡實訓室、嵌入式開發實訓室等給物聯網專業的學生完成一些計算機、電子、通信類課程的實訓教學。早期的物聯網實訓室通常由簡單的物聯網試驗箱組成,試驗箱內部通過模塊化的組件來完成部分物聯網概念的實驗,如溫濕度傳感器、光照傳感器、RFID模塊、霍爾傳感器、Zigbee模塊、二維碼等。這種實驗方式可以讓學生對物聯網的基本構成模塊有一個直觀的認識,但是認知深度尤其是系統級的認知是遠遠不夠的。
為了讓學生更好更深層次的理解物聯網,培養物聯網行業應用技能型的專業人才,高職院校的物聯網實訓室建設要立足高處,打破專業模塊的限制,緊密聯系實際應用將各個學科科學地融合起來開展實踐教學。
近幾年物聯網技能大賽就是以實際項目案例為藍本,以任務驅動的方式將各學科知識點巧妙地結合在一起,不僅考核學生的專業理論知識、系統集成開發能力,而且對團隊協作和職業素養也有很高要求。基于技能大賽的物聯網實訓室建設方案的設計可以包含以下幾個方面:
1)物聯網感知區,讓學生更直觀的認知物聯網
將各子系統模塊根據實際需求,有選擇性地組合在一起,展示出如智慧農業、智能小區、智能超市、環境監測等物聯網技術的應用實例,讓學生直觀的感受物聯網技術在實際生活中的應用,激發學生的學習興趣。
2)學生動手操作區,根據需求完成設計開發任務
該區域提供物聯網感知層、傳輸層、應用層綜合開發所需要的系統模塊、網絡設備、開發環境、PC等軟硬件設備,面向物聯網設備安裝配置、嵌入式系統應用開發、物聯網應用系統開發、物聯網應用工程實施、物聯網應用工程維護等職業崗位,培養學生物聯網應用技術的實際操作能力和團隊協作創新能力。具體包括:
① 物聯網應用環境的安裝部署:根據業務需求和實際的工程應用環境,利用實訓室提供的硬件設備、工具和技術文檔資料,對應用工程進行安裝調試,實現系統工程互聯互通。
② 物聯網感知層開發調試:根據業務需求和實際的工程應用,針對各類傳感器及執行器件進行安裝、連接、配置,對無線傳感網模塊進行開發、調試,實現對感知節點數據的采集和上傳。
③ 物聯網移動應用開發:基于Android開發平臺,綜合運用軟件工程、Android、嵌入式數據庫等基礎知識,完成Android嵌入式應用程序的開發,考察選手在傳感器技術、二維碼、ModBus協議等物聯網技術的綜合移動設計開發能力。
關鍵詞:物聯網技術;基本內涵;應用要求;應用問題;解決措施
物聯網技術本身與傳媒技術相關,也可以說物聯網技術起源于傳媒領域。在信息技術高速發展的今天,技術人員應明確物聯網技術的優勢,結合時展特點,將物聯網技術與各類科學技術結合起來,尤其是無線傳輸技術等通信技術。物聯網技術的設施需要借助比較完整的系統,此系統應具有較好的通信功能、無線信息傳導功能以及數據處理能力。另外,在大數據技術以及人工智能技術的支持下,物聯網系統也具備了一定的智能識別和自動化處理能力,從而促使物聯網系統可同時具備感知能力、網絡傳輸能力以及個性化的應用能力。
1物聯網技術的基本內涵與應用要求分析
1.1物聯網技術的基本內涵分析
物理網技術是一種綜合類型的技術,涉及傳感器技術、信號識別技術、定位技術以及紅外感知等各類技術,并且需要與各類技術對應的硬件系統的支持。在應用物聯網技術時,系統需要根據初始設計參數,實時采集系統數據,包括監控數據、智能家居設備連接數據、物體發生發光數據以及熱力數據和電氣數據等。物聯網中的“物”一般指具有一定智能化特性的家居電氣或者公共基礎設施,借助物聯網系統,物與物之間、人與物之間可形成有效的溝通網絡,并借助高速率的無線傳輸技術,實現信息的交互與共享。從此角度也可看出,物聯網技術基于互聯網,并且需要以傳統的電信網絡為信息的主要載體,進而可使不同功能的物聯系起來,共同實現物聯網的功能,滿足用戶的功能性需求。
1.2物聯網技術的應用要求分析
物聯網技術旨在實現物與物相連,甚至實現萬物互聯,這就要求在應用物聯網技術時,首先,技術人員應使用非常穩定的無線互聯技術,做好物與物之間的連接工作;其次,技術人員應明確物聯網技術的本質,物聯網技術的本質與互聯網相關,物聯網是基于互聯網的設備控制網絡,可以將物聯網理解為互聯網技術的發展和擴充;再者,技術人員在設計物聯網系統時,一定要注意強化系統的安全性。這是因為在用戶使用物聯網技術時,往往會被要求上傳用戶的一些敏感信息,例如指紋信息或者臉部、聲音等信息,而此類信息具有非常強的私密性。為此,為了保護用戶的隱私,在應用物理網技術時,技術人員一定要做好系統監管工作;另外,由于物聯網系統的布置需要借助各類傳感器,此時的傳感器其實更像一個傳感器系統,系統內部各傳感器之間的數據也具有共享特性,為了提高信息共享的效率,設計人員應正確編寫系統層的通信協議,保障物聯網中的各類硬件設備可形成安全有效的通信系統。
2物聯網技術的應用范圍分析
2.1醫療領域
醫療領域的物聯網技術應用程度比較深,但整體應用范圍并不廣泛,基于物聯網技術的醫療系統一般在一些大城市的公立醫院中可以見到。從系統層面分析,病人從掛號到取藥的整個過程中,可應用物聯網技術實現醫療信息的互通和整合。具體而言,首先,在病人掛號時,可提前使用微信或者掛號憑條直接預約醫院的看病序號,在到達醫院之后,可直接掃碼或者出示相關的預約記錄,即可取號看病;其次,在看病時,病人可根據掛號科室,根據醫院的指示牌前往對應的樓層,在到達預定地點之后,病人可在等待區等待候診。一般而言,醫院的醫療系統會在病人看病之前,通過手機短信為用戶發送相關的提示信息,提醒用戶完成候診;再者,在病人開始看病之前,系統會根據病人的號碼在大屏幕上顯示相應的名字信息,并會使用系統直接叫出病人的名字,提醒病人進入相應的診室。在這個過程中,病人的信息會被醫院的醫療信息準確抓取,在看病時,醫生可從系統中直接調取病人的信息,并在看診時完善信息。如果需要為病人開取藥物,醫生可直接在病人的檔案中直接填充藥物信息,病人在繳費完成后,即可到指定的窗口取藥。醫療領域的物聯網主要是將病人、醫療系統以及醫生三方聯系起來,并通過具有指向性的措施,提高三方信息共享的有效性。
2.2安防領域
安防領域的物聯網技術主要與公共安全相關。在經濟發展新時期,城市建筑規模不斷擴展,人們的居住空間之間的聯系越發緊密,一些比較密集的居住區其實存在較為明顯的安全隱患。為了解決城市居民居住安全問題,技術人員可利用物聯網技術,在居民區布置各類傳感器,在居民區出現險情時,報警器會及時報警,提醒居民逃離危險區域;同時,基于物聯網技術的安防系統會自動報警,向警方以及消防單位傳遞相應的求救信號,消防人員在收到信號后,會根據險情及時制定相應的消防方案。另外,從公共安全的角度分析,海洋污染、大氣污染以及山林火情等均屬于比較大型的安全事件,預防、檢測此類污染或者險情的實際狀態也可使用物聯網技術。此間,技術人員可根據當地的氣候特點,利用物聯網系統實時檢測相關污染數據,為系統設置初始參數,從而在發現問題時,物聯網系統可及時啟動相關的檢測設備,對險情進行進一步檢測。此過程的數據收集效率較高,設計人員在設計物聯網系統時,也應結合具體的防治要求,切實提高安防工作的整體質量。
2.3智能家居領域
物聯網技術在智能家居領域的應用最為廣泛,應用質量也比較高,人們對智能家居的認可度也比較好。物聯網技術之所以在智能家居領域可獲得比較快速的發展,一方面由于家居廠商為了適應新時期人們家居的新需求,在物聯網領域不斷創造創新,豐富了家居產品的物聯網功能;另一方面,在經濟發展新時期,物聯網技術的實現也有賴于小型智能家用電器的推廣。換言之,正是由于家居電器的智能化,促使物聯網技術可借助無線網絡技術實現對家居設備的控制,并可深度適配消費者的個性化需求,為消費者提供個性化的家居電器應用方案。在手機、平安電腦等設備應用非常普及的今天,物聯網技術可將智能化設備與智能家居設備聯系起來,為用戶提供遠程控制的條件。用戶在工作單位或者回家的路上即可完成對相關設備的控制,這樣不僅可提升物聯網技術的應用范圍,也可強化物聯網技術的功能性,在為人們提供便利的生活條件的同時,也在改變著人們的生活習慣。
3物聯網技術的應用問題及相應的解決方法分析
3.1平臺管理問題分析
平臺管理問題主要與物聯網系統的構成要素相關,一般而言,物聯網系統中的各類設備本身具有其特定的屬性,這些屬性在出廠時即被設定完成,相應的廠商會根據設備應用實際需求對設備的外形或者功能進行個性化設計。但是當此類設備被加入具體的物聯網系統中時,設備便成了系統的一部分,其應具有較好的系統適應性,可為系統中信息的共享和傳輸提供基礎性條件。但在物聯網技術的實際應用過程中,由于不同行業執行的產品設計標準差異性明顯,導致不同設備產生的信息質量不同,相互之間存在一定的交互滯后性。即使不同廠家和平臺的設備之間可以實現互相流通信息,但也會經常出現信息反饋不及時或者系統命令執行錯誤的情況,例如基于安卓系統的家居設備和基于IOS系統的設備之間的互通性就很不理想。為此,技術人員應開發統一性的系統管理平臺,并可促使各類設備在統一的管理協議的引導下,可執行統一的操作,進而實現高效率以及高質量的物聯網技術應用過程。
3.2技術應用成本問題分析
成本問題是物聯網技術能否得到廣泛應用的關鍵問題,雖然一些物聯網技術可以實現具體應用,但由于應用成本過高,無法實現量產,導致消費者對此類設備存在一定的消費偏差,實際的應用效果也不能達到預期的應用效果。例如可實現RFID的電子標簽技術本身比較簡單,但受限于硬件設備的產量,實際的生產成本很高,一些企業根本不會積極發展相應的產品線,導致與此類硬件設備相關的物聯網技術無法得到有效普及。另外,物聯網技術還要基于傳感器技術,而傳感器本身對周圍環境的判斷與環境的實際特點相關,一些傳感器的判斷效果容易受到環境的影響,甚至環境的溫度、濕度均會對傳感器的判斷效果產生影響,這就導致物聯網系統中的信息損失掉了一定的可靠性和真實性。為此,技術人員在布置物聯網系統時,應結合用戶的實際情況和需求合理選擇具體的傳感器類型,并為用戶編寫與傳感器相關的使用說明。實際上,物聯網技術之所以還沒有完成質變,與傳感器技術的發展密切相關,為此,傳感器行業也應積極創造創新,大力發展傳感器技術,提高傳感器的工作質量。
3.3安全性問題分析
安全性問題主要與用戶個人的隱私數據相關,傳感器作為物聯網中的關鍵設備,若要提高傳感器的應用質量,收集有效的物聯網數據,需要用戶提供真實的數據信息,此類數據信息不僅包括用戶的位置信息,甚至還包括用戶的指紋、聲音以及面部信息。但此類信息具有私密性,用戶的信息不允許被隨意泄露。物聯網系統的高效運行還需要網絡技術,而網絡技術依托的網絡本身并非局域網,雖然設置了一些相應的防火墻,但由于設備本身的運行平臺不同,執行的行業標準存在差異,這就導致不同設備執行的安全協議本身也不同,雖然設備各自可完成信息的監控和監管,但從系統整體的角度分析,信息的泄露依據是系統運行最大的安全隱患。為此,在設計物聯網系統時,設計人員應在保密協議方面進行優化設計,可從底層標準方面與廠家進行溝通,盡量做到系統層面的統一性,這樣才可進一步解決用戶隱私泄露的安全性問題。
4結束語
總之,本文在分析了物聯網技術的基本內涵與應用要求的基礎上,進一步分析了物聯網技術的應用問題及相應的解決方法,主要論述了平臺管理問題、技術應用成本問題以及安全性問題。技術人員在設計物聯網系統時,一定要結合用戶的實際需求,并且應參考物聯網技術的應用標準,以保護用戶信息為重,提高物聯網技術的應用質量。另外,為了優化用戶的應用體驗,在選擇智能家居設備時,設計人員也應選擇具有統一操作平臺的智能家居設備,這樣可在一定程度上消除平臺不匹配造成的信息共享類問題。除此之外,智能設備廠商也應積極應用物聯網技術,收集并分析用戶的反饋和意見,以用戶的實際需求為準,優化系統操作界面,將物聯網技術的應用過程人性化,進而切實提高物聯網技術的應用質量。
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關鍵詞:ZigBee;物聯網網關;GPRS;現代農業信息化
現代社會對農業發展的需求在不斷增大,使得實現農業的現代化管理成為一個很重要的問題。近幾年來也存在不少的人致力于現代農業信息化管理方面的研究,提出并設計了一系列的設想,但由于成本,或是網絡覆蓋以及技術難度方面的問題,導致在推廣方面存在很多問題,從而制約了現代農業的發展。與此同時,茶葉作為農產品中經濟效應比較好的產物,且生長受環境的影響比較大,所以對于茶葉種植環境的檢測成為農業生產中很重要的一個問題。但是隨著目前ZigBee自組網技術的發展,ZigBee以其低功耗、低成本、高安全性的特性,尤其是其強大的組網能力,使得對于茶葉生長環境數據的采集與傳輸變成了可能。而且隨著現代無線通信技術的發展,基站在一些相對偏遠農村的覆蓋,低成本的公網實現了將物聯網數據與互聯網數據的連接,使得技術人員方便對茶葉種植環境數據的檢測,使得能夠及時根據茶葉的生長情況對大棚進行相應的控制,保證茶葉的正常生長,提高其經濟效應。本系統設計建立在低成本、低功耗的基礎上,便于推廣,對現代化茶葉種植有著重大的作用。
1 系統總體結構
本茶葉種植環境監測系統由4部分構成,包括數據采集,物聯網網關,GPRS數據傳輸和在線數據監測部分。如圖1所示,采集部分主要功能是采集茶園內部的溫度、濕度、光照強度等數據,并通過ZigBee自組網絡將各自的采節點集到的監測數據傳送給ZigBee協調器統一轉發。再通過網關傳送到互聯網,物聯網網關主要功能是對數據的匯聚、打包和傳送,是本系統的核心部分,網關采用STM32F407ZGT6作為主控芯片,利用MG323GPRS模塊實現了無線傳感網與互聯網兩種異構網絡的互通,使得技術人員能夠在線監測茶園環境數據及時做出相應處理。
2 硬件實現方案
2.1 傳感器數據采集設計方案
2.1.1 數據采集
傳感器數據采集模塊主要實現了將茶園內分散于大棚不同位置的環境數據的感知工作。本系統設計以ZigBee自組網形成的無線傳感網實現對大棚環境數據的采集。采集模塊需要對茶園環境溫濕度、土壤水分、光照強度的數據進行監測,分別使用了SHT10溫濕度傳感器、光合有效傳感器和土壤濕度傳感器完成。
系統所采用的溫濕度傳感器型號為SHT10,該產品具有長期的穩定性和極高的可靠性的特點。其溫度測量范圍-40~120℃,濕度測量范圍0~100RH%,且價格便宜,能滿足使用需求。土壤水分含量傳感器使用的是ECH20,該傳感器采用了新技術和耐用材料,測量精度高且價格低廉,可以對不同土壤深度、多處樣地的水分含量進行長期連續監測。
2.1.2 ZigBee節點
一般來說,茶園中采集到的數據可以通過總線的方式傳送到網關,由于茶園內鋪設線纜的工程量比較大,且不容易維護,所以利用無線的方式將數據采集器與網關進行互連。ZigBee在成本、傳輸距離、字節開銷、協議復雜程度等方面都有自己的優勢,所以選擇ZigBee作為大棚環境數據無線傳送的方式。此處的ZigBee模塊系統采用TI公司的CC2530,它能夠以非常低的成本建立強大的網絡節點,具有不同的運行模式,使它尤其適用于超低功耗要求的系統。圖2為ZigBee節點圖。ZigBee協議根據ZigBee在網絡中的作用,將ZigBee網絡設備分成了3種,分別是協調器,路由器,終端設備。路由器主要起路由的作用,負責維護網絡路徑、搜索設備加入網絡和數據傳輸。終端設備作為數據終端,不需要對數據進行轉發。數據采集節點中應用了ZigBee的路由和終端功能,協調器在網關中使用。
2.2 網關結構
茶園的規模較大,則需要在茶園內部署大量的傳感器,由此采集到的數據較多,且數據格式比較復雜,要經過一系列的處理才能實現數據與互聯網的連接。而且由于茶園生產基地一般由很多茶園組成,如果將每個茶園的數據獨立地與網絡進行通信,施工成本較高,在本系統中,物聯網網關是實現傳感網與互聯網互通的關鍵,在整個系統中處于核心位置,實現將傳感網中數據的匯聚,處理和打包上傳。
網關主控芯片采用意法半導體公司的STM32F407ZGT6。STM32是一款基于Cortex-M4內核、高性能、低成本、低功耗的微控制器,它具有3個USART接口和2~'UART接口,滿足擴展設計要求。CC2530通過串口與STM32連接,作為協調器使用。
圖3為系統網關的硬件設計圖,其中ZigBee協調器負責與位于茶園內的采集控制器通信,將采集控制器到的數據通過串口傳送至STM32,STM32處理器對數據作出處理之后,經過GPRS網絡進行數據通信。協調器是無線傳感網絡的主控制器,主要負責建立網絡,為設備分配網絡地址和管理網絡。
2.3 GPRS通信
目前主要的無線通信技有GSM,GPRS,3G,4G,由于農業物聯網監測傳輸的數據對速度的要求不大,而且沒有圖像數據,基于成本的考慮,選擇數據速率不高的GPRS網絡進行將數據傳輸到互聯網。
本系統的GPRS模塊使用華為公司的MG323。模塊內部自帶TCP/IP協議,支持RS232串口,方便主控芯片STM32與其進行串口連接以及快速便捷地實現數據的透明傳輸。MG323是通過AT指令進行控制的,通過AT指令可以對模塊進行各種參數的設置,數據的查詢和發送。
3 在線數據監測
在監測系統中,為了使茶葉種植區技術人員及時了解到茶葉生長環境信息,需要在監測系統服務端移植一個支持cGI和腳本功能的Boa服務器,Boa服務器是一種單任務的服務器,支持CGI。服務器端的主要功能是負責處理用戶參數、處理采集回來的數據,并為用戶查詢數據庫數據提供接口。
系統監測平臺基于B/S架構,無需安裝客戶端,方便在移動設備上進行數據請求與操作。頁面數據的顯示使用Aiax來實現,AiaxN直接與MySQL server進行通信。Aiax相比傳統HTML可以給用戶提供更好的體驗,其可以同時多個數據庫的狀態圖表,便于數據間的比較,且不需要重新加載,可以設置自動刷新時間。圖4為在線監測網站的總體設計結構。
關鍵詞:中國農業經濟;時空差異演變;建設;建議
時空差異演變是現代化發展與進步的重要標志,在時空差異演變背景下,中國農業也得到了進一步發展[1],同時推動著智慧農業經濟的發展及進步,現代農業依托物聯網、云計算和衛星遙感等現代化技術,對農業環境進行遠程遙控與數據分析,實現農業生產的精細化管理、可視化分析,促進中國農業經濟健康可持續發展。
1意義
1.1符合我國現代化農業的發展方向
在農業發展過程中,中央持續關注“三農”問題,認為“三農”問題是我國國民經濟發展的重要問題,“三農”問題解決好可以更好地抵抗各種不可預測的風險,從而有效保障我國國民經濟的穩步發展。因此,國家的政策性文件為我國農業經濟健康發展提供了強大的政策依據,為中國農業經濟發展迎來良好的發展機遇。隨著農業經濟發展時空差異演變的進一步協調,農業的現代化建設仍然是一項需要持續實施的重要問題,因此,快速推動我國農業現代化進程,穩定農業經濟的持續健康快速發展[2],不僅對我國整體國民經濟健康穩定發展有著重要的意義,也符合我國農業現代化的發展方向。
1.2樹立良好農業形象,打造特色農業品牌
中國農業經濟的建設與發展需要依靠農業經濟大數據平臺進行數據分析,對開發與種植的農業產品科學合理的預測分析、選擇合適品種、匹配物聯網技術,通過構建智能灌溉技術、環境及現場可視化監測等方法促進現代化農業生產體系高效性,創建農村淘寶+實體店相匹配的電商體系,同時全面打通整個農業生產供應鏈,緊抓農業生產過程,有效管控農業生產環節,突破現有孤立的農業生產市場營銷模式的瓶頸,避免時空差異演變的風險,促進農業生產與經營模式的轉變。同時,通過開展農業生產與農產品質量的安全管理,推廣可追溯的平臺監管等技術,加強對農業生產的技術創新、服務體系提升、管理模式改善等一體化建設[3],提升中國農業經濟競爭優勢,樹立良好農業形象,打造符合中國國情的農業品牌,建立中國特色農業生產模式,打造農業產品品牌化生產與經營模式。
2中國農業經濟發展現狀
近幾年,我國不斷提高對農業時空差異演變研究及區域差異因素分析,在此基礎上加大農業現代化建設的開發力度,對于影響農業經濟高質量發展的農業基礎設施建設不斷完善,不僅城鎮基礎設施得到網絡全覆蓋,偏遠農村地區同樣實現了基本的網絡覆蓋,進一步提高了物聯網技術與計算機技術在農業生產活動中的應用范圍,為農業經濟發展奠定了網絡與數字化條件。在政府主導下,企業全面配合中,全國開展的農業經濟示范工程,引導并且激勵農民投入農業現代化發展進程中,同時引入金融企業進入農業生產,促進農業經濟健康發展,促進了國民經濟良性穩定發展,網絡電商的發展讓農產品可以在全國范圍內更好地銷售,從而為實現中國農產品走出國門,走向全世界奠定良好基礎。但不可否認的是,由于我國的物聯網技術還處于發展階段,相關技術仍然需要完善,在農業生產、經營、營銷的數據分析及信息的傳遞等方面仍然存在問題,另外,因為農村缺乏網絡技術人才,導致了物聯網技術在農業經濟中的低效應用。
3發展優勢
3.1農業生產力與資源利用效率高
農耕機械化水平在不斷上升,時空差異演變背景下中國農業經濟發展也促進了農業生產力與資源利用效率提升,創造了更大效益。信息技術自身高精度、高效率的優勢,將這些優勢合理應用于農業生產中,進一步提高了農業生產效率。盡管物聯網技術并不是非常成熟,但很多技術已顯現優勢,例如水肥一體化物聯網系統很大程度上減少了資源浪費,提高了農民對農業生產的管理能力及水平,農業生產開始由傳統粗放管理轉變為精細管理,而且在農業生產活動的不同階段,利用智能傳感器等新技術、新方法實時監控采集農業生產環境要素,及時獲取農業生產狀況,不僅為農業生產提供了精細化管理的基礎,也為農業經濟的健康發展提供了科學依據,提高了農業生產的質量、產量,提升了農業生產各種資源的使用效率。
3.2農業生產資源高效節約
要使農業經濟能夠快速健康有序發展,必須要有先進科學的農業生產創新理念,國家制定了通過創新體制改革,推動農業經濟綠色發展的現代化農業生產戰略目標,明確了農業綠色發展是第一要務的綠色發展理念。基于綠色理念,對農業資源的使用及資源節約與利用等方面都制定了相應的政策,在中國農業經濟發展中,農業資源保護、高效節約用水、耕地輪休耕種等都是農業綠色發展理念踐行實施,為中國農業經濟迅速發展提供了指導方向[4]。目前,已建立的農業監測系統、水資源合理有效利用數據采集系統,都是創新綠色發展理念所帶來的效果,順應了綠色農業發展的新時代要求。
3.3保障人民群眾生活安全化
隨著人民生活水平的提高,對于食品安全問題也越來越重視,社會對于農業生產安全與食品安全的要求也越來越高,因此必須將農業經濟發展成果應用到保障人民群眾生活中去,應用到保障農產品安全與食品安全中去,這也是我國農業物聯網技術應用的重要目標之一,通過新技術對食品的流通進行追溯,利用標簽、條形碼的方式對農產品進行計算機網絡的系統數據傳輸,對農業生產過程進行公開化、可視化,進而提高農產品生產過程的監控能力,實現農業生產的透明化,提高農業生產食品的安全性,保障人民生活安全化。
4存在的問題
4.1缺乏明確的培訓目標
全面落實鄉村振興戰略,其重要的對象之一就是農民,要提高農民的能力,就必須開展目標明確的培訓工作,這是保證時空差異下的現代農業全面實施的關鍵因素。在時空差異演變的背景下,不同區域農業經濟發展具有明顯差距,不同地區在農業生產過程中的技術應用,管理能力與觀念也存在較大的差異,因此,就現階段農民能力的培訓工作來說,仍然存在一定的局限性,缺乏明確的培訓目標,培訓對象、手段與方法并不能完全符合當地實情,局限于對農民群體與返鄉的農民進行培訓工作,對于從事相關農業生產的大學生缺乏培訓。
4.2培訓內容缺乏實踐性
在農村經濟發展的過程中,我國農民的生計模式也在發生著變化,普遍存在一定的兼職其他產業的現象。在對我國不同時空差異背景下的農業經濟培訓工作中,對不同文化程度的農民,以及經營生產規模不同的農民[5],其培訓工作的內容、方式同樣存在著不同。目前,我國農民普遍文化水平較低,培訓工作也基本是將基礎性知識作為重點,很少針對不同農民群體制定相匹配的培訓方案,缺乏科學生產實踐性培訓,落后地區的農民依然使用傳統模式生產,導致農民培訓內容缺乏針對性和實踐性,導致時空差異演變下農業經濟高質量發展受到制約。
4.3相關制度建設不完善
在落實現代農業發展的過程中需要將完善人才培訓體系作為基礎。通過對時空差異背景下農業經濟的培訓發展工作來看,政府部門培訓工作往往占據著主導地位,其他社會群體缺乏參與的熱情。在培訓過程中,培訓主題與內容都比較單一,缺乏一定的專業性,培訓的教師力量也比較弱。此外,針對管理型職業農民的培訓工作與實踐型培訓存在交叉問題,導致二者的區分模糊不清,從而影響了培訓工作的進展,不利于時空差異演變背景下農業經濟培訓工作的開展,而要促使以上問題得到解決,制定完善的制度必不可少,目前缺乏完善制度,不能積極引導企業、資金、高素質人員進入農業現代化生產進程。
5發展建議
5.1做好農業經濟高質量發展培訓的準確定位
在時空差異背景下,農業經濟要高質量發展,做好培訓工作非常重要,相關政府部門需要明確培訓目標的主體。對于農業人才的目標群體做好定位,使用分層過濾的方式,加強對不同農業人才的篩選工作,確定好對農業經濟高質量發展的培訓目標與定位。在對農民進行培訓的過程中需要因地制宜、因材施教,立足于全國農業發展現狀,完善現代化的人才培養與培訓機制,讓真正從事農業生產經營活動的農民群體接受現代化教育,針對不同農民群體,調研其實際需求,制定不同培訓計劃,從而準確把控農民培訓目標,提高農民培訓效果。
5.2創新農業發展培訓內容體系
隨著我國現代化進程的不斷發展與進步,科學技術的創新越來越快,需要對農業經濟發展過程中的培訓內容不斷創新。首先,政府部門需要通過問卷調查,調研當前農業生產工作中存在的問題與實際需求,促使培訓內容符合大眾需要。其次,需要促進農業生產部門與科研單位相結合,根據現代農業的發展實際與現狀融入全新的科研成果,不斷更新與完善培訓內容。對于不同文化層次與不同年齡段的農民進行培訓時要堅持因材施教,根據不同農民群體開展不同培訓工作,充分將理論與實踐相結合,加強政府部門之間的溝通,邀請農業專家深入現代農業生產一線,在實踐中依據農民需要即時培訓,真正促進農民能力提升。
5.3完善相關培訓機制
充分借鑒國內外的發展經驗,在完善自身基礎設施建設的基礎上,充分結合我國農業發展的實際和現狀,根據現有的職業對農業進行產業與類別的劃分,鼓勵廣大農民群體重視專業性水平的提升。通過完善的跟蹤與反饋制度,讓每一個農民都可以真正學習到知識,將學習到的知識合理運用到農業生產中。政府部門需要依托現有的教育機構,健全培訓師資力量,加強對師資力量的培養,鼓勵培訓師資隊伍提高自身水平與能力,確保培訓工作順利開展。
6結語
對于我國農業經濟發展來說,依托時空差異的實際情況,實現農業經濟高質量發展有利于提高農村的建設水平與農民的生活質量。在時空差異演變的背景下,我國農業經濟從傳統生產模式到農業的現代化生產,需要科學的謀劃,制定符合我國國情的農業經濟發展目標,做到統籌兼顧,因地制宜的發展農業,有效解決“三農”問題,需要政府部門、企業、農民及全社會的共同努力,最終一定會實現鄉村振興的宏偉目標。
參考文獻:
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“互聯網+”是指“互聯網+傳統行業”。指互聯網信息通信技術和互聯網平臺與傳統行業相結合,利用互聯網思維,發揮互聯網的功能與作用,推進傳統行業經濟模式的發展,使其產生大于兩者各自發展的收益,從而創造出新的發展模式,發展更為先進的生產力,改變傳統產業的生產模式,從而提高資源利用率,使傳統行業朝著智能化、網絡化、電商化的方向發展。“互聯網+農業”是將傳統農業升級,利用互聯網、大數據、物聯網、云計算等最新的信息技術,依托電商、物流等體系,使農業中的計劃、生產、銷售、流通、服務的各個環節聯結起來并進行改造和升級,從而實現農業發展的智能化、科學化、信息化,達到合理配置生產要素,人力、物力、資金合理調度的目標,形成新型高效的農業發展模式,提升農產品價值。近年來,互聯網技術已在我國迅猛發展,各行各業都開始應用互聯網技術。我國是農業大國,面臨著現代化程度低、效率低等問題,應用互聯網新技術,能推動我國的現代農業發展,加快產業調整,使我國的農業現代化程度逐漸提高,發揮其巨大潛力。因此,互聯網與農業相融合是當下農業發展的新趨勢,也是新出路。將互聯網新興技術與農業傳統產業相結合,可運用互聯網改造農業的傳統生產方式、經營模式、銷售方式和流通模式等。此外,2015年7月1日,國務院出臺的《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》,指出現代農業是“互聯網+”背景下的重點發展領域,為我國“互聯網+農業”經濟模式的發展帶來了良好機遇。推進“互聯網+農業”發展能夠大大的提升農業生產效率,同時可通過大數據、云計算等信息技術實時掌握最新的農業數據和相關信息,從而幫助農民找到農業生產與發展的重點,從而提高經濟收益。此外,農業在互聯網電商中的發展能夠徹底改變傳統的銷售流通模式,電商平臺可減少農產品買賣過程的中間環節,使農民的收益最大化,并促進農業領域大眾創業的發展機遇。
2發展方向“互聯網+農業”經濟模式
的主要發展方向包括:利用物聯網發展智能農業,依托電商平臺發展電子商務,建立互聯網與農業相互融合的產業鏈。2.1智能農業。智能農業的發展能實現合理種植、養殖的智能化發展,利用物聯網使農業生產各環節的生產效率最大化,并依靠大數據的處理分析實現生產過程標準、食品安全等目標。2.2電子商務。電子商務創新了農產品的流通方式,增加了農產品的銷售平臺,發展農業電商能提高農產品競爭力,促進農業發展。目前,我國主流的電商平臺上已經出現了獨立的農產品板塊,例如京東生鮮等。不同于傳統的銷售模式,電商平臺通過物流的方式使農產品流通,用戶可以足不出戶買到新鮮水果蔬菜。在當今電商發展勢頭良好的趨勢下,網購已成為人們生活的一部分。電子商務能減少傳統經營活動中的一系列環節,使交易成本降低,農業經濟效益提高。針對2個城市855戶居民的生鮮購買平臺調查,得出以下結論:在農產品的購買上,有53.4%的人群是不會通過網絡渠道購買,而46.4%的人群會選擇在互聯網平臺上購買。2.3農業產業鏈。農業產業鏈是通過計算機信息技術以及數據服務使農業的各個領域和各個環節相貫通,從農業生產到加工到營銷再到服務觀光等形成一條完整的產業鏈。產業鏈的建設要依靠互聯網作為平臺,通過大數據,計算機分析,物聯網等提高農業生產技術。
3“互聯網+農業”經濟模式發展中的問題
3.1缺乏基礎設施和技術。目前大多數地區的基礎設施和技術較為落后,甚至很多山區和農村還沒有普及寬帶網絡。加之基層群眾的科學技術較為落后,文化水平差,學習能力差,無法很好的掌握互聯網技術,嚴重阻礙了“互聯網+農業”經濟模式的發展。在硬件方面,大部分農業經營主體的設施落后或缺少,使互聯網技術無法應用,軟件與硬件的更新速度緩慢,難以掌握最新的互聯網信息技術;智能設備的正確使用和操作需要專業的技術人員,而此類專業人員又相對匱乏,使軟件和技術的使用達不到應有的效果。3.2思想觀念陳舊。部分省市的領導對“互聯網+農業”沒有充分的認識和深入的學習,在工作的安排上就沒有給予足夠的重視,使工作無法順利的展開。部分農民的文化水平低,沒有互聯網觀念,難以接受“互聯網+農業”這種新的經濟模式。由于對互聯網大環境的不信任和不了解,使其難以接受農產品在網絡上流通和銷售。3.3農業與互聯網的融合。不夠深入很多省市的“互聯網+農業”經濟模式發展仍處在初級階段。在農業與互聯網融合的過程中,只注重生產水平的提高,而忽略了產業鏈的整合,使得農業與互聯網的融合不夠深入,各個環節的銜接不夠緊密。而互聯網與農業的深度融合,會形成一個較大的利益鏈條,從而推動農民增收。3.4網絡管理缺乏。互聯網想要在農業發展中發揮積極的作用,需要健全的農業信息化平臺系統。以便于為農民服務以及信息資源的共享。目前從中獲得有價值的信息,再加上信息更新速度慢,缺乏用戶間的互動,使網站沒有發揮作用。3.5缺少專業人才。“互聯網+農業”經濟模式的發展離不開具有農業知識的計算機人才。但農業部門對此種人才十分缺乏,導致管理工作不順利,工作效率不高。與此同時,基層的信息服務人員綜合素質偏低,而基層信息服務人員是與農戶接觸最頻繁的群體,對農民有著較大的影響,他們的綜合素質直接影響農民對新模式的接受程度及思想意識,導致了農民無法形成互聯網思維,影響農業的發展。此外,即使大部分農民會通過網絡購物,也知道他們的產品能夠在網絡上銷售,但由于技術水平受限,又缺乏專業人員的扶持,使得“互聯網+農業”經濟模式的發展受到阻礙。3.6缺少資金的投入。“互聯網+農業”經濟模式的快速發展少不了大量的財力支持。但目前用于農村電商基礎設施建設的資金還無法滿足“互聯網+農業”經濟模式的發展,導致部分地區的技術和設施落后,數據缺乏,難以開展創新工作。
4解決“互聯網+農業”經濟模式發展問題的建議