物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展
——訪奧地利Caipos公司中國區(qū)總經(jīng)理劉宗波

□《中國農(nóng)資》記者高遠(yuǎn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展
——訪奧地利Caipos公司中國區(qū)總經(jīng)理劉宗波

□《中國農(nóng)資》記者高遠(yuǎn)

Q：何為物聯(lián)網(wǎng)？

物聯(lián)網(wǎng)指在物體中安放具有感知能力的芯片，把采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最后由計(jì)算機(jī)把這些信息進(jìn)行集中處理的一個(gè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)物與物之間、物與人之間的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層共同構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，底層是感知層，通過傳感器、智能卡、RFID電子標(biāo)簽、二維碼、識別碼等來采集信息；第二層是網(wǎng)絡(luò)層，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞；最上層是應(yīng)用層，完成信息的分析處理，以實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的識別與感知，發(fā)揮智能作用。

你能想象這樣一個(gè)場景嗎？2名職業(yè)農(nóng)民看管2000畝土地，每天的工作就是在控制室里查看數(shù)據(jù)、打開開關(guān)按鈕灌溉、施肥和送藥。夏有空調(diào)、冬有暖氣，再無風(fēng)吹、雨淋、日曬，種植出來的瓜果、蔬菜殘留少、價(jià)格高。這就是物聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用的一個(gè)縮影。

作為信息化發(fā)展的重要產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)這一理念進(jìn)入國內(nèi)已有數(shù)年甚至十?dāng)?shù)年。然而，時(shí)至今日，國內(nèi)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展依然處于初級階段，農(nóng)業(yè)從業(yè)者對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識空白者有之，存在偏差者有之。物聯(lián)網(wǎng)究竟應(yīng)以何種方式應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中？哪些地區(qū)或者企業(yè)更適合用物聯(lián)網(wǎng)等等，帶著這些問題，記者采訪了奧地利Caipos公司中國區(qū)總經(jīng)理劉宗波。

物聯(lián)網(wǎng)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展護(hù)航

奧地利Caipos公司一直致力于研發(fā)、推廣智能化、高性能、低成本的氣象、環(huán)境、水文及植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。近年來，公司研發(fā)的降雨、水位、土壤墑情、多要素氣象自動監(jiān)測站在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行管理、低功耗和無線傳感器等多項(xiàng)技術(shù)在奧地利、英國、法國、美國、俄羅斯、土耳其等地被廣泛應(yīng)用。劉宗波介紹，2010年，Caipos公司研發(fā)出了全新的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及軟件并不斷更新、調(diào)整技術(shù)，隨后在全球逐步推廣。在我國推行設(shè)施農(nóng)業(yè)、科學(xué)用肥、用藥和土地流轉(zhuǎn)加速的背景下，Caipos公司認(rèn)為在我國推行物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。2013年起，Caipos中國區(qū)分公司開始加快步伐推廣物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品。2014年，Caipos中國區(qū)分公司開始大規(guī)模進(jìn)行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)推廣。目前，Caipos中國區(qū)分公司已同中科院新疆荒漠系統(tǒng)觀測站、中科院棉花所、河北綠谷公司、甘肅農(nóng)墾等單位建立合作關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)可以利用在農(nóng)業(yè)相關(guān)的方方面面，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支撐。從最開始播種到最后倉儲、運(yùn)輸、售賣時(shí)貼標(biāo)簽全程追溯，物聯(lián)網(wǎng)都可以參與其中。劉宗波以Caipos的產(chǎn)品為例，詳細(xì)講解了物聯(lián)網(wǎng)如何介入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在生產(chǎn)中，種植區(qū)域內(nèi)每1-3公里半徑放置一個(gè)無線傳感器，傳感器節(jié)點(diǎn)會自動來測量基質(zhì)濕度、溫度以及光照強(qiáng)度、空氣濕度、氣壓、二氧化碳濃度等相關(guān)數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)發(fā)送GPRS基站，基站再上傳至云終端，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。初步的處理涵蓋收集氣象數(shù)據(jù)、自動數(shù)據(jù)處理、灌溉系統(tǒng)監(jiān)測等信息。數(shù)據(jù)得到進(jìn)一步處理后，能夠做出病蟲害模型、農(nóng)業(yè)應(yīng)用的計(jì)算（度日法、ET值等）、作物生長環(huán)境預(yù)測和及時(shí)預(yù)警?？刂普叩贸龇治鼋Y(jié)果，確定目前是否需要進(jìn)行灌溉、施肥、用藥作業(yè)，確定作業(yè)的量，從而給植物生長提供最佳的生長環(huán)境。

通過物聯(lián)網(wǎng)檢測形成數(shù)字模型，預(yù)測病蟲害，及時(shí)更改環(huán)境，可以避免病蟲害發(fā)生或者提前噴灑少量農(nóng)藥，減少損失。例如葡萄發(fā)病頻繁，一年甚至?xí)驇资嗡?，如果有詳?xì)的監(jiān)控，隨時(shí)調(diào)整溫度和濕度等，病原菌的數(shù)量就會下降，病蟲害的發(fā)生就會大大減少，既能減少化肥、農(nóng)藥使用量，也能保證食物安全。在食品安全受重視程度日益提高的今天，物聯(lián)網(wǎng)的介入，具有特別的現(xiàn)實(shí)意義。

物聯(lián)網(wǎng)推廣在國內(nèi)方興未艾

Caipos在我國的發(fā)展可謂恰逢其時(shí)，目前我國亟待轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化以及水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用，都為物聯(lián)網(wǎng)的推廣使用提供了便利?？紤]到成本因素，物聯(lián)網(wǎng)適用于種植附加值較高的連片土地。目前國內(nèi)土地集中化程度比較高的地區(qū)是東北、西北和西南地區(qū)，這也是Caipos公司近期發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。

在形成規(guī)模的情況下，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在技術(shù)上和節(jié)約成本上的優(yōu)勢顯而易見。劉宗波以溫室大棚為例，核算出人工管理與物聯(lián)網(wǎng)管理的成本差異（參見圖）。

去年，Caipos公司和甘肅農(nóng)墾集團(tuán)條山集團(tuán)、甘肅省土肥站合作，建立一個(gè)測試項(xiàng)目，今年灌溉系統(tǒng)也被納入此項(xiàng)目中。項(xiàng)目分28個(gè)實(shí)驗(yàn)小區(qū)，全部種植供給給連鎖快餐業(yè)和食品加工廠的馬鈴薯。預(yù)計(jì)明年試驗(yàn)田面積將達(dá)2000-3000畝，后年將在甘肅農(nóng)墾內(nèi)部大規(guī)模推廣。Caipos公司目前正在和中農(nóng)集團(tuán)控股股份有限公司洽談，初步確定在北京、河北交界處建立試驗(yàn)田，種植附加值比較高的經(jīng)濟(jì)作物。

物聯(lián)網(wǎng)推廣任重道遠(yuǎn)

目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還處于一個(gè)探索發(fā)展的過程，劉宗波介紹說，之前物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)推廣遇到技術(shù)問題大多已經(jīng)解決，目前面臨的問題一是使用成本問題。雖然國內(nèi)土地流轉(zhuǎn)已顯成效，但是大多數(shù)土地依然是小塊耕作，這些經(jīng)營者無力承擔(dān)設(shè)備資金。

二是經(jīng)營者理念更新問題。一些經(jīng)營者還在固守之前的老思維，不愿意接受和嘗試新的技術(shù)手段。

三是標(biāo)準(zhǔn)制定問題。由政府部門出面推廣物聯(lián)網(wǎng)，為了方便應(yīng)用和操作，往往需要制定固定的指標(biāo)來衡量、規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)的范疇。但是由于我國幅員遼闊，環(huán)境不同，參數(shù)、設(shè)備的細(xì)節(jié)都不盡相同，存在很多變量，所以很難用硬性的固定指標(biāo)衡量哪些產(chǎn)品屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇，哪些產(chǎn)品不屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇。

四是我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣亟待規(guī)范。之前國內(nèi)有些企業(yè)宣傳物聯(lián)網(wǎng)，噱頭大于本質(zhì)，將一些簡單的技術(shù)覆蓋在種植或者運(yùn)輸過程中，就宣稱自己是在做物聯(lián)網(wǎng)。我們見過太多溫室里面的設(shè)備用過一段時(shí)間被廢棄；也見過太多的被“偽物聯(lián)網(wǎng)”欺騙過的客戶一口否定物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，認(rèn)為這毫無用處；還見過被錯(cuò)誤的宣傳誤導(dǎo)，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是“萬能網(wǎng)”，提出不切實(shí)際要求的客戶。讓這些曾經(jīng)用過設(shè)備但是失望的客戶群體和對物聯(lián)網(wǎng)存在錯(cuò)誤認(rèn)識的群體重新認(rèn)識并信任物聯(lián)網(wǎng)，要付出更多的努力。

近年來中央一號文件一再提出要加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、減少面源污染，這必將依賴于新技術(shù)手段的推動。能夠更準(zhǔn)確把控用藥、施肥的物聯(lián)網(wǎng)，順應(yīng)了這一新形勢，未來將在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的舞臺上發(fā)揮更大的作用。

圖：用人工和物聯(lián)網(wǎng)兩種方法監(jiān)測對比

鏈接：

國外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛

在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測和利用領(lǐng)域，美國和歐洲主要利用資源衛(wèi)星對土地利用信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將其結(jié)果發(fā)送到各級監(jiān)測站，進(jìn)入信息融合與決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域農(nóng)業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃。例如美國加州大學(xué)洛杉磯分校建立的林業(yè)資源環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過對加州地區(qū)的森林資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為相應(yīng)部門提高實(shí)時(shí)的資源利用信息，為統(tǒng)籌管理林業(yè)提供支撐。

在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，美國、法國和日本等一些國家主要綜合運(yùn)用高科技手段構(gòu)建先進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過利用先進(jìn)的傳感器感知技術(shù)、信息融合傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等建立覆蓋全國的農(nóng)業(yè)信息化平臺，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的自動監(jiān)測，保證農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。例如美國已形成了生態(tài)環(huán)境信息采集-信息傳輸處理-信息發(fā)布的分層體系結(jié)構(gòu)。法國利用通信衛(wèi)星技術(shù)對災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)，對病蟲害進(jìn)行測報(bào)。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理領(lǐng)域，美國、澳大利亞、法國、加拿大等一些國家在大田糧食作物種植精準(zhǔn)作業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和灌溉施肥控制、果園生產(chǎn)不同尺度的信息采集和灌溉控制、畜禽水產(chǎn)精細(xì)化養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和精細(xì)養(yǎng)殖等方面應(yīng)用廣泛。例如，2008年法國建立了較為完備的農(nóng)業(yè)區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，指導(dǎo)施肥、施藥、收獲等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。荷蘭VELOS智能化母豬管理系統(tǒng)在荷蘭以及歐美許多國家得到廣泛應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動供料、自動管理、自動數(shù)據(jù)傳輸和自動報(bào)警。泰國初步形成了小規(guī)模的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)，解決了RFID技術(shù)在水產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用難題。

在農(nóng)產(chǎn)品安全溯源領(lǐng)域，國外發(fā)達(dá)國家在動物個(gè)體編號識別、農(nóng)產(chǎn)品包裝標(biāo)識及農(nóng)產(chǎn)品物流配送等方面應(yīng)用廣泛。例如加拿大肉牛2001年起使用一維條形碼耳標(biāo)，目前已過渡到使用電子耳標(biāo)。2004年日本基于RFID技術(shù)構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品追溯試驗(yàn)系統(tǒng)，利用RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品流通管理和個(gè)體識別。