物聯(lián)網(wǎng) 被稱(chēng)為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮， 這一當前迅猛發(fā)展的新技術(shù)已經(jīng)成為當今的熱門(mén)話(huà)題。業(yè)內專(zhuān)家認為， 物聯(lián)網(wǎng)是下一個(gè)經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。一方面， 物聯(lián)網(wǎng)可以提高經(jīng)濟效益， 大大節約成本; 另一方面， 可以為全球經(jīng)濟的復蘇提供技術(shù)動(dòng)力。

       近幾年， 我國農業(yè)機械化發(fā)展速度較快， 農業(yè)機械化支撐農業(yè)發(fā)展的能力顯著(zhù)增強， 加速了農業(yè)增長(cháng)方式的轉變和農業(yè)現代化進(jìn)程。但是， 由于受我國農村經(jīng)濟發(fā)展水平、農業(yè)勞動(dòng)力轉移程度、農業(yè)經(jīng)營(yíng)規模和農機工業(yè)水平等多因素的影響， 農業(yè)機械化發(fā)展仍存在一些問(wèn)題。目前， 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能化培育控制、農產(chǎn)品質(zhì)量安全、農業(yè)信息監測等方面表現出獨特的優(yōu)勢， 但在農業(yè)機械方面的應用還不廣泛。本文對農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農業(yè)機械化領(lǐng)域的應用進(jìn)行深入分析， 論證其可行性與發(fā)展前景， 以期促進(jìn)我國農業(yè)機械化科技發(fā)展。

1 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展趨勢

1. 1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

       物聯(lián)網(wǎng)（ Internet of Th ings） 是指通過(guò)射頻識別（ RFID）、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備， 按約定的協(xié)議， 把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)， 進(jìn)行信息交換和通訊， 以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。這一概念是在1999年提出的， 簡(jiǎn)而言之就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這意味著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的核心仍是互聯(lián)網(wǎng)， 但它將 物 帶入了互聯(lián)網(wǎng)， 進(jìn)行信息交換和通訊。歐洲聯(lián)盟對物聯(lián)網(wǎng)的定義是： 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò )基礎設施，它具有基于標準和互操作通信協(xié)議的自組織能力。其中， 物理的和虛擬的 物 具有身份標識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口， 并與信息網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道， 構成未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)。

       物聯(lián)網(wǎng)主要包括3個(gè)層次（如圖1所示）： 第1個(gè)層次是傳感器網(wǎng)絡(luò )， 是指包括RFID、條形碼、傳感器等設備在內的傳感網(wǎng)， 可以實(shí)現信息的感知、識別和采集; 第2 個(gè)層次是信息傳輸網(wǎng)絡(luò )， 可以實(shí)現遠距離無(wú)縫傳輸來(lái)自傳感網(wǎng)所采集的巨量數據信息; 第3個(gè)層次是信息應用網(wǎng)絡(luò )， 該網(wǎng)絡(luò )可以實(shí)現通過(guò)數據處理及解決方案來(lái)提供人們所需要的信息服務(wù)［ 5］ 。正是這3個(gè)層次賦予了物聯(lián)網(wǎng)能全面感知信息、可靠傳遞數據、有效優(yōu)化系統以及智能處理信息等特征。


       所謂農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)， 是指通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現農作物生長(cháng)、農民生活、農產(chǎn)品生產(chǎn)流通等信息的獲取， 通過(guò)智能農業(yè)信息技術(shù)實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)的基本要素與農作物栽培管理、畜禽飼養、施肥、植保以及農民教育相結合， 以提升農業(yè)生產(chǎn)、管理、交易和物流等各環(huán)節智能化程度， 為建立現代農業(yè)、發(fā)展農村經(jīng)濟、增加農民收入、完善基層農業(yè)技術(shù)推廣和服務(wù)體系、提高農業(yè)綜合生產(chǎn)能力、推進(jìn)農村綜合改革、提升農村行政服務(wù)效能以及推進(jìn)社會(huì )主義新農村建設提供新一代技術(shù)支撐平臺。

1. 2 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

       物聯(lián)網(wǎng)作為當代信息技術(shù)的新發(fā)展方向， 很多國家都在投入巨資研究物聯(lián)網(wǎng)， 我國也正高度關(guān)注對此的研究。溫家寶總理在 2010年政府工作報告 中提出 當計算機和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規模發(fā)展時(shí)， 我們因為沒(méi)有掌握核心技術(shù)而走過(guò)一些彎路。在傳感網(wǎng)發(fā)展中， 要早點(diǎn)謀劃未來(lái)， 早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)。 在這樣的有利形勢下， 我國嘗試在各個(gè)行業(yè)進(jìn)行應用物聯(lián)網(wǎng)示范工作， 在農業(yè)上的應用也取得一些成效。農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以把感應器嵌入農業(yè)機械、土地、灌溉系統等各種物體中， 然后將 物 與互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)， 通過(guò)智能分析， 實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。這樣， 人類(lèi)可以以更加精細和動(dòng)態(tài)的方式管理農業(yè)生產(chǎn)， 提高資源利用率和生產(chǎn)力水平， 促進(jìn)可持續發(fā)展。主要體現在： 應用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行農作物田間及溫室環(huán)境控制和信息反饋， 用其檢測動(dòng)植物的環(huán)境信息監測， 保證動(dòng)植物良好的生長(cháng)環(huán)境以提高產(chǎn)量保證質(zhì)量; 還可以應用農用傳感器于移動(dòng)信息裝備制造產(chǎn)業(yè)、農業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )服務(wù)產(chǎn)業(yè)、農業(yè)自動(dòng)識別技術(shù)與設備產(chǎn)業(yè)、農業(yè)精細作業(yè)機具產(chǎn)業(yè)和農產(chǎn)品物流產(chǎn)業(yè)。

2 我國農業(yè)機械化發(fā)展的趨勢及技術(shù)需求

       農業(yè)機械化是指用機器裝備代替人力、畜力進(jìn)行農業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)改造和經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程。農業(yè)機械化系統可以實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)力的置換， 同時(shí)在農業(yè)生產(chǎn)力置換過(guò)程中有利于促進(jìn)農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展， 促進(jìn)經(jīng)濟增長(cháng)和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高［ 7］ 。近年來(lái)， 隨著(zhù)農村經(jīng)濟的快速發(fā)展， 農村經(jīng)濟結構發(fā)生深刻的變化， 減少勞動(dòng)和土地等傳統資源要素的投入， 增加科技和裝備等現代生產(chǎn)要素的投入， 已成為目前建設現代農業(yè)的方向， 我國農業(yè)機械化發(fā)展也隨之呈現以下趨勢。

2. 1 智能化

       高新技術(shù)不斷融合于農機化領(lǐng)域， 農業(yè)機械智能化已成為提升農業(yè)裝備制造業(yè)競爭力的需要， 能夠最大限度地發(fā)揮土壤和作物的潛力， 做到既滿(mǎn)足作物生長(cháng)發(fā)育的需要， 又減少農業(yè)物資的投入， 從而降低物資消耗、增加利潤、保護生態(tài)環(huán)境， 實(shí)現農業(yè)的可持續發(fā)展。

2. 2 節約型

       資源的不足和環(huán)境的退化是人類(lèi)面臨的重大問(wèn)題， 也是我國建設現代化農業(yè)和促進(jìn)農村經(jīng)濟可持續發(fā)展過(guò)程中不可忽視的問(wèn)題。積極推進(jìn)節約型農業(yè)機械化發(fā)展， 能夠實(shí)現節水、節油、節肥、節藥、節種和節能的目標， 同時(shí)減少對環(huán)境的污染， 獲得較大的社會(huì )、生態(tài)和經(jīng)濟效益。因此， 農業(yè)機械節約化發(fā)展對于實(shí)現農業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)方式的根本性轉變和促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展具有重要的戰略意義。

2. 3 精準化

       隨著(zhù)節約型、環(huán)保型現代農業(yè)發(fā)展理念的深入，精量及定位播種和育秧、精準定位施肥及精量施藥等精準農藝生產(chǎn)需求的發(fā)展， 對高科技精量化農機裝備的需求日益增長(cháng)， 給農機產(chǎn)品配備精準農業(yè)系統已經(jīng)成為世界農機發(fā)展的潮流。

2. 4 大型化

       考慮到我國土地集中、規模加大、復式作業(yè)和節本增效等問(wèn)題， 農業(yè)機械化向大型發(fā)展的趨勢顯得尤為必要， 這是因為大型農業(yè)機械具有作業(yè)質(zhì)量好、效率高、平均作業(yè)成本低和有利于進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)等優(yōu)勢， 農用動(dòng)力繼續大型化將是未來(lái)我國農機的發(fā)展趨勢之一。

       目前， 我國農業(yè)正處于傳統農業(yè)向現代農業(yè)轉型的關(guān)鍵時(shí)期， 農業(yè)機械產(chǎn)品在滿(mǎn)足不同層次需求的同時(shí)， 逐步向大型化、精準化、智能化和節約型的方向發(fā)展， 更加注重產(chǎn)品質(zhì)量和配套技術(shù)的集成應用。應該指出的是， 農業(yè)機械化作業(yè)的過(guò)程離不開(kāi)對農作物信息的感知、農業(yè)數據的傳遞、系統的優(yōu)化與農業(yè)生產(chǎn)智能決策， 而農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)恰恰在這幾方面能發(fā)揮獨特而又重要的作用， 因為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是信息感知、數據傳輸、智能處理和優(yōu)化決策等關(guān)鍵技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合集成體系。下面就農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農機化領(lǐng)域的應用前景進(jìn)行闡述。

3 在農業(yè)機械化中的應用前景

3. 1 在農機裝備技術(shù)領(lǐng)域的應用前景

       物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是在 物 中安裝傳感器和其他控制系統。將這一技術(shù)應用于農業(yè)機械上就可以實(shí)現 讓土地說(shuō)話(huà) ， 通過(guò)及時(shí)收集和掌握作物生長(cháng)的一些重要參數， 如土壤濕度、土壤成分、pH 值、降水量、溫度、空氣濕度、光照強度、氣壓和CO2 濃度等， 可以摸索出植物生長(cháng)對溫度、濕度、光、土壤的需求規律， 提供精準的科研實(shí)驗數據。通過(guò)智能分析與智能控制， 農業(yè)機械能及時(shí)做出決策， 精確地滿(mǎn)足植物生長(cháng)對環(huán)境各項指標的要求， 達到增產(chǎn)增收的目的， 提高農業(yè)生產(chǎn)效率的效果。澳大利亞已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)運用于農業(yè)機械， 推出一種能識別莠草的噴霧器。這種噴霧器在田野移動(dòng)時(shí)， 能借助專(zhuān)門(mén)的電子傳感器來(lái)識別莠草， 發(fā)現莠草時(shí)才噴出除莠劑， 從而大大節約了花費的除莠劑， 減輕了對環(huán)境的污染。浙江工業(yè)大學(xué)也成功利用傳感器網(wǎng)絡(luò )監測大田及溫室土壤溫濕度及建立節水灌溉系統， 隨時(shí)精確獲取作物需水信息， 為精量灌溉提供科學(xué)依據?？梢?jiàn)， 如果綜合應用信息技術(shù)、先進(jìn)加工工藝于農機產(chǎn)品上， 實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)系統與農機產(chǎn)品的有機結合， 將提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能， 更好地實(shí)現精確作業(yè)。

3. 2 在氣候智能型農業(yè)領(lǐng)域的應用前景

       2010年上半年， 我國的極端氣候日益增多。年初， 西南五省特大旱災; 7月中下旬， 我國南北諸多地區接連遭受洪澇災害 有農業(yè)專(zhuān)家指出： 農業(yè)是對氣候條件依賴(lài)性很高且生產(chǎn)周期較長(cháng)的產(chǎn)業(yè)， 面對這些極端氣候現象， 必然會(huì )給脆弱的農業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)嚴重危害， 直接威脅國家 米袋子 和 菜籃子 的安全。因此， 快速反應、積極應對極端氣候已成為農業(yè)農村面臨的一項極其緊迫而艱巨的任務(wù)。利用物聯(lián)網(wǎng)的感應器技術(shù)原理， 可以在該領(lǐng)域實(shí)現信息的實(shí)時(shí)監測，提高農業(yè)對洪水和干旱等破壞性自然災害的抵御能力， 加強對農業(yè)的管理， 降低氣候災害對農業(yè)社區的危害程度， 同時(shí)建立農業(yè)機械化應急體系來(lái)幫助農民應對氣候變化。如在農業(yè)的水利水位上安裝水位測定感應器， 可以實(shí)現對水位數據的識別、采集和處理。

3. 3 在農機化區劃與農機4S中的應用前景

       每年農時(shí)， 農機戶(hù)大多數是根據經(jīng)驗進(jìn)行農業(yè)機器的配備及更新， 而由于每年的生產(chǎn)要求與氣候變化， 常常造成農機配備過(guò)?；蚨倘眱煞N結果， 從而造成資金的浪費及農戶(hù)經(jīng)濟利益受損。尤其在生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻， 由于農業(yè)機械未及時(shí)到位， 就會(huì )造成嚴重的油料、時(shí)間、人力的浪費， 甚至延誤農時(shí)［ 9］ ?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)， 可以給農業(yè)機械貼上電子標簽， 那么農機信息就可以實(shí)時(shí)獲取， 清楚地了解到作業(yè)機械的具體位置， 進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。經(jīng)過(guò)數據處理， 可以實(shí)現對農機裝備的統籌管理， 了解各區域農業(yè)機械的類(lèi)別及配套數量等， 從而增強了農機化區劃的準確性和快捷性， 才能發(fā)揮農機系統優(yōu)化配備的最大效用。

       農機4S體系是一種以整機銷(xiāo)售（ Sale）、零配件（ Spare- part）、售后服務(wù)（ Serv ice）、信息反饋（ Survey）四位一體 為核心的農機特許經(jīng)營(yíng)模式。對于這種新型的 一條龍 農機經(jīng)營(yíng)服務(wù)模式， 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用可以在運輸、銷(xiāo)售、使用和回收等其他環(huán)節實(shí)現產(chǎn)品的定位追蹤。改進(jìn)農機銷(xiāo)售商的庫存管理， 實(shí)現快速供貨、適時(shí)補貨， 并最大限度地減少儲存成本， 提高效率， 減少出錯。即使在農機作業(yè)過(guò)程中出現問(wèn)題，也可以準確地定位， 做出及時(shí)的補救， 使損失盡可能降到最低。這就大大提高了農機供應商送貨的可靠性和效率， 大幅度提升了對農機用戶(hù)的服務(wù)水平、檔次、效能和質(zhì)量。另外， 對不合格的產(chǎn)品也可以實(shí)現及時(shí)召回， 降低產(chǎn)品退貨率， 提高了自己的服務(wù)水平，同時(shí)也提高了消費者對產(chǎn)品的信賴(lài)度。

3. 4 在農業(yè)機械化應急體系中的應用前景

       我國是世界上災害頻發(fā)的地區之一。災害的突發(fā)性、難以預料性是超乎人類(lèi)想象的。如果處理得不及時(shí)， 就會(huì )嚴重影響農業(yè)生產(chǎn)和農村社會(huì )的穩定， 因此提高農業(yè)機械應急工作能力刻不容緩?？紤]將農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農業(yè)機械結合來(lái)構建農業(yè)機械化應急體系， 一是可以對不同災害的有關(guān)環(huán)境參數進(jìn)行實(shí)時(shí)采集， 集中信息資源， 建立災害預警模型庫、告警信息指導模型庫， 為災害事故的預測、預報和防止提供可靠的數據基礎和技術(shù)支持， 如在小型超低空飛行器底部支架上裝備數碼攝像機實(shí)時(shí)的獲取地面蝗蟲(chóng)圖像，從而實(shí)現災情預警; 二是在一些極端環(huán)境下， 可以迅速決策， 調配農業(yè)機械， 做到運轉有序、避免混亂， 保證所需農機裝備在最短的時(shí)間內運送到災區第一線(xiàn)，如一旦發(fā)現災情， 可以及時(shí)調用農業(yè)航空飛機及所需的農用機械救災; 三是這樣有針對性地調用農業(yè)機械可以避免運輸費用的浪費， 降低抗災救災的成本， 最大限度地減輕農業(yè)損失。

4 結束語(yǔ)

       1） 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)概念， 其內涵清晰、外延無(wú)限。雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念在1999年才被提出， 但人們的實(shí)踐早已開(kāi)始， 其應用已觸及各個(gè)領(lǐng)域， 在農業(yè)機械化領(lǐng)域的應用前景廣闊， 應該受到重視。

       2）物聯(lián)網(wǎng)是一種思想， 一種使物變人、呆變聰、死變活、靜變動(dòng)的思想， 一種地球數字化的思想， 具有明顯的社會(huì )經(jīng)濟特征， 它的應用將改變人們的生產(chǎn)方式和生活方式。農業(yè)機械有了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 人們耕作時(shí)即可實(shí)現 不在情景、盡在掌控 ， 增產(chǎn)增收， 大大地提高生產(chǎn)效率。

       3）物聯(lián)網(wǎng)是一種戰略， 不可一蹴而就， 因為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也是有周期的， 從技術(shù)創(chuàng )生、成長(cháng)到成熟有一個(gè)過(guò)程， 因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)的經(jīng)濟過(guò)程。國內在物聯(lián)網(wǎng)方面處于發(fā)展初級階段， 在核心技術(shù)和生產(chǎn)規模方面都還有差距， 必須考慮成本、效率和收益， 走 宏觀(guān)戰略、因地制宜、分步實(shí)施、效果優(yōu)先 的發(fā)展路徑。