物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用系統(tǒng)在蘋果產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用
——以甘肅靜寧蘋果產(chǎn)業(yè)為例

柴 洪，何 莉，楊林娟，殷富岐，趙 濤

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)財(cái)經(jīng)學(xué)院，甘肅省區(qū)域農(nóng)業(yè)與產(chǎn)業(yè)組織研究中心，甘肅 蘭州730070)

0 引言

我國(guó)是世界第一大蘋果種植國(guó)，蘋果產(chǎn)量占全球的50%以上，2019年我國(guó)蘋果產(chǎn)量4 000萬(wàn)t，消費(fèi)量3 430萬(wàn)t，全球蘋果平均單產(chǎn)15.87 t/hm2，我國(guó)蘋果單產(chǎn)17.54 t/hm2，位列全球第27位[1]。在蘋果產(chǎn)量供給大于需求和國(guó)內(nèi)蘋果單產(chǎn)較低的情況下，依靠技術(shù)進(jìn)步，引進(jìn)信息化管理方式提高蘋果產(chǎn)業(yè)鏈管理水平，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)整合蘋果產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)，建立蘋果育苗、種植、加工、運(yùn)輸大數(shù)據(jù)庫(kù)，形成產(chǎn)業(yè)鏈管理大數(shù)據(jù)流，通過(guò)區(qū)塊鏈、云計(jì)算和5G技術(shù)應(yīng)用提高從蘋果育苗到餐桌的全產(chǎn)業(yè)鏈管理水平、管理質(zhì)量和管理效率，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)量效益向質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變的發(fā)展模式是解決蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效途徑。課題組對(duì)甘肅靜寧蘋果產(chǎn)業(yè)概況、蘋果種植質(zhì)量控制模式進(jìn)行了調(diào)查分析，針對(duì)傳統(tǒng)蘋果種植過(guò)程管理存在的問(wèn)題提出了蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)管理控制體系結(jié)構(gòu)。

1 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的研究與應(yīng)用

國(guó)家鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推廣普及，國(guó)內(nèi)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究、應(yīng)用，以及物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)建設(shè)方面均取得了進(jìn)步。在產(chǎn)業(yè)政策方面，國(guó)家相繼出臺(tái)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃綱要積極推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。2010年10月國(guó)務(wù)院通過(guò)的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》將物聯(lián)網(wǎng)確定為“十二五”七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，明確了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)、任務(wù)、方向和支持政策[2]。2013年我國(guó)將“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”作為國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程之一，國(guó)家出臺(tái)的《“十三五”全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實(shí)施意見》《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》和《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃(2019—2025年)》均提出要加快大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)裝備創(chuàng)新要有重大突破[3-6]。

學(xué)者們基于物聯(lián)網(wǎng)在稻米、特色農(nóng)產(chǎn)品、葡萄酒、設(shè)施蔬菜、乳制品、主糧生產(chǎn)等方面展開了應(yīng)用研究，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)研發(fā)、管理平臺(tái)開發(fā)、冷鏈監(jiān)測(cè)方面提出了應(yīng)用方案[7-15]。目前物聯(lián)網(wǎng)在智能水產(chǎn)養(yǎng)殖、智能大棚監(jiān)控、智慧農(nóng)旅綜合管理、大田種植監(jiān)控、農(nóng)業(yè)視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)字化牧場(chǎng)管理方面都得到了廣泛應(yīng)用。從2011年開始全國(guó)各地相繼建立了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，如海爾COSMOPlat農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——海優(yōu)禾，農(nóng)信通集團(tuán)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)，廣西南寧智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)，托普云農(nóng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等[16-18]。隨著物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，通過(guò)搭建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)推動(dòng)了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)步，通過(guò)數(shù)據(jù)收集、清洗、計(jì)算和分析支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)可視化管理、智能化服務(wù)、精準(zhǔn)化種植加工。

2 甘肅靜寧蘋果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2.1蘋果產(chǎn)業(yè)分布情況

甘肅靜寧屬于黃土高原優(yōu)勢(shì)蘋果種植區(qū)，近幾年來(lái)靜寧根據(jù)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃對(duì)蘋果種植面積和布局進(jìn)行了調(diào)整和擴(kuò)張，果園面積達(dá)4.67萬(wàn)hm2，占全縣耕地總面積的46.67%，戶均果園種植面積約為0.7 hm2，人均面積0.15 hm2。靜寧南部和中部丘陵平緩地區(qū)基本實(shí)現(xiàn)果園全覆蓋，因自然條件限制北部地區(qū)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度慢，果園呈零星分布，目前尚處于小面積試栽培階段?？傮w上看，靜寧蘋果種植基地已初具規(guī)模，形成了集中連片發(fā)展模式，目前已經(jīng)建成仁大、李店、城川和賈河等12個(gè)果園化鄉(xiāng)鎮(zhèn)、80個(gè)果品專業(yè)村，形成了李店河流域、城川河流域、葫蘆河流域和賈河流域等一批規(guī)?；O果示范基地。靜寧蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化示范果園，提高果園的技術(shù)管理和生產(chǎn)水平，成立果業(yè)技術(shù)服務(wù)站，引進(jìn)蘋果種植技術(shù)人才為蘋果種植提供技術(shù)指導(dǎo)。靜寧蘋果優(yōu)勢(shì)地位顯著，縣里成立了果業(yè)服務(wù)中心，將分散的果農(nóng)組織起來(lái)，通過(guò)參加國(guó)內(nèi)水果節(jié)，舉辦中國(guó)平?jīng)鼋鸸┯[會(huì)和首屆中國(guó)農(nóng)民豐收節(jié)等系列活動(dòng)提高品牌效應(yīng)。

2.2蘋果產(chǎn)量與果園基本情況

靜寧是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部劃定的全國(guó)蘋果優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)之一，靜寧擁有中國(guó)第1個(gè)蘋果類品牌商標(biāo)“平?jīng)鼋鸸保o寧也是“中國(guó)蘋果之鄉(xiāng)”“中國(guó)優(yōu)質(zhì)蘋果基地”，靜寧將蘋果作為第1支柱產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和果農(nóng)增收。2019年全縣蘋果總產(chǎn)量88萬(wàn)t，總產(chǎn)值39.6億元，農(nóng)民人均果業(yè)收益突破5 800元，占農(nóng)村居民人均可支配收入70%以上，蘋果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為靜寧農(nóng)民脫貧致富奔小康的支柱產(chǎn)業(yè)[19]。因此本文選擇調(diào)查分析靜寧縣蘋果種植質(zhì)量控制情況。

2014年以來(lái)靜寧縣蘋果優(yōu)果率逐年提高(表1)，2015年和2018年因靜寧13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受重大冰雹災(zāi)害產(chǎn)量同比減少，其他年份產(chǎn)量均同比增加，小果率保持穩(wěn)定。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的靜寧蓮花、仁大、李店、余灣、雙峴和城川6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共12個(gè)果園情況(表2)，果樹樹齡在13年以上，果樹均處于盛果期，品種單一均為紅富士。

表1 2014—2018年靜寧蘋果優(yōu)果率和蘋果產(chǎn)量

表2 靜寧蘋果園概況

3 傳統(tǒng)管理模式下蘋果種植質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)

3.1果園水肥控制

適時(shí)、適量澆水施肥是果樹生長(zhǎng)和管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是提高蘋果質(zhì)量的重要管理措施。如表3所示，傳統(tǒng)模式下靜寧果園采用人工控制的“水肥一體化”模式，一年中最重要的兩次施水肥時(shí)間是3月初至3月中旬果樹盟芽期和蘋果采摘之后的11月，憑借果農(nóng)管理經(jīng)驗(yàn)集中施肥和澆水給果樹提供養(yǎng)份，為后期提高蘋果質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

3.2果園病蟲害防治控制

病蟲害防控是提高蘋果品質(zhì)的關(guān)鍵控制點(diǎn)，直接影響蘋果的外觀和口感。如表4所示，從蘋果種植的幼果期到成熟期會(huì)出現(xiàn)食心蟲病、炭蛆病、果實(shí)輪紋病等各種病蟲害，重點(diǎn)防治病蟲害的時(shí)間是果樹開花授粉期、幼果生長(zhǎng)期和果實(shí)成熟期3個(gè)階段，關(guān)鍵是幼果生長(zhǎng)期，主要通過(guò)人工經(jīng)驗(yàn)噴灑農(nóng)藥和殺蟲劑防治病蟲害。

3.3果樹修剪控制

修剪果樹是果樹生長(zhǎng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，如表5所示，為提高蘋果質(zhì)量，在果樹進(jìn)入冬眠期時(shí)憑果農(nóng)經(jīng)驗(yàn)剪枝、疏干、清理果樹的殘枝落葉和腐爛果實(shí)，為果樹提供良好的土壤條件，有利于來(lái)年掛果后果實(shí)充分汲取營(yíng)養(yǎng)、接受光照和均勻著色。

4 傳統(tǒng)蘋果種植質(zhì)量管理模式存在的問(wèn)題

4.1沒(méi)有將新一代信息技術(shù)應(yīng)用于果樹栽培

靜寧的果園基本上采用喬化栽培，果樹多為主干分層型，樹體高大，樹枝密郁，透光性差，雖然近幾年果農(nóng)對(duì)果樹進(jìn)行了疏干和改形，但是樹齡多數(shù)在10年以上，果園密閉，樹形紊亂，蘋果產(chǎn)量低，果徑小。因此，需要改進(jìn)果園管理方式，應(yīng)用信息管理技術(shù)對(duì)蘋果種植過(guò)程進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制提高蘋果品質(zhì)。

4.2缺乏新一代信息技術(shù)與果園管理的深度融合

靜寧縣農(nóng)村人口44.67萬(wàn)，年輕人因外出上學(xué)、進(jìn)城務(wù)工，農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移，留守的果農(nóng)絕大多數(shù)是老年人和中年夫婦，果農(nóng)文化程度低，多數(shù)為高中或初中以下學(xué)歷，對(duì)新一代信息技術(shù)基本不了解。靜寧果園管理組織分散，隨著靜寧蘋果種植面積不斷擴(kuò)大，完全依靠果農(nóng)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)管理果園的難度越來(lái)越大。由于既缺乏具備專業(yè)知識(shí)的年輕技術(shù)人員，又缺少新一代信息技術(shù)管理手段，在果園土壤改良、水肥管理、果枝修剪方面技術(shù)落后，從而影響蘋果品質(zhì)。因此，通過(guò)引進(jìn)新一代信息技術(shù)打造智慧果園是解決果農(nóng)管理技術(shù)落后，提高蘋果品質(zhì)的有效途徑。

表3 靜寧蘋果園水肥控制措施

表4 靜寧蘋果園病蟲害防治

表5 靜寧蘋果園果樹修剪管理情況

4.3缺乏基于新一代信息技術(shù)監(jiān)控仿冒商標(biāo)的措施

靜寧蘋果憑借其獨(dú)特的口感、風(fēng)味、色澤和耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)，銷售量不斷上升，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯。當(dāng)?shù)亍捌經(jīng)鼋鸸鄙虡?biāo)注冊(cè)后不良商家便開始仿冒商標(biāo)，市場(chǎng)上流通的一部分印有“平?jīng)鼋鸸鄙虡?biāo)的紙箱中實(shí)際裝的并不是靜寧蘋果，導(dǎo)致冒用“平?jīng)鼋鸸鄙虡?biāo)的蘋果銷量高于真正靜寧蘋果銷量，對(duì)靜寧果農(nóng)的收入、“平?jīng)鼋鸸逼放?、質(zhì)量和聲譽(yù)造成了重大影響。目前，靜寧縣建立的電子商務(wù)平臺(tái)主要是解決蘋果銷售的問(wèn)題，提供蘋果供需信息，但是基于上一代信息技術(shù)搭建的電子商務(wù)平臺(tái)還不能解決蘋果地理原產(chǎn)地標(biāo)識(shí)追溯的問(wèn)題，因此需要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù)與蘋果產(chǎn)業(yè)融合解決合法保護(hù)、追溯蘋果及蘋果加工產(chǎn)品地理原產(chǎn)地的問(wèn)題。

5 蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)管理優(yōu)勢(shì)

5.1遠(yuǎn)程管理與控制

與工業(yè)生產(chǎn)比較，蘋果種植區(qū)域分散，蘋果育苗、種植、加工、儲(chǔ)藏和銷售管理流程長(zhǎng)，確定蘋果及加工品地理原產(chǎn)地、病蟲害防治、蘋果分級(jí)、運(yùn)輸、保鮮管理難度大，傳統(tǒng)的蘋果產(chǎn)業(yè)管理方式是“人對(duì)物的近程管理與控制”。物聯(lián)網(wǎng)管理方式通過(guò)分布式傳感器、控制器可以實(shí)現(xiàn)“人對(duì)物的遠(yuǎn)程管理與控制”，因此物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展“智慧蘋果業(yè)”的重要途徑。

5.2精準(zhǔn)控制，降低人工投入成本

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主動(dòng)化、智能化管理控制比人工管控模式更精準(zhǔn)、更高效。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)收集、傳輸、計(jì)算和分析蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)，按系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定好的各種參數(shù)由控制器自動(dòng)精準(zhǔn)觸發(fā)各種系統(tǒng)開關(guān)，減少人工投入，新一代信息技術(shù)應(yīng)用有助于提高果農(nóng)收入[20]。

5.3加速蘋果產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)整合與共享

物聯(lián)網(wǎng)采用先進(jìn)的“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存技術(shù)”，環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在分布式傳感器和控制器上，以“時(shí)時(shí)存儲(chǔ)，定時(shí)上傳分析”監(jiān)測(cè)種植、加工、運(yùn)輸和銷售狀態(tài)，數(shù)據(jù)以電子報(bào)表、時(shí)間周期圖形、視頻等多種方式輸出，便于分析、對(duì)比和監(jiān)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將蘋果產(chǎn)業(yè)鏈上、下游存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)形成連續(xù)的數(shù)據(jù)鏈，有利于用戶優(yōu)化農(nóng)資配置、原產(chǎn)地認(rèn)證、質(zhì)量追溯、品質(zhì)監(jiān)測(cè)、病蟲害防治和產(chǎn)品供需預(yù)測(cè)。

6 蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

6.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)各種輸入設(shè)備將捕獲的現(xiàn)實(shí)世界的物理變化轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，也是將“現(xiàn)實(shí)世界”轉(zhuǎn)換為“虛擬世界”的一個(gè)過(guò)程。如圖1所示，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成包括輸入端傳感器、控制系統(tǒng)、輸出端智能設(shè)備，通過(guò)無(wú)線或有線通訊網(wǎng)絡(luò)連接物聯(lián)網(wǎng)域名實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)互通，應(yīng)用大集成(Grand Integration)、大數(shù)據(jù)(Big Data)、區(qū)塊鏈(Blockchain)、云計(jì)算(Cloud Computing)提供安全可控的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)案處理、產(chǎn)品追溯、安全管理、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程控制和報(bào)表輸出等服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)人對(duì)物的組織、協(xié)調(diào)、管理和控制。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Architecture of Internet of Things application system

6.2蘋果產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)采集

6.2.1實(shí)物資產(chǎn)數(shù)據(jù)采集

蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)建立的基礎(chǔ)是實(shí)物資產(chǎn)。如圖2所示，從蘋果產(chǎn)業(yè)鏈的育苗、種植、加工到銷售的4個(gè)階段中每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)形成具有物理特性的實(shí)物資產(chǎn)：苗木、果樹、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)具、化肥、防雹網(wǎng)、物流設(shè)備和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備，將這些資產(chǎn)都貼上電子識(shí)別標(biāo)簽，通過(guò)電子掃描將實(shí)物資產(chǎn)上傳到物聯(lián)網(wǎng)并形成與之一一對(duì)應(yīng)的“鏡像虛擬資產(chǎn)”。

6.2.2環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)采集

能反映蘋果產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境狀態(tài)的變量有溫度、濕度、光照、CO2、病蟲害和重金屬殘留等，通過(guò)用于監(jiān)測(cè)環(huán)境狀態(tài)變量——溫度、濕度、光照、CO2、測(cè)距、圖像的各種傳感器將采集的各種環(huán)境狀態(tài)變量轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)后上傳到物聯(lián)網(wǎng)，形成環(huán)境狀態(tài)大數(shù)據(jù)。

6.2.3控制過(guò)程數(shù)據(jù)采集

在蘋果加工過(guò)程中會(huì)形成工序關(guān)鍵控制點(diǎn)記錄，如生產(chǎn)記錄、崗位工等級(jí)、產(chǎn)品取樣、質(zhì)檢記錄等，崗位操作人員可以將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，形成蘋果加工控制過(guò)程大數(shù)據(jù)，用于加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

6.3蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)分析與輸出

蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是蘋果育苗、種植、加工和銷售過(guò)程狀態(tài)的信息反饋，如圖2所示，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊分析、處理采集的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果以圖形、視頻、數(shù)據(jù)表等可視化形式傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備和固定終端設(shè)備。

圖2 蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用系統(tǒng)Fig.2 Apple industry chain Internet of Things management application system

6.4蘋果產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備控制

如圖2所示，通過(guò)狀態(tài)控制模塊形成蘋果產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)程控制模擬對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)是蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)鏈流程控制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模擬對(duì)標(biāo)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。產(chǎn)業(yè)鏈流程控制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)自于國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)頒布的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如現(xiàn)行的與蘋果產(chǎn)業(yè)育苗、種植、加工、銷售、存儲(chǔ)和包裝相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)，蘋果苗木產(chǎn)地檢疫規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)(GB 8370—2009)、蘋果苗木標(biāo)準(zhǔn)(GB 9847—2003)；推薦標(biāo)準(zhǔn)31個(gè)，蘋果醋飲料標(biāo)準(zhǔn)(20071102-Q-469)、鮮蘋果標(biāo)準(zhǔn)(20000232-T-442)等；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括HALAL清真食品認(rèn)證體系、KOSHER猶太潔食認(rèn)證體系、HACCP質(zhì)量體系和BRC英國(guó)零售商認(rèn)證體系等[21]。基于云計(jì)算、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)將產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與控制標(biāo)準(zhǔn)模擬對(duì)標(biāo)，應(yīng)用系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出狀態(tài)偏差值和分析偏差產(chǎn)生的原因，并將分析結(jié)果傳輸?shù)揭苿?dòng)終端設(shè)備和固定終端設(shè)備，再由終端設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件發(fā)出指令控制光照控制器、溫控器、濕度控制器、施肥控制器和農(nóng)藥控制器，實(shí)現(xiàn)蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)自動(dòng)精準(zhǔn)控制。

6.5蘋果產(chǎn)業(yè)鏈模擬預(yù)測(cè)、咨詢服務(wù)

如圖2所示，在模擬預(yù)測(cè)模塊上開發(fā)成本、價(jià)格、市場(chǎng)需求、產(chǎn)量和氣象等各種預(yù)測(cè)模型，將蘋果產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)大數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)氣象、病蟲害、產(chǎn)品成本、產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)品供需情況，為果農(nóng)和加工企業(yè)提供咨詢服務(wù)。

7 結(jié)論及建議

對(duì)甘肅靜寧縣蘋果園區(qū)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)果園管理模式限制了進(jìn)一步提高蘋果質(zhì)量，監(jiān)控仿冒蘋果商標(biāo)的難度較大，蘋果地理原產(chǎn)地得不到合法保護(hù)。構(gòu)建蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理、精準(zhǔn)控制，降低人工投入成本，加速蘋果產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)整合與共享，提高管理效率，推動(dòng)蘋果產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展。但是，在蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中需要解決以下問(wèn)題。

7.1加強(qiáng)蘋果產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

加快低成本、低功耗、廣覆蓋的光照、濕度、CO2和圖像傳感器的研發(fā)，形成規(guī)模化技術(shù)推廣的投資條件，充分利用地方大數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)資源，如甘肅已經(jīng)建成及在建的金昌紫金云大數(shù)據(jù)中心、慶陽(yáng)云計(jì)算中心、白銀云計(jì)算中心等，建立蘋果園地塊權(quán)屬、種植面積、空間分布、狀態(tài)控制和產(chǎn)量大數(shù)據(jù)庫(kù)。

7.2建立蘋果產(chǎn)業(yè)社會(huì)化服務(wù)云平臺(tái)

便利的蘋果社會(huì)化服務(wù)是蘋果產(chǎn)業(yè)向集約化、專業(yè)化、質(zhì)量效益型發(fā)展的支持和保障，建立農(nóng)業(yè)農(nóng)資配置、原產(chǎn)地認(rèn)證、質(zhì)量追溯、品質(zhì)監(jiān)測(cè)、病蟲害防治和產(chǎn)品供需預(yù)測(cè)的社會(huì)化服務(wù)云平臺(tái)，推動(dòng)蘋果產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化智慧果業(yè)發(fā)展。

7.3在5G技術(shù)條件下開發(fā)蘋果產(chǎn)業(yè)鏈管理的APP應(yīng)用平臺(tái)

以5G技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)大力開發(fā)與蘋果產(chǎn)業(yè)社會(huì)化服務(wù)云平臺(tái)鏈接的蘋果產(chǎn)業(yè)管理APP平臺(tái)，APP應(yīng)用平臺(tái)要可視化、功能強(qiáng)且果農(nóng)易操作。

7.4加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)和果農(nóng)信息化宣傳培訓(xùn)

蘋果產(chǎn)業(yè)要全面形成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)力需要引進(jìn)專業(yè)人才，高等院校要根據(jù)市場(chǎng)需求加快物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型專業(yè)人才培養(yǎng)。政府搭建平臺(tái)邀請(qǐng)技術(shù)研發(fā)、高校教師采取線上與線下相結(jié)合的模式向果農(nóng)做好蘋果物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的宣傳和培訓(xùn)。