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摘 要：该文对怀宁县农业物联网建设现状、建设内容、示范基地取得的成果以及存在的问题进行了分析，探讨了怀宁县农业物联网建设的未来方向与发展前景。
关键词：农业物联网;建设现状;问题;对策;怀宁县
中图分类号 F323 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0143-03
1 引言
物联网是继互联网之后的又一次技术革命浪潮。所谓“物联网”，通俗地讲，就是指把所有物品通过一定的技术和设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理[1]。
农业物联网是将物联网技术应用于农业的产前、产中、产后等各类经营和管理中[2]，通过不同的智能采集设备，智能感知农作物生长、农产品生产、农产品运输、农产品销售溯源等相关信息，并通过网络传输，对采集传输的各类农业信息和数据进行融合、处理，利用智能专家系统、大数据决策，实现对农业生产过程的实时监控、智能服务和科学决策。当前，随着农业物联网的研究越来越深入，应用越来越多，其体系分层已逐步明显，大致可以划分为感知层、传输层、服务层和应用层组成的4层体系[3-5]。各地对农业物联网系统也有了越来越多的应用与研究[6-7]，但在基层实际应用中还有较多需要研究的内容。
2 懷宁县农业物联网建设现状
怀宁县位于安徽省西南部，县域面积1276km2。以种植业为主体，畜牧业、水产养殖相伴生，物产资源丰富，自然生态条件较好。现有耕地面积3.93万hm2，山场面积3.33万hm2，水面面积1.2万hm2。为实现传统农业向现代农业的跨越，怀宁县自2013年被列入省级农业物联网示范县后，全力推进农业物联网工程建设，目前已建成了1个农业物联网综合服务云平台和一批具有一定规模、相对成熟的农业物联网应用示范点。
怀宁农业物联网服务云平台涉及农业的各个领域，从种植业到畜牧业再到水产养殖业，从农业最新动态到实用技术，主要包含：农业动态、农业科技、现代农业、市场动态、咨询服务、政务信息、特色农业、专家在线、远程教育等。怀宁县智慧农业云平台是建立在低成本、高可靠的传感器与数据采集终端，普适化、广覆盖的传输渠道，农业物联网数据中心与数据分析处理系统基础之上的应用和服务集合体，是1个开放的、高性能的、稳定的基于云计算的高效平台。如图1所示，平台基于电子商务、无线传感网络、射频识别技术、专家知识库架构，针对生产与加工者、物流调度者、权威专家与领域学者、消费者等不同用户群体，提供寻根溯源、比较分析、商务供需交易、匹配、监测与预警、远程专家、物流仓储调度、远程教育与农技推广、个性化服务推送等众多服务。
3 怀宁县农业物联网建设内容
根据怀宁县农业生产、信息化及基础建设情况和具体的业务需求，建设符合当地农业实际情况的农业物联网应用系统。怀宁县农业物联网工程具体建设内容为：1个农业物联网综合服务平台;1个农业生产指挥调度中心，建在农业委员会办公大楼;2个示范工程分别为怀宁县生猪精准养殖管理和怀宁县设施蔬菜大棚管理。在提供应用服务的过程中，通过系统既定的内部机制对服务的全过程进行记录，对所有设备本身进行健康监控，对网络状况进行实时分析，以达到全过程可控、所有设备可控的目的。
综合服务平台主要包含农业综合分析系统管理软件、设施花卉精准种植管理系统、生猪养殖环境监测系统、设施蔬菜精准种植管理系统、水产精准养殖管理系统。能展现设备实时数据及历史数据，并对数据进行分析统计，形成图表及报表;实时展示视频信息，通过台操作、抓拍、录相等手段准确了解生产环节。网上诊断是生产者可将问题以文字和图片的形式，提交到专家系统，专家进行远程答疑，通过图文和视频的方式，学习农业生产技术知识。生产管理系统主要包含设施大棚生产管理系统、水产生产管理系统、生猪生产管理系统。通过智能手机或其他智能终端能远程监测、管理、控制生产现场。
4 示范系统建设情况
4.1 生猪精细化养殖管理示范系统 主要分为饲养管理和人员管理2大类。人员管理重于饲养管理，因为饲养管理程序需要人来操作，养殖效益的好坏与程序、制度的执行有很大关系。通过部署养殖环境远程监控、疫情监控等信息化设施，实现生猪养殖、疫药与饲料施用、免疫、检验检疫、地点转换、出场等养殖全过程信息化管理。同时，根据养殖场的实际情况，通过手机、Internet等方式，控制饮水、风机、湿帘等自动化设备。生猪养殖管理系统具体内容如下：采集空气温度、空气湿度、光照强度、CO2、NH3、H2S、视频图像等多个参数。分析处理所采集数据，结合专家系统指导生猪精准化养殖系统。能够远程控制自动化设备，进行环境参数阈值设置，并设置短信发送。系统功能模块主要有：生产管理、基础信息管理、出入库管理、库存管理、结算管理和警戒提醒。根据现场需求的不同，在不同的养殖舍内部署不同的传感器进行检测控制。控制系统通过对养殖舍内相关设备红外灯、风机等）的控制，实现养殖舍内环境（包括温度、湿度、CO2、NH3、H2S等）的集中、远程、联动干预。通过个性信息推送、各地实时监测、短信预警平台、环境动态监测、疫情通报发布等，对养殖业疫情、本地环境监测进行实时的反馈与发布。生产者主动上报异常状况，专家经过整体分析确定是否为扩散型疫情，并向同类型用户发出针对性强的预警信息。疫情上报分为报警阀值设定、报警方式、报警人群设定。远程专家诊断系统分为诊断、疫情公布、远程视频协助等功能，为用户提供智能诊断。对于无法与专家进行视频的用户，可以向安徽省农业领域专家系统提交自己的实际问题，有专家系统生成报告单，以邮件的形式发送到用户邮箱。疫情公布模块中，专家根据实际情况和科学判断，对于确实有疫情的，应第一时间通报。
4.2 设施蔬菜精细化种植管理示范系统 系统含有传感器采集，自动控制，视频监测、环境控制、系统报警及智能决策等模块，具体的系统拓扑图如图2所示。 该控制系统的主要功能有：（1）展现设备实时数据及历史数据，并对数据进行分析统计，形成图表及报表。（2）实时展示视频信息，通过台操作、抓拍、录相等手段准确了解生产环节。（3）提供远程专家诊断服务，生产过程中出现的问题，通过图像、文字等形式，上传专家系统，专家及时解答。（4）开展远程教育。通过图文和视频的方式，实现实时双向的在线农业技术专业培训及答疑、农技咨询服务、开展生产指导、病虫害诊断。（5）进行生产管理开展。生产管理系统主要包含设施大棚生产管理、水产生产管理、生猪生产管理等系统，通过智能手机或其他智能终端能远程监测、管理、控制生产现场。从怀宁县农业物聯网综合服务云平台扫描手机APP二维码，下载安装手机安卓版APP，通过手机客户端的应用系统，可实时查看示范点、监测点的情况，设施花卉的连栋温室可打开自动卷棚和自动喷水，实行温湿度控制。
5 问题与建议
虽然目前怀宁县农业物联网的建设和应用取得了一定的成效，但仍存在着不少问题。例如：（1）管理人员以农业技术推广人员为主，缺少计算机网络、软件开发与应用方面的专业技术人才;（2）示范点配套设施不完善，集成加热系统、通风系统、遮阴/保温内帘幕系统、外遮阴系统、高压喷雾降温系统、湿帘一风机系统、补充光照系统、灌溉施肥系统、自动增氧系统、饲料自动投喂系统等方面比较薄弱;（3）农业物联网传感器和感知探头使用几年后，灵敏度降低，需要后期的更换维修费用投入，而企业后期往往疏于管理，导致应用系统作用受到限制。因此，今后要继续完善示范点各项自动化设备及技术建设，通过云平台及时、全面地了解全县农业生产情况，同时积极引进专业技术人才，加大专业技术培训力度，提高应用人员的实际操作能力，大力提升农业物联网的实际应用效果。
参考文献
[1]余欣荣.物联网——改变农业、农民、农村的新力量[M].合肥：安徽科学技术出版社，2012.
[2]李道亮.农业物联网导论[M].北京：科学出版社，2012.
[3]陈晓栋，原向阳，郭平毅，等.农业物联网研究进展与前景展望[J].中国农业科技导报，2015，17（2）：8-16.
[4]李瑾，郭美荣，高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报，2015，31（增2）：200-209.
[5]白红武，滕光辉，马亮，等.蛋鸡健康养殖网络化管理信息系统[J].农业工程学报，2006，22（10）：171-173.
[6]黄庆，崔超远，乌云.应用于农资产品溯源服务系统的物联网技术分析[J]. 计算机系统应用，2013，22（1）：44-47.
[7]黎贞发，王铁，宫志宏，等.基于物联网的日光温室低温灾害监测预警技术及应用[J].农业工程学报，2013，29（4）：229-236.
（责编：张宏民）
关键词：农业物联网;建设现状;问题;对策;怀宁县
中图分类号 F323 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0143-03
1 引言
物联网是继互联网之后的又一次技术革命浪潮。所谓“物联网”，通俗地讲，就是指把所有物品通过一定的技术和设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理[1]。
农业物联网是将物联网技术应用于农业的产前、产中、产后等各类经营和管理中[2]，通过不同的智能采集设备，智能感知农作物生长、农产品生产、农产品运输、农产品销售溯源等相关信息，并通过网络传输，对采集传输的各类农业信息和数据进行融合、处理，利用智能专家系统、大数据决策，实现对农业生产过程的实时监控、智能服务和科学决策。当前，随着农业物联网的研究越来越深入，应用越来越多，其体系分层已逐步明显，大致可以划分为感知层、传输层、服务层和应用层组成的4层体系[3-5]。各地对农业物联网系统也有了越来越多的应用与研究[6-7]，但在基层实际应用中还有较多需要研究的内容。
2 懷宁县农业物联网建设现状
怀宁县位于安徽省西南部，县域面积1276km2。以种植业为主体，畜牧业、水产养殖相伴生，物产资源丰富，自然生态条件较好。现有耕地面积3.93万hm2，山场面积3.33万hm2，水面面积1.2万hm2。为实现传统农业向现代农业的跨越，怀宁县自2013年被列入省级农业物联网示范县后，全力推进农业物联网工程建设，目前已建成了1个农业物联网综合服务云平台和一批具有一定规模、相对成熟的农业物联网应用示范点。
怀宁农业物联网服务云平台涉及农业的各个领域，从种植业到畜牧业再到水产养殖业，从农业最新动态到实用技术，主要包含：农业动态、农业科技、现代农业、市场动态、咨询服务、政务信息、特色农业、专家在线、远程教育等。怀宁县智慧农业云平台是建立在低成本、高可靠的传感器与数据采集终端，普适化、广覆盖的传输渠道，农业物联网数据中心与数据分析处理系统基础之上的应用和服务集合体，是1个开放的、高性能的、稳定的基于云计算的高效平台。如图1所示，平台基于电子商务、无线传感网络、射频识别技术、专家知识库架构，针对生产与加工者、物流调度者、权威专家与领域学者、消费者等不同用户群体，提供寻根溯源、比较分析、商务供需交易、匹配、监测与预警、远程专家、物流仓储调度、远程教育与农技推广、个性化服务推送等众多服务。
3 怀宁县农业物联网建设内容
根据怀宁县农业生产、信息化及基础建设情况和具体的业务需求，建设符合当地农业实际情况的农业物联网应用系统。怀宁县农业物联网工程具体建设内容为：1个农业物联网综合服务平台;1个农业生产指挥调度中心，建在农业委员会办公大楼;2个示范工程分别为怀宁县生猪精准养殖管理和怀宁县设施蔬菜大棚管理。在提供应用服务的过程中，通过系统既定的内部机制对服务的全过程进行记录，对所有设备本身进行健康监控，对网络状况进行实时分析，以达到全过程可控、所有设备可控的目的。
综合服务平台主要包含农业综合分析系统管理软件、设施花卉精准种植管理系统、生猪养殖环境监测系统、设施蔬菜精准种植管理系统、水产精准养殖管理系统。能展现设备实时数据及历史数据，并对数据进行分析统计，形成图表及报表;实时展示视频信息，通过台操作、抓拍、录相等手段准确了解生产环节。网上诊断是生产者可将问题以文字和图片的形式，提交到专家系统，专家进行远程答疑，通过图文和视频的方式，学习农业生产技术知识。生产管理系统主要包含设施大棚生产管理系统、水产生产管理系统、生猪生产管理系统。通过智能手机或其他智能终端能远程监测、管理、控制生产现场。
4 示范系统建设情况
4.1 生猪精细化养殖管理示范系统 主要分为饲养管理和人员管理2大类。人员管理重于饲养管理，因为饲养管理程序需要人来操作，养殖效益的好坏与程序、制度的执行有很大关系。通过部署养殖环境远程监控、疫情监控等信息化设施，实现生猪养殖、疫药与饲料施用、免疫、检验检疫、地点转换、出场等养殖全过程信息化管理。同时，根据养殖场的实际情况，通过手机、Internet等方式，控制饮水、风机、湿帘等自动化设备。生猪养殖管理系统具体内容如下：采集空气温度、空气湿度、光照强度、CO2、NH3、H2S、视频图像等多个参数。分析处理所采集数据，结合专家系统指导生猪精准化养殖系统。能够远程控制自动化设备，进行环境参数阈值设置，并设置短信发送。系统功能模块主要有：生产管理、基础信息管理、出入库管理、库存管理、结算管理和警戒提醒。根据现场需求的不同，在不同的养殖舍内部署不同的传感器进行检测控制。控制系统通过对养殖舍内相关设备红外灯、风机等）的控制，实现养殖舍内环境（包括温度、湿度、CO2、NH3、H2S等）的集中、远程、联动干预。通过个性信息推送、各地实时监测、短信预警平台、环境动态监测、疫情通报发布等，对养殖业疫情、本地环境监测进行实时的反馈与发布。生产者主动上报异常状况，专家经过整体分析确定是否为扩散型疫情，并向同类型用户发出针对性强的预警信息。疫情上报分为报警阀值设定、报警方式、报警人群设定。远程专家诊断系统分为诊断、疫情公布、远程视频协助等功能，为用户提供智能诊断。对于无法与专家进行视频的用户，可以向安徽省农业领域专家系统提交自己的实际问题，有专家系统生成报告单，以邮件的形式发送到用户邮箱。疫情公布模块中，专家根据实际情况和科学判断，对于确实有疫情的，应第一时间通报。
4.2 设施蔬菜精细化种植管理示范系统 系统含有传感器采集，自动控制，视频监测、环境控制、系统报警及智能决策等模块，具体的系统拓扑图如图2所示。 该控制系统的主要功能有：（1）展现设备实时数据及历史数据，并对数据进行分析统计，形成图表及报表。（2）实时展示视频信息，通过台操作、抓拍、录相等手段准确了解生产环节。（3）提供远程专家诊断服务，生产过程中出现的问题，通过图像、文字等形式，上传专家系统，专家及时解答。（4）开展远程教育。通过图文和视频的方式，实现实时双向的在线农业技术专业培训及答疑、农技咨询服务、开展生产指导、病虫害诊断。（5）进行生产管理开展。生产管理系统主要包含设施大棚生产管理、水产生产管理、生猪生产管理等系统，通过智能手机或其他智能终端能远程监测、管理、控制生产现场。从怀宁县农业物聯网综合服务云平台扫描手机APP二维码，下载安装手机安卓版APP，通过手机客户端的应用系统，可实时查看示范点、监测点的情况，设施花卉的连栋温室可打开自动卷棚和自动喷水，实行温湿度控制。
5 问题与建议
虽然目前怀宁县农业物联网的建设和应用取得了一定的成效，但仍存在着不少问题。例如：（1）管理人员以农业技术推广人员为主，缺少计算机网络、软件开发与应用方面的专业技术人才;（2）示范点配套设施不完善，集成加热系统、通风系统、遮阴/保温内帘幕系统、外遮阴系统、高压喷雾降温系统、湿帘一风机系统、补充光照系统、灌溉施肥系统、自动增氧系统、饲料自动投喂系统等方面比较薄弱;（3）农业物联网传感器和感知探头使用几年后，灵敏度降低，需要后期的更换维修费用投入，而企业后期往往疏于管理，导致应用系统作用受到限制。因此，今后要继续完善示范点各项自动化设备及技术建设，通过云平台及时、全面地了解全县农业生产情况，同时积极引进专业技术人才，加大专业技术培训力度，提高应用人员的实际操作能力，大力提升农业物联网的实际应用效果。
参考文献
[1]余欣荣.物联网——改变农业、农民、农村的新力量[M].合肥：安徽科学技术出版社，2012.
[2]李道亮.农业物联网导论[M].北京：科学出版社，2012.
[3]陈晓栋，原向阳，郭平毅，等.农业物联网研究进展与前景展望[J].中国农业科技导报，2015，17（2）：8-16.
[4]李瑾，郭美荣，高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报，2015，31（增2）：200-209.
[5]白红武，滕光辉，马亮，等.蛋鸡健康养殖网络化管理信息系统[J].农业工程学报，2006，22（10）：171-173.
[6]黄庆，崔超远，乌云.应用于农资产品溯源服务系统的物联网技术分析[J]. 计算机系统应用，2013，22（1）：44-47.
[7]黎贞发，王铁，宫志宏，等.基于物联网的日光温室低温灾害监测预警技术及应用[J].农业工程学报，2013，29（4）：229-236.
（责编：张宏民）