基于物聯(lián)網(wǎng)的英國(guó)智能農(nóng)業(yè)進(jìn)展研究

彭英 陳楠 施小飛

（南京郵電大學(xué)管理學(xué)院，江蘇南京 210023）お

摘要 物聯(lián)網(wǎng)（IOT，Internet of Things）技術(shù)是世界第三次信息產(chǎn)業(yè)革命的代表，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苻r(nóng)業(yè)。介紹了物聯(lián)網(wǎng)、智能農(nóng)業(yè)的相關(guān)概念，并以英國(guó)發(fā)展智能農(nóng)業(yè)為例，分別闡述了英國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史階段、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下英國(guó)智能農(nóng)業(yè)的實(shí)施基礎(chǔ)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在英國(guó)農(nóng)業(yè)種植業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品與食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，呈現(xiàn)了英國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的精細(xì)化、智能化，為我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；英國(guó)；農(nóng)業(yè)；智能農(nóng)業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào) SB126；FB303.3；FB603文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2014）19-06458-04

Research on the Application of IOT in Intelligent Agriculture of United Kingdom

PENG Ying et al

(School of Management, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing, Jiangsu 210023)

Abstract Internet of Things (IOT) is the symbol of the worlds third information industrial revolution. When it is applied to the management of agricultural industry, intelligent agriculture will be formed. This article briefly describes the conception of IOT as well as intelligent agriculture and takes UK intelligent agriculture as an example. It also concerns the history of agricultural development in Great Britain, the basis of the implementation of UK intelligent agriculture based on IOT and its application in the UK farming industry, animal husbandry, agricultural and food security, which reflects the refinement and intelligence of modern agriculture in UK. The study will provide a reference for agriculture information construction in China.

Key words Internet of Things(IOT); UK; Agriculture; Intelligent agriculture

基金項(xiàng)目 國(guó)家社科基金項(xiàng)目（12FGL006）；江蘇省社科基金項(xiàng)目（10TQC010）；江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地重大項(xiàng)目（TJS211020）；江蘇省高校優(yōu)秀中青年骨干教師境外研修項(xiàng)目；江蘇省“青藍(lán)工程”學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)資助項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介 彭英（1971-），女，四川三臺(tái)人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事農(nóng)村信息服務(wù)創(chuàng)新管理研究。

收稿日期 20140528

1 物聯(lián)網(wǎng)與智能農(nóng)業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)（IOT，Internet of Things）被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第3次浪潮。有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐，最早可以追溯到1990年施樂(lè)公司的網(wǎng)絡(luò)可樂(lè)販?zhǔn)蹤C(jī)（Networked Coke Machine）的使用。1991年美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，1995年比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中提及物物互聯(lián)。1998年麻省理工學(xué)院提出了當(dāng)時(shí)被稱(chēng)作EPC（Electronic Product Code，產(chǎn)品電子代碼）系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想。1999年，麻省理工學(xué)院自動(dòng)識(shí)別（Auto睮D）中心闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。物聯(lián)

網(wǎng)，顧名思義，是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，即利用二維碼、射

頻識(shí)別（RFID，Radio Frequency Identification）和各類(lèi)傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可分為3層：物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，如圖1所示。根據(jù)2005年11月17日國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)入智能化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)人與人（H2H，Human to Human）、人與物（H2T，Human to Thing）、物與物（T2T，Thing to Thing）在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智能互動(dòng)［1］。

智能農(nóng)業(yè)即利用農(nóng)業(yè)先進(jìn)設(shè)施、高度匹配的技術(shù)規(guī)范與高效的集約化規(guī)模經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。智能農(nóng)業(yè)充分利用基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)、傳感技術(shù)等獲取作物生產(chǎn)、牲畜養(yǎng)殖等各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息和環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作信息采集智能化、資源利用精準(zhǔn)化，涵蓋農(nóng)業(yè)全鏈條、全產(chǎn)業(yè)、全過(guò)程，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行全程服務(wù)與監(jiān)控，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的全面感知、可靠傳輸和智能處理等技術(shù)和手段，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行深刻的洞察和準(zhǔn)確判斷，從而更快、更好地做出決策。智能農(nóng)業(yè)有助于最大限度地降低農(nóng)業(yè)要素投入，改變傳統(tǒng)粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式，實(shí)現(xiàn)有限農(nóng)業(yè)資源要素的高效生產(chǎn)率，最大限度地減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、有機(jī)生產(chǎn)，提高農(nóng)作物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)整體最優(yōu)，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步過(guò)渡到現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)。

2 英國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史階段

與人類(lèi)文明的發(fā)展同步，英國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)粗放型農(nóng)業(yè)階段到現(xiàn)代化智能農(nóng)業(yè)階段。如表1所示。

公元1500年前，撒克遜人、維京人砍伐樹(shù)木、擴(kuò)張農(nóng)田，發(fā)展傳統(tǒng)耕作農(nóng)業(yè)來(lái)為持續(xù)增長(zhǎng)的人口提供食物，構(gòu)建英國(guó)農(nóng)業(yè)的雛形。在此期間，受北歐惡劣天氣等自然環(huán)境限制及鼠疫等人類(lèi)傳染病蔓延的影響，勞動(dòng)力短缺，大量農(nóng)田荒廢，英國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展一度停滯［2］。

1500~1750年，亨利八世解散修道院，接手大量土地并出售給貴族和鄉(xiāng)紳作為農(nóng)業(yè)用地。同時(shí)，交通工具的改進(jìn)促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易，利用河流和海岸沿邊地區(qū)較好的地理優(yōu)勢(shì)，加速了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)滾筒條播種機(jī)、四作物輪作制（小麥、蘿卜、大麥和三葉草）等農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備及技術(shù)受到關(guān)注，英國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步發(fā)展。

1750~1850年，人口增長(zhǎng)，英國(guó)政府進(jìn)行農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化，并組織對(duì)沼澤、林地等進(jìn)行復(fù)墾。與此同時(shí)，通過(guò)農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械改進(jìn)、構(gòu)建新資本主義組織勞動(dòng)力方式等手段，提高了農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出比重，在較小農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的增加。廢除谷物法、注重保護(hù)佃農(nóng)權(quán)利，農(nóng)民積極性得到較大提高，農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

1850~1939年，英國(guó)相繼爆發(fā)第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命，對(duì)英國(guó)發(fā)展生物和農(nóng)業(yè)科學(xué)產(chǎn)生巨大影響。為應(yīng)對(duì)來(lái)自澳大利亞、新西蘭和美洲等國(guó)際市場(chǎng)的廉價(jià)進(jìn)口食品對(duì)英國(guó)農(nóng)業(yè)的沖擊，頒布農(nóng)業(yè)法令如英格蘭農(nóng)業(yè)集團(tuán)法，用法律手段保護(hù)和支持農(nóng)業(yè)，挖犁犁具等新式農(nóng)業(yè)設(shè)施相繼發(fā)明及推廣，農(nóng)業(yè)組織陸續(xù)成立如農(nóng)業(yè)委員會(huì)、農(nóng)林水產(chǎn)省（MAFF），從而保持英國(guó)農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1939年至20世紀(jì)90年代，第二次世界大戰(zhàn)期間，英國(guó)農(nóng)業(yè)引入食品配給政策，戰(zhàn)后，英國(guó)政府制訂了保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格政策，規(guī)定了農(nóng)產(chǎn)品最低保證價(jià)格。一系列發(fā)展農(nóng)業(yè)的法令頒布如1976年農(nóng)業(yè)（雜項(xiàng)規(guī)定）法案，尤其在加入歐盟后，受到歐盟共同農(nóng)業(yè)政策支持，英國(guó)農(nóng)業(yè)在雄厚的工業(yè)技術(shù)、完善的農(nóng)業(yè)科研、教育和推廣體系支持下，逐漸步入進(jìn)入現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)階段。

20世紀(jì)90年代至今，隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，英國(guó)國(guó)家整體信息化水平提高，英國(guó)農(nóng)業(yè)步入智能農(nóng)業(yè)時(shí)代。

表1 英國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段

時(shí)間 階段 簡(jiǎn)況

公元1500年前 農(nóng)業(yè)雛形階段

撒克遜人、維京人砍伐樹(shù)木、擴(kuò)張農(nóng)田，構(gòu)建農(nóng)業(yè)的雛形；惡劣天氣環(huán)境、疾病致勞動(dòng)力短缺，大量農(nóng)田荒廢，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一度停滯

1500~1750年 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段 修道院解散，農(nóng)業(yè)用地?cái)?shù)量大幅增加，交通工具的改進(jìn)促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易，農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備及技術(shù)受到關(guān)注，英國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步發(fā)展

1750~1850年 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化階段 對(duì)沼澤、林地等進(jìn)行復(fù)墾，農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械改進(jìn)，新資本主義組織勞動(dòng)力方式誕生，廢除谷物法，保護(hù)佃農(nóng)權(quán)利，農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展

1850~1939年 工業(yè)革命階段 英格蘭農(nóng)業(yè)集團(tuán)法等農(nóng)業(yè)法令頒布，挖犁犁具等新式農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)明推廣，農(nóng)業(yè)委員會(huì)、農(nóng)林水產(chǎn)?。∕AFF）等農(nóng)業(yè)組織成立

1939年至20世紀(jì)90年代 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化階段 二戰(zhàn)期間食品配給政策；戰(zhàn)后制定保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格政策，1976年農(nóng)業(yè)（雜項(xiàng)規(guī)定）法案頒布，歐盟共同農(nóng)業(yè)政策等

20世紀(jì)90年代至今 智能農(nóng)業(yè)階段 信息與通信技術(shù)的發(fā)展使英國(guó)國(guó)家整體信息化水平提高；RFID、傳感技術(shù)等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源控制、農(nóng)產(chǎn)品與食品安全領(lǐng)域應(yīng)用

3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下英國(guó)智能農(nóng)業(yè)的實(shí)施基礎(chǔ)

在歐洲，物聯(lián)網(wǎng)受到歐盟委員會(huì)（EC）的高度重視。2006年歐盟成立工作組進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)RFID技術(shù)研究；2008年發(fā)布《2020年的物聯(lián)網(wǎng)——未來(lái)路線》；2009年6月制定《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案》；2009年9月發(fā)布《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》，規(guī)劃了歐盟在2010、2015、2020年3個(gè)階段物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)路線圖，并提出物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)、航空航天、汽車(chē)、醫(yī)藥、能源等18個(gè)主要領(lǐng)域和識(shí)別、數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)等12個(gè)方面需要突破的關(guān)鍵技術(shù)［2］。2010 年3月歐盟發(fā)布《實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的愿景和挑戰(zhàn)》，將物聯(lián)網(wǎng)劃歸為公共基礎(chǔ)設(shè)施，提出在標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)，致力于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、媒體網(wǎng)絡(luò)（IOM）、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（IOS）整合成一個(gè)共同的全球IT平臺(tái)和無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示。

圖2 歐盟物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展示意

歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究總體協(xié)調(diào)組（IERC：European Research Cluster on the Internet of Things）是歐盟物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展項(xiàng)目的重要組織。IERC 管轄大量歐盟第七框架計(jì)劃（FP7）資助的項(xiàng)目，包括 IOT睞、INTREPID、IOT@Work 、ELLIOT 、SPRINT 、NEFFICS 、IOT睮 、CASAGRAS2 等數(shù)十個(gè)，以及一些合作項(xiàng)目，如FInES、FIA/RWI和由歐盟資助的新項(xiàng)目［3］。該組織負(fù)責(zé)制定共同的愿景、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和研發(fā)目標(biāo)，并對(duì)歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理，挖掘歐洲物聯(lián)網(wǎng)方面的巨大潛力，對(duì)歐盟所有物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的產(chǎn)、學(xué)、研方面最重要的問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)和整合（包括項(xiàng)目管理、研究目標(biāo)、資源調(diào)度、信息共享等），以便在實(shí)現(xiàn)歐洲物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中達(dá)成廣泛共識(shí)，有助于包括英國(guó)在內(nèi)的各歐盟成員國(guó)順利實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃。

2012年在意大利舉辦的物聯(lián)網(wǎng)周及物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際論壇中，歐盟最新的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展項(xiàng)目受到關(guān)注，包括物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)和能源、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、醫(yī)療保健方面的物理網(wǎng)、基于IPv6協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)［4］。歐盟整體高速發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大環(huán)境為英國(guó)發(fā)展智能農(nóng)業(yè)提供了技術(shù)路線指引。

作為老牌的資本主義國(guó)家，英國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化起步較早，為發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)提供了信息基礎(chǔ)設(shè)施保障。18世紀(jì)60年代開(kāi)始，英國(guó)相繼爆發(fā)第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命，完成了從“蒸汽時(shí)代”到“電氣時(shí)代”的跨越，城市化進(jìn)程加快，國(guó)家整體信息化建設(shè)水平較高。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，基于地少人多及農(nóng)村居住人口增加的狀況，英國(guó)政府開(kāi)始重視農(nóng)村、農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，以加強(qiáng)信息化農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施為工作重點(diǎn)，推動(dòng)信息技術(shù)的普及程度，縮小城市、農(nóng)村數(shù)字鴻溝。90年代中后期，英國(guó)農(nóng)村已基本普及互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)。2000年以來(lái)，政府推動(dòng)“家庭電腦”和“家庭培訓(xùn)”計(jì)劃，構(gòu)建“鏈接英國(guó)的寬帶戰(zhàn)略”國(guó)家信息化戰(zhàn)略，加速了農(nóng)村信息網(wǎng)絡(luò)的普及［5］。同時(shí)，英國(guó)政府設(shè)立移動(dòng)上網(wǎng)中心，配備安裝10多臺(tái)可上網(wǎng)電腦及技術(shù)顧問(wèn)的大巴士，巡回流動(dòng)于特別偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，培養(yǎng)并提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民信息化意識(shí)。目前，英國(guó)寬帶網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)全面接入，互聯(lián)網(wǎng)、3G網(wǎng)絡(luò)等已基本覆蓋英國(guó)農(nóng)村地區(qū)，據(jù)歐洲國(guó)際農(nóng)業(yè)科技中心統(tǒng)計(jì)，英國(guó)農(nóng)場(chǎng)已100%普及電腦。英國(guó)農(nóng)村信息化基礎(chǔ)設(shè)施的完善為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的英國(guó)農(nóng)業(yè)信息化的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件，促進(jìn)英國(guó)“傳統(tǒng)粗放農(nóng)業(yè)”向“智能精細(xì)農(nóng)業(yè)”轉(zhuǎn)變。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的英國(guó)智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用模式

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。采用溫度傳感器、濕度傳感器、pH傳感器、光傳感器、CO2傳感器實(shí)現(xiàn)溫室大棚控制系統(tǒng)，采用RFID等技術(shù)實(shí)現(xiàn)牲畜的動(dòng)物識(shí)別和跟蹤管理系統(tǒng)，采用二維碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流配送與追溯系統(tǒng)，借助無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、公眾電信網(wǎng)等多種信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)海量農(nóng)業(yè)信息的融合、處理，這些都是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用。從邏輯上看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可分為3層：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸層、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，如圖3所示。

圖3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邏輯分層

種植業(yè)與畜牧業(yè)是英國(guó)農(nóng)業(yè)兩大支柱。英國(guó)國(guó)土面積較小，東南部地勢(shì)平坦、土壤肥沃，適合大規(guī)模機(jī)械化種植，而在威爾士、蘇格蘭等西北部地區(qū)多為高山、丘陵地帶，主要發(fā)展畜牧業(yè)。英國(guó)屬于溫帶海洋性氣候，日照少、雨水充沛，適宜生產(chǎn)高質(zhì)量牧草，占國(guó)土面積77%的農(nóng)業(yè)用地多數(shù)為草場(chǎng)和牧場(chǎng)，因此畜牧業(yè)成為英國(guó)最主要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)［6］。物聯(lián)網(wǎng)在英國(guó)種植業(yè)、畜牧業(yè)的應(yīng)用如圖4所示。

圖4 物聯(lián)網(wǎng)在英國(guó)種植業(yè)和畜牧業(yè)應(yīng)用示意

種植業(yè)主要是針對(duì)農(nóng)作物耕種的過(guò)程，光照、土壤、養(yǎng)分、水、空氣、氣候等環(huán)境因素會(huì)影響作物生長(zhǎng)。英國(guó)普遍種植的作物包括谷物、根類(lèi)蔬菜、豆類(lèi)作物、飼料作物、水果以及用于動(dòng)物飼料的干草，如圖5所示。常用于耕作的工具包括犁、耙、軋輥或滾筒、噴霧器、噴粉器，如圖6所示。常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械包括聯(lián)合收割機(jī)、割草機(jī)、黏合劑。害蟲(chóng)、雜草或者作物疾病通常會(huì)對(duì)作物的生長(zhǎng)和市場(chǎng)銷(xiāo)量產(chǎn)生副作用［7］。英國(guó)的害蟲(chóng)包括無(wú)脊椎動(dòng)物（主要是線蟲(chóng)、蛞蝓和昆蟲(chóng)或昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)）、哺乳動(dòng)物（特別是兔）、鳥(niǎo)類(lèi)（主要是鴿子）。作物疾病通常由土壤中的植物根部、受損葉表區(qū)進(jìn)入植物的細(xì)菌或害蟲(chóng)傳播，傳統(tǒng)的解決作物疾病或雜草的方式是使用殺菌劑、農(nóng)藥等，不符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求及歐盟關(guān)于農(nóng)藥使用量的相關(guān)法規(guī)。

圖5 英國(guó)主要種植作物

圖6 英國(guó)主要農(nóng)業(yè)耕作工具

英國(guó)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如農(nóng)作物施肥施藥、溫室大棚種植。為提高大型農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，英國(guó)農(nóng)場(chǎng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝大量感知作物高度、密度等指標(biāo)的傳感器，加裝土地智能掃描儀等，自動(dòng)感知地塊狀況、作物長(zhǎng)勢(shì)等信息。根據(jù)所獲數(shù)據(jù)信息構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，智能調(diào)節(jié)作業(yè)，避免過(guò)量施用農(nóng)藥和化肥造成的生產(chǎn)成本增長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境污染。由于采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線視頻采集系統(tǒng)對(duì)農(nóng)場(chǎng)的溫室大棚種植進(jìn)行全方位無(wú)線監(jiān)控和管理，使得農(nóng)場(chǎng)工作人員可以借助現(xiàn)代化通信手段隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)全過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理［8］。

畜牧業(yè)占英國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的59.8%，飼養(yǎng)的動(dòng)物主要為牛、豬、羊和家禽，集中在以高山或丘陵為主的西北部地區(qū)。畜牧業(yè)所處的舉足輕重的地位給動(dòng)物疫病疫情的防控帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。1967和2001年，英國(guó)均爆發(fā)了手足口病，2007年又爆發(fā)了藍(lán)舌病。英國(guó)常見(jiàn)的動(dòng)物疫病還包括瘋牛病、豬瘟、口蹄疫、牛肺結(jié)核病等。其中，影響最為嚴(yán)重的是1996年爆發(fā)的瘋牛病，由于英國(guó)國(guó)土面積小，牲畜遷移頻繁，瘋牛病迅速波及到法國(guó)、愛(ài)爾蘭、丹麥等周邊國(guó)家，并蔓延至全球，對(duì)全球肉牛養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生沉重打擊。瘋牛病危機(jī)導(dǎo)致英國(guó)法律禁止年齡超過(guò)30個(gè)月的牛進(jìn)入牛肉市場(chǎng)。

針對(duì)這一問(wèn)題，英國(guó)采用了基于RFID技術(shù)的畜牧管理系統(tǒng)。目前，基于RFID技術(shù)對(duì)動(dòng)物識(shí)別和跟蹤管理系統(tǒng)，最常用的安裝電子標(biāo)簽的方法主要有頸圈式和耳標(biāo)式［9］。英國(guó)養(yǎng)羊業(yè)已經(jīng)全部應(yīng)用電子耳標(biāo)，一般將耳標(biāo)式電子標(biāo)簽固定在牲畜的左耳上，農(nóng)民利用讀寫(xiě)器在相距數(shù)米的地方將羊的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)。在英國(guó)，牛的飼養(yǎng)也開(kāi)始使用電子耳標(biāo)或電子項(xiàng)圈，電子項(xiàng)圈比電子耳標(biāo)成本略高，農(nóng)場(chǎng)通過(guò)電子項(xiàng)圈實(shí)現(xiàn)欄舍中牛的自動(dòng)喂養(yǎng)，智能系統(tǒng)提供牲畜從出生到屠宰整個(gè)過(guò)程的詳細(xì)記錄，及時(shí)有效地跟蹤牛體健康狀況、控制疫情發(fā)生。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅用于英國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程管理、生態(tài)環(huán)境管理、農(nóng)業(yè)資源控制以及農(nóng)業(yè)裝備設(shè)施方面，同樣被應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品與食品安全領(lǐng)域。農(nóng)產(chǎn)品與食品安全涉及到原料供給、生產(chǎn)環(huán)境、加工、包裝、貯存運(yùn)輸及銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全管理，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的采用有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的識(shí)別、流通及食用中的可追溯性，保障農(nóng)產(chǎn)品與食品安全。如圖7所示。

圖7 英國(guó)農(nóng)產(chǎn)品與食品安全領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售、倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流配送與追溯中，二維碼技術(shù)得到廣泛使用?；诙S碼標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品可溯系統(tǒng)采用EPC碼存儲(chǔ)農(nóng)產(chǎn)品的類(lèi)別、生產(chǎn)日期和產(chǎn)地等信息，消費(fèi)者可以通過(guò)手機(jī)、pad等移動(dòng)終端掃描農(nóng)產(chǎn)品包裝上的二維碼，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地查詢(xún)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地、生產(chǎn)周期、檢測(cè)等相關(guān)信息。

另一方面，在農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、冷鏈系統(tǒng)中安裝溫度傳感器、濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)溫度、濕度等環(huán)境指標(biāo)的自動(dòng)感知。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行需求預(yù)測(cè)、庫(kù)存信息動(dòng)態(tài)管理、冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)日志記錄等，并通過(guò)電腦上網(wǎng)或者手機(jī)聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警和自動(dòng)控制，保證鮮活農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，極大地降低農(nóng)產(chǎn)品的損失率。

5 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)在英國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的應(yīng)用，使得過(guò)去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中那些傳統(tǒng)復(fù)雜的農(nóng)藝操作技術(shù)和工序，向機(jī)械化、智能化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)變，加速了英國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、集約化，極大減輕了農(nóng)民的耕作負(fù)擔(dān)、提升了生活質(zhì)量，

提高農(nóng)產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)能力、抗風(fēng)險(xiǎn)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

英國(guó)智能農(nóng)業(yè)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)例，為我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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