智慧農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)副產(chǎn)品電子商務(wù)

李濤　馮錦超

昔日的大片沙漠早已變成瓜果飄香的沃野良田，到處郁郁蔥蔥，綠意盎然。以色列，全國總計(jì)約有淡水資源20億立方米，人均水資源占有量不足400立方米，屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。就是在這樣嚴(yán)重缺水的土地上，以色列創(chuàng)造出了舉世聞名的“農(nóng)業(yè)奇跡”。通過對滴灌技術(shù)和生物技術(shù)的運(yùn)用，發(fā)展成全球高科技現(xiàn)代農(nóng)業(yè)之國。農(nóng)產(chǎn)品不僅滿足全國需要，更是全球水果、蔬菜、鮮花重要出口國。

農(nóng)作物的繁衍、生長與自然界的多種因素息息相關(guān)，其中包括大氣溫度濕度、土壤的溫度濕度、光照強(qiáng)度條件、CO2濃度、水分及其他養(yǎng)分等。隨著農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的要求在不斷提高，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)，對農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)與流通進(jìn)行全過程、智能化管理與控制，提高農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力，智慧農(nóng)業(yè)隨之產(chǎn)生。

一、何謂智慧農(nóng)業(yè)

所謂的智慧農(nóng)業(yè)，指的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)高新技術(shù)。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)覆蓋了從影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然參數(shù)的采集，到利用知識(shí)推理和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，最終通過農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)管理鏈。

發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的最終目的是增產(chǎn)增收、節(jié)約資源、作物多樣化、保障安全。并在保持水土平衡、調(diào)節(jié)氣候、改善地理環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)平衡等方面發(fā)揮重大作用，使農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基礎(chǔ)地位更加穩(wěn)固，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。

智慧農(nóng)業(yè)的核心實(shí)質(zhì)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過各種無線傳感器實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的光照、溫度、濕度等參數(shù)及農(nóng)產(chǎn)品生長狀況等信息，以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境。將采集的參數(shù)信息進(jìn)行數(shù)字化和轉(zhuǎn)化后，實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匯總整合，利用農(nóng)業(yè)專家智能系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)、定量、定位云計(jì)算處理，及時(shí)精確地遙控指定農(nóng)業(yè)設(shè)備自動(dòng)開啟或者關(guān)閉。

（一）如何“精確”把關(guān)

很多地方在每年的春天，需要提前在大棚內(nèi)進(jìn)行水稻育秧，水稻育秧對溫度、濕度、光照、通風(fēng)、灌溉等都有嚴(yán)格的要求，以往都是通過農(nóng)民長期積累的經(jīng)驗(yàn)來操作。不僅工作效率低，精確度也不夠。水稻育秧大棚監(jiān)控及智能控制系統(tǒng)是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器，對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度、濕度信號(hào)以及光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤含水量、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備（如遠(yuǎn)程控制澆灌、開關(guān)卷簾等）。同時(shí)在溫室現(xiàn)場布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集視頻信號(hào)。通過傳感器對大棚環(huán)境指標(biāo)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集，統(tǒng)一集中到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，一方面可以全面掌握每個(gè)溫室大棚的環(huán)境情況，二是可以通過高清視頻查看秧苗的具體發(fā)育情況，三是可以通過閾值設(shè)置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通風(fēng)、光照、灌溉等自動(dòng)化管理。這樣用戶能通過終端，隨時(shí)隨地觀察現(xiàn)場情況、查看現(xiàn)場溫濕度等數(shù)據(jù)和控制遠(yuǎn)程智能調(diào)節(jié)指定設(shè)備，在家里或外出游玩也同樣能夠知道稻子的嫩芽的生長情況。

1.溫室環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控

通過終端遠(yuǎn)程查看溫室的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等。遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看溫室監(jiān)控視頻，并可以保存錄像文件。溫室環(huán)境報(bào)警記錄及時(shí)提醒，用戶可直接處理報(bào)警，系統(tǒng)記錄處理信息，可以遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備。遠(yuǎn)程、自動(dòng)化控制溫室內(nèi)環(huán)境設(shè)備，提高工作效率，如自動(dòng)灌溉系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等。農(nóng)民可以直觀查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線圖，及時(shí)掌握溫室農(nóng)作物生長環(huán)境。

2. 智能報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)可以靈活的設(shè)置各個(gè)溫室不同環(huán)境參數(shù)的上下值。一旦超出設(shè)定值，系統(tǒng)可以根據(jù)配置，通過終端提醒相應(yīng)管理者?？梢愿鶕?jù)報(bào)警記錄查看關(guān)聯(lián)的溫室設(shè)備，更加及時(shí)、快速遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備，高效處理溫室環(huán)境問題?？杉皶r(shí)發(fā)現(xiàn)不正常狀態(tài)設(shè)備，通過終端提醒管理者，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.遠(yuǎn)程自動(dòng)控制

系統(tǒng)通過先進(jìn)的遠(yuǎn)程工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，讓用戶遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備。提供客戶終端，客戶可以通過終端在任意地點(diǎn)遠(yuǎn)程控制溫室的所有設(shè)備。例如施肥、灌溉、通風(fēng)等。

（二）智慧農(nóng)業(yè)能帶來什么

舉例說明農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)平臺(tái)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面產(chǎn)生的功能效應(yīng)。某縣農(nóng)民發(fā)現(xiàn)某種農(nóng)產(chǎn)品非常暢銷，于是蜂擁而上，第二年該農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量大增，可是大量滯銷，給農(nóng)民不但沒有帶來利益，反而帶來大量經(jīng)濟(jì)損失。真的是產(chǎn)品過剩嗎？顯然不是，是農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)出了問題，農(nóng)民不知道市場在哪里，只能依靠流通環(huán)節(jié)的中間商，中間商為了謀求最大利益，犧牲的當(dāng)然是農(nóng)民的利益。

使用農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)平臺(tái)，可以開拓農(nóng)產(chǎn)品國內(nèi)、國際兩個(gè)市場，打破地域空間限制，提高農(nóng)產(chǎn)品知名度和市場占有率，降低流通成本，解決農(nóng)產(chǎn)品賣出難問題。

農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)能夠縮短生產(chǎn)和消費(fèi)的距離，既發(fā)揮迂回經(jīng)濟(jì)的專業(yè)化分工的效率，又縮短迂回經(jīng)濟(jì)條件下的生產(chǎn)和消費(fèi)的距離。電子商務(wù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在降低交易成本、減少庫存、縮短生產(chǎn)周期、增加商業(yè)機(jī)會(huì)、減輕對實(shí)物基礎(chǔ)設(shè)施依賴的24小時(shí)無間隔的商業(yè)運(yùn)作等，因此能夠有效地克服農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營中的不利因素，對我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有極大的促進(jìn)作用。具體表現(xiàn)為：

1.減少生產(chǎn)的盲目性。農(nóng)業(yè)的市場風(fēng)險(xiǎn)在很大程度上是由農(nóng)業(yè)信息傳遞速度緩慢、信息準(zhǔn)確性差等多種因素引起的生產(chǎn)和經(jīng)營的盲目性所造成的。農(nóng)業(yè)電子商務(wù)能夠減少乃至消除農(nóng)業(yè)市場的信息不對稱現(xiàn)象，為農(nóng)戶和企業(yè)及時(shí)地提供全方位的市場信息，有利于企業(yè)和農(nóng)戶準(zhǔn)確地把握市場需求，使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)行為變得智能、快捷。

2.降低成本，提高效率。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化中導(dǎo)入電子商務(wù)，企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息、處理訂單、安排生產(chǎn)、分配資源，供應(yīng)鏈中的所有組織幾乎可以在“第一時(shí)間”內(nèi)從互聯(lián)網(wǎng)上獲得所需信息，減少了中間商環(huán)節(jié)，縮短了小農(nóng)戶與大市場之間的距離，與傳統(tǒng)的營銷手段相比，成本降低、環(huán)節(jié)減少，交易速度加快，從而節(jié)省費(fèi)用，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電子商務(wù)疏通了信息的傳輸，既提高了信息傳輸?shù)乃俣龋滞貙捔诵畔⒌膫鬏敺秶?，便于買賣雙方聯(lián)系，降低了買賣雙方的搜尋費(fèi)用。

3.打破區(qū)域和時(shí)間的限制。農(nóng)業(yè)電子商務(wù)打破了傳統(tǒng)交易中信息傳遞與交流的時(shí)空限制，依賴互聯(lián)網(wǎng)的交易網(wǎng)絡(luò)，使農(nóng)業(yè)企業(yè)沖破條塊分割的市場格局，擺脫區(qū)域性市場的限制，進(jìn)入跨地區(qū)乃至跨國的網(wǎng)絡(luò)銷售，有利于形成統(tǒng)一有序的大市場，使交易雙方的選擇性擴(kuò)展到最大化。

4.實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品流通的規(guī)?；Ｔ谵r(nóng)業(yè)電子商務(wù)中采用網(wǎng)絡(luò)交易平臺(tái)，能夠?qū)⑸倭康?、單?dú)的農(nóng)產(chǎn)品交易規(guī)模化、組織化。農(nóng)民可能并不是以單個(gè)農(nóng)戶或合作社出現(xiàn)，而是將農(nóng)產(chǎn)品委托給配送中心而由其統(tǒng)一組織銷售，交易的一方是農(nóng)民群體，另一方是企業(yè)，雙方的地位平等，各自的利益都能夠得到充分保證。配送中心對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一的質(zhì)檢、分級(jí)，采取明碼標(biāo)價(jià)，從而保證流通規(guī)?；^程中農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

5.方便對農(nóng)民的教育與培訓(xùn)。農(nóng)業(yè)電子商務(wù)將使對農(nóng)民的教育和培訓(xùn)變得更為快捷、方便，更具有針對性，能夠讓農(nóng)戶了解最新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷提高農(nóng)民的科技文化素質(zhì)，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)新技術(shù)在農(nóng)村的迅速傳播，有利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化不斷推向深入。

二、農(nóng)副產(chǎn)品電子商務(wù)

（一）農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)運(yùn)營模式

B2B（Business To Business），是指互聯(lián)網(wǎng)市場領(lǐng)域中的一種企業(yè)對企業(yè)之間的營銷關(guān)系。它將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，通過B2B網(wǎng)站與客戶緊密結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)的快速反應(yīng)，為客戶提供更好的服務(wù)，從而促進(jìn)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展（Business Development）。

B2C（Business-to-Customer），是商家對顧客的縮寫，而其中文簡稱為“商對客”?！吧虒汀笔请娮由虅?wù)的一種模式，也就是通常說的商業(yè)零售，直接面向消費(fèi)者銷售產(chǎn)品和服務(wù)。這種形式的電子商務(wù)一般以網(wǎng)絡(luò)零售業(yè)為主，主要借助于互聯(lián)網(wǎng)開展在線銷售活動(dòng)。B2C即企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)為消費(fèi)者提供一個(gè)新型的購物環(huán)境——網(wǎng)上商店，消費(fèi)者通過網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)上購物、在網(wǎng)上支付。由于這種模式節(jié)省了客戶和企業(yè)的時(shí)間和空間，大大提高了交易效率，特別對于工作忙碌的上班族，這種模式可以為其節(jié)省寶貴的時(shí)間。

C2C是電子商務(wù)的專業(yè)用語，是個(gè)人與個(gè)人之間的電子商務(wù)。

O2O即Online To Offline，是指將線下的商務(wù)機(jī)會(huì)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，讓互聯(lián)網(wǎng)成為線下交易的前臺(tái)，這個(gè)概念最早來源于美國。O2O的概念非常廣泛，只要產(chǎn)業(yè)鏈中既可涉及到線上，又可涉及到線下。

隨著業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓展，商務(wù)模式不斷地創(chuàng)新發(fā)展，現(xiàn)在B2C加O2O模式也很流行。

（二）農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)核心關(guān)鍵技術(shù)

1.EDI技術(shù)

電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)（EDI）在工商業(yè)界中的應(yīng)用不斷得到發(fā)展和完善，在當(dāng)前電子商務(wù)中占據(jù)重要地位。隨著EDI應(yīng)用于萬維網(wǎng)，EDI的應(yīng)用將得到更廣泛的拓展。標(biāo)準(zhǔn)化EDI技術(shù)具有開放性和包容性，在開發(fā)EDI網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，無需改變現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，只需擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)。

2.電子商務(wù)安全技術(shù)

安全技術(shù)是保證電子商務(wù)系統(tǒng)安全運(yùn)行的最基本、最關(guān)鍵的技術(shù)。利用密碼技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、報(bào)文鑒別技術(shù)、防火墻技術(shù)、VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)及計(jì)算機(jī)病毒防御等技術(shù)，在保證傳輸信息安全性、完整性的同時(shí)，可以完成交易各方的身份認(rèn)證和防止交易中的抵賴行為發(fā)生。

3.電子支付技術(shù)

電子支付，顧名思義是指參加電子商務(wù)活動(dòng)的一方向另一方付款的過程。電子支付包括電子現(xiàn)金、電子信用卡和電子支票等支付工具。在電子商務(wù)活動(dòng)中，客戶通過計(jì)算機(jī)終端的瀏覽器訪問商家的Web服務(wù)器信息，完成商品或服務(wù)的訂購，然后通過電子支付方式與商家進(jìn)行結(jié)算。

4.數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫是企業(yè)管理信息系統(tǒng)中管理信息的工具，數(shù)據(jù)庫技術(shù)滲透在企業(yè)各種應(yīng)用中，無處不在。電子商務(wù)作為新型的商務(wù)模式，受到了數(shù)據(jù)庫技術(shù)全方位的支持，從底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)到上層數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用都涉及到數(shù)據(jù)庫技術(shù)，其中主要包括Web數(shù)據(jù)庫基本原理、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及數(shù)據(jù)層訪問技術(shù)。

三、加速智慧農(nóng)業(yè)工程建設(shè)的意義

我國是農(nóng)業(yè)大國，而非農(nóng)業(yè)強(qiáng)國。近30年來果園高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置，導(dǎo)致大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主，傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng)驗(yàn)施肥灌溉，不僅浪費(fèi)大量的人力物力，也對環(huán)境保護(hù)與水土保持構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目針對上述問題，利用實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速、多維、多尺度的農(nóng)作物信息實(shí)時(shí)監(jiān)測，并在信息與種植專家知識(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動(dòng)控制。突破農(nóng)作物信息獲取困難與智能化程度低等技術(shù)發(fā)展瓶頸。

目前，我國大多數(shù)農(nóng)作物生產(chǎn)主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)盡心管理，缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。設(shè)施栽培技術(shù)的發(fā)展，對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程具有深遠(yuǎn)的影響。設(shè)施栽培為解決我國城鄉(xiāng)居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)和農(nóng)民增收，為推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了重要作用，溫室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和優(yōu)化設(shè)施生物環(huán)境控制，信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大基礎(chǔ)（傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)）的高度集成而形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的低能源、低功耗的智能傳感器節(jié)點(diǎn)所組成，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理，獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息，通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到基站主機(jī)以及需要這些信息的用戶，同時(shí)用戶也可以將指令通過網(wǎng)絡(luò)傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)使其執(zhí)行特定任務(wù)。由此可見，智慧農(nóng)業(yè)必然是大勢所趨，并在我國有大好前景。