農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣存在的問題和改進(jìn)建議

?向緒友，周 超，賀 藝?

（湖南省農(nóng)業(yè)信息與工程研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣存在的問題和改進(jìn)建議

向緒友，周 超，賀 藝

（湖南省農(nóng)業(yè)信息與工程研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

摘 要：介紹了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式，分析了當(dāng)前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣存在的主要問題：基礎(chǔ)條件方面主要是需求驅(qū)動(dòng)乏力和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備不足；項(xiàng)目建設(shè)方面主要是大系統(tǒng)小應(yīng)用、追求不可實(shí)現(xiàn)的需求、忽視使用風(fēng)險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)知識(shí)融入度低、體系和方法“陳舊過時(shí)”和成本評(píng)估有失客觀等。并提出了加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科普力度、重構(gòu)頂層架構(gòu)、大力發(fā)展農(nóng)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)建設(shè)、調(diào)整政府扶植模式以及開展“小需求”的應(yīng)用研究和推廣等改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)業(yè)知識(shí)；問題；建議

物聯(lián)網(wǎng)不是全新的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用[1]，是多年來各行各業(yè)應(yīng)用與信息通信技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物。這導(dǎo)致當(dāng)前關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念很多，每個(gè)定義都與特定的組織或應(yīng)用領(lǐng)域（行業(yè)）關(guān)聯(lián)，但可總結(jié)為：基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別和感知，基于感知提供服務(wù)。在ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織）看來：物聯(lián)網(wǎng)是全球信息社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施，物與物（thing，是有形和無形物的總稱）之間通過現(xiàn)有的和演進(jìn)的信息通信技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)從而提供先進(jìn)的服務(wù)。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)是社會(huì)全面信息化的基礎(chǔ)，其核心是提供“先進(jìn)服務(wù)”。針對(duì)特定的行業(yè)，如農(nóng)業(yè)，服務(wù)既智能化農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

一項(xiàng)新技術(shù)運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程時(shí)，通常要經(jīng)過三個(gè)階段，一是技術(shù)產(chǎn)品準(zhǔn)備，二是示范，三是推廣普及。我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用當(dāng)前仍處于第二個(gè)階段。在多年的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣實(shí)踐中遇到和發(fā)現(xiàn)了一些問題，以下主要從技術(shù)層面探討其可能原因，并提出改進(jìn)意見。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式

1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用與通信技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，從信息化應(yīng)用的角度看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一種具體實(shí)現(xiàn)。在ITU-T框架下，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式

綜合分析國(guó)內(nèi)外面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，其應(yīng)用模式可歸納為2類，一是感知展現(xiàn)類，二是感知控制類。

1.2.1 感知展現(xiàn)模式 感知展現(xiàn)類主要用于信息采集、存儲(chǔ)、分析和顯示，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知展現(xiàn)模式結(jié)構(gòu)

此模式的特點(diǎn)是應(yīng)用主體是采集和發(fā)布，應(yīng)用平臺(tái)只是一個(gè)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用終端的通道，其價(jià)值是部分實(shí)現(xiàn)了作物本體生長(zhǎng)環(huán)境和“生命體數(shù)字化特征”[2]感知，由于不具備反饋控制能力，感知后的處理在應(yīng)用外完成，多用于生產(chǎn)過程輔助管理，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的智能化貢獻(xiàn)不大。

1.2.2 感知控制模式 感知控制類在感知展現(xiàn)類的基礎(chǔ)上增加了反饋控制功能，實(shí)現(xiàn)了物與物之間的互連互通互操作，比較完整地實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概念，其應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知控制模式結(jié)構(gòu)

此模式應(yīng)用主體是感知作物生長(zhǎng)信息，利用感知信息調(diào)控影響生長(zhǎng)的各因素，使作物始終處于預(yù)期的生長(zhǎng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的智能化。圖3中，C0、C1、C2、C3是應(yīng)用中可能存在的控制流。

在現(xiàn)有的感知能力下，決定應(yīng)用智能化貢獻(xiàn)度大小的關(guān)鍵是“智能組件”的能力。當(dāng)應(yīng)用中不存在“智能組件”時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)僅僅起到了替代人工管理作用。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣存在的主要問題

2.1 基礎(chǔ)條件方面的問題

2.1.1 需求驅(qū)動(dòng)乏力 首先是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及不深入廣泛。近期就此問題做過簡(jiǎn)單的調(diào)研，調(diào)研對(duì)象包括農(nóng)業(yè)企業(yè)高次管理人員，生產(chǎn)性技術(shù)人員和種植大戶，結(jié)果表明只有及少數(shù)基本了解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念，聯(lián)想到應(yīng)用的就更少，稍做引導(dǎo)后情況大為改觀。這個(gè)問題導(dǎo)致生產(chǎn)一線需求難以激活，使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展失去從底向上的驅(qū)動(dòng)力。

2.1.2 應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備不足 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用首先是信息化應(yīng)用，進(jìn)而是一種行業(yè)信息化應(yīng)用。從信息應(yīng)用的角度來看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展受三大因素的影響，一是與生產(chǎn)過程緊密相關(guān)的硬性需求，二是可用于融合計(jì)算的行業(yè)知識(shí)——融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)，三是通信、傳感等基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備。三者之中，最重要的因素是融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)，融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)包括用于信息處理的表達(dá)方法、模型和算法等內(nèi)容，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，其數(shù)量、質(zhì)量和涵蓋的領(lǐng)域決定了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的深度、廣度和速度。

雖然我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用經(jīng)過多年的發(fā)展取得了巨大的成就，但客觀上仍然沒有為全面開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)資源方面做好準(zhǔn)備工作，比如面對(duì)圍繞“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”的大量需求而無力提供有效解決方案。

另外，物聯(lián)網(wǎng)只是一個(gè)工具，不與農(nóng)業(yè)知識(shí)相結(jié)合根本解決不了農(nóng)業(yè)問題，了解這點(diǎn)有利于我們理解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用內(nèi)涵。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)方面的問題

2.2.1 大系統(tǒng)小應(yīng)用 這類項(xiàng)目以物理建設(shè)為主，大部分投入用于設(shè)備采購(gòu)，應(yīng)用邏輯少，與農(nóng)業(yè)行業(yè)知識(shí)緊密偶合的應(yīng)用邏輯更是少之又少，是一種空洞的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。從工程學(xué)的角度看是在用90%投入解決10%的問題，是一種不倡導(dǎo)的應(yīng)用模式。在一份“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用匯編”的資料中紀(jì)錄了一個(gè)案例，一個(gè)注冊(cè)資本約3千萬元企業(yè)，投資1千萬元以上建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，主要應(yīng)用邏輯僅僅實(shí)現(xiàn)了病蟲害預(yù)警預(yù)測(cè)，這是典型的大系統(tǒng)小應(yīng)用類項(xiàng)目?；诿磕旮哌_(dá)60萬元的數(shù)據(jù)傳輸線路租用費(fèi)，再考慮維護(hù)和折舊因素，每年的使用成本至少在200萬元以上，也是一種用戶不堪重負(fù)的應(yīng)用，即是建得起，也用不起。

2.2.2 追求不可實(shí)現(xiàn)的需求 如果項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)只有功能和用途說明，沒有進(jìn)行充分的需求分析，也沒有考慮（或有意忽略）需求的可實(shí)現(xiàn)性，立項(xiàng)后會(huì)因解決不了需求實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)問題而導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。這類設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)不相符的項(xiàng)目比比皆是，存在于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，有管理上的原因，有技術(shù)理解方面的原因，主要原因是沒有遵守信息化應(yīng)用基礎(chǔ)規(guī)則。與農(nóng)業(yè)知識(shí)融合比較深的應(yīng)用領(lǐng)域最容易出現(xiàn)此類項(xiàng)目，如鮮活農(nóng)產(chǎn)品安全溯源。鮮活農(nóng)產(chǎn)品安全溯源是一個(gè)社會(huì)廣泛認(rèn)同的需求，也被認(rèn)為是一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。農(nóng)產(chǎn)品安全溯源是一個(gè)傾向于保障買方權(quán)益的需求，關(guān)鍵是要提供一種解決方案，保證農(nóng)產(chǎn)品身份標(biāo)簽內(nèi)容不被復(fù)制和篡改，保證農(nóng)產(chǎn)品身份標(biāo)簽與農(nóng)產(chǎn)品一對(duì)一關(guān)系不被非法改變。因此，在沒有研發(fā)出適用的無損防篡改標(biāo)記技術(shù)前，建立類似“從田間到餐桌”的全程安全溯源系統(tǒng)是沒有可用性的，當(dāng)年大閘蟹防偽標(biāo)簽論斤賣的現(xiàn)象部分說明了這點(diǎn)。

2.2.3 忽視使用風(fēng)險(xiǎn) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在信息化應(yīng)用分類上屬于關(guān)鍵應(yīng)用，關(guān)鍵應(yīng)用對(duì)可靠性要求很高，運(yùn)行在關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)和高可靠網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，任何軟件、主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)缺陷都會(huì)帶來災(zāi)難性后果，通常承建關(guān)鍵應(yīng)用的IT企業(yè)需要合理地承擔(dān)使用風(fēng)險(xiǎn)。

我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范工程大多依賴政府的科技推動(dòng)和項(xiàng)目資金支持建設(shè)[3-4]，立項(xiàng)時(shí)沒有考慮應(yīng)用使用風(fēng)險(xiǎn)，再加上項(xiàng)目參與單位不是簡(jiǎn)單的甲方乙方關(guān)系，建設(shè)過程中更不會(huì)界定風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任主體，使用風(fēng)險(xiǎn)由用戶承擔(dān)。無論應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)是否被告知，只要不顯式說明使用風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任主體，應(yīng)用就不會(huì)被用戶完全信任，就得不到充分使用，而且不被使用的功能往往是最“物聯(lián)網(wǎng)”的功能——具有一定智能特征的自動(dòng)控制功能。這種承建方完全免責(zé)的現(xiàn)象在其它行業(yè)是不存在的，比如當(dāng)年某省建設(shè)銀行因IT企業(yè)提供的應(yīng)用系統(tǒng)缺陷使該行部分ATM非正常吐鈔，IT企業(yè)按協(xié)議賠償了全部損失。

2.2.4 農(nóng)業(yè)知識(shí)融入度低 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和通信技術(shù)，農(nóng)業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)融合產(chǎn)生農(nóng)業(yè)信息應(yīng)用，農(nóng)業(yè)信息應(yīng)用與通信技術(shù)融合產(chǎn)生農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。所謂融合不夠是指當(dāng)前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中農(nóng)業(yè)技術(shù)（育種技術(shù)、栽培技術(shù)、植保技術(shù)和加工技術(shù)）信息化應(yīng)用部分所占比重太小，沒有突出體現(xiàn)行業(yè)（農(nóng)業(yè)）特點(diǎn)，沒有充分表現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的促進(jìn)作用，示范影響力有限，起不到預(yù)期的用示范拉動(dòng)普遍應(yīng)用的作用。

其實(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用通過多年努力，有些領(lǐng)域，如病蟲害防治領(lǐng)域，已積累了大量可用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合計(jì)算資源（信息應(yīng)用系統(tǒng)），已基本具備深層次開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用條件。

2.2.5 體系和方法“陳舊過時(shí)” 大多數(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程都以完全獨(dú)立項(xiàng)目形式建設(shè)，這是一種傳統(tǒng)的信息化應(yīng)用構(gòu)造方法（稱為“建設(shè)模式”），有違互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息化應(yīng)用基于“服務(wù)”的構(gòu)造方法。項(xiàng)目模式有建設(shè)周期短見效快特點(diǎn)，但也容易產(chǎn)生一些不可忽視的問題，如：（1）一次性投入大；（2）需求變化適應(yīng)力差；（3）不支持“小需求”應(yīng)用；（4）應(yīng)用使用成本高；（5）難以持續(xù)和深入，阻礙“長(zhǎng)效機(jī)制”形成；（6）數(shù)據(jù)所有權(quán)被轉(zhuǎn)移或流失等。

2.2.6 成本評(píng)估有失客觀 判斷項(xiàng)目是否是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目，或部分農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目，目前國(guó)內(nèi)沒有可供參考的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致了在談農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本時(shí)有失公平。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用與通信技術(shù)高度融合發(fā)展的產(chǎn)物，嚴(yán)格區(qū)分是或不是比較困難。具有專用屬性的子系統(tǒng)，如MIS、ERP和CRM，盡管在同期建設(shè)，不應(yīng)計(jì)入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)成本。被共用的子系統(tǒng)，如互聯(lián)網(wǎng)接入，應(yīng)以分?jǐn)偡绞接?jì)算建設(shè)成本和使用成本。顯然，從項(xiàng)目中剔除一些顯著的非因素，有利于合理評(píng)估投入產(chǎn)出效益。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣的改進(jìn)建議

3.1 加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科普力度

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)普及是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用本質(zhì)上是一種面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的信息化應(yīng)用，推動(dòng)行業(yè)信息化應(yīng)用蓬勃發(fā)展的原動(dòng)力是應(yīng)用需求，需求可簡(jiǎn)單的認(rèn)為是要解決的業(yè)務(wù)問題。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程、科研過程、管理過程和商業(yè)過程，應(yīng)用廣度和深度取決于需求發(fā)現(xiàn)能力和需求實(shí)現(xiàn)能力。需求發(fā)現(xiàn)能力指產(chǎn)生的有效需求數(shù)量和質(zhì)量，其大小依賴于社會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)和理解。提高需求發(fā)現(xiàn)能力需要廣泛的社會(huì)基礎(chǔ)，只有通過深入的技術(shù)普及才能得以實(shí)現(xiàn)。也就是“科學(xué)技術(shù)的影響力一方面取決于科技自身的發(fā)展水平，一方面取決于被公眾理解的程度。對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大影響的科學(xué)成就，都是通過科學(xué)普及發(fā)揮作用的”[5]。

3.2 重構(gòu)頂層架構(gòu)

根據(jù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方法，基于三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)頂層架構(gòu)，基于服務(wù)建立應(yīng)用示范推廣體系。

三層指能力層、服務(wù)層和應(yīng)用層，其層次結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　基于服務(wù)模式的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣架構(gòu)

在此結(jié)構(gòu)中，能力層負(fù)責(zé)開發(fā)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)務(wù)功能并輸出給服務(wù)層，服務(wù)層將業(yè)務(wù)功能打包成服務(wù)產(chǎn)品以服務(wù)（一種特殊的商品，其組成部分可能只包含一種軟件，也可能包含設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)，甚至一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)）的形式銷售給應(yīng)用，應(yīng)用層租賃服務(wù)開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。通常能力層主體由科研院所構(gòu)成，服務(wù)層主體由服務(wù)提供商構(gòu)成，應(yīng)用層主體由末端用戶構(gòu)成。三層結(jié)構(gòu)是一種以服務(wù)為主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，層與層之間都是服務(wù)與被服務(wù)關(guān)系，稱之為“服務(wù)模式”。

基于服務(wù)模式的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用具有許多優(yōu)勢(shì)：（1）層次結(jié)構(gòu)牢固，各層參與對(duì)象和分工明確，有利于全局性組織和管理；（2）商業(yè)模式清晰，支持持續(xù)發(fā)展，容易形成長(zhǎng)效機(jī)制；（3）有效緩和當(dāng)前普通存在的重復(fù)建設(shè)、重建不重用等現(xiàn)象；（4）支持雙免（免建、免維護(hù)）式使用，降低了使用門坎的同時(shí)提高了“小需求”響應(yīng)能力，有利于拓展廣度；（5）激活沉淀在各科研院所的農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用資源，有利于拓展深度；（6）有利于標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程推進(jìn)；（7）引導(dǎo)社會(huì)資源參與，增加資金投入來源；（8）充分保障用戶權(quán)宜，降低用戶風(fēng)險(xiǎn)；（9）促進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展；（10）促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化形成。

總之，運(yùn)用服務(wù)模式一方面可解決當(dāng)前面臨的許多問題，同時(shí)也能促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有序持久深入發(fā)展。

3.3 大力發(fā)展農(nóng)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)建設(shè)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用的擴(kuò)展和延伸，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的高度智能化是其主要目標(biāo)之一。面向（動(dòng)植物）生命系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其應(yīng)用邏輯可概述為：通過感知了解作物當(dāng)前生長(zhǎng)狀態(tài)，通過響應(yīng)作用于生長(zhǎng)因素，使作物總是處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。應(yīng)用模型如圖5所示。

圖5　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模型

作物生長(zhǎng)因素眾多且相互作用復(fù)雜，在現(xiàn)有的感知和響應(yīng)能力下，計(jì)算能力的大小基本上決定了應(yīng)用使用價(jià)值的高低。參與計(jì)算的感知信息越多，因素和因素間相互作用關(guān)系理解越準(zhǔn)確，計(jì)算過程就越復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果也越接近應(yīng)用目標(biāo)。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用初期階段，應(yīng)用建立在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)知識(shí)（行業(yè)知識(shí)）之上，這些知識(shí)獲取和利用都是基于傳統(tǒng)方法。從信息應(yīng)用角度看，知識(shí)缺乏一致性和完整性，難以在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中充分使用。這也是初級(jí)階段大部分應(yīng)用應(yīng)用邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單的主要原因。圍繞（動(dòng)植物）生命系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用思想和方法系統(tǒng)地獲取適用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)知識(shí)體系是聯(lián)深層開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)性工作。在這個(gè)獲取過程中，感知環(huán)境、感知生命系統(tǒng)、理解生命系統(tǒng)、表達(dá)生命系統(tǒng)和仿真生命系統(tǒng)等知識(shí)又是重點(diǎn)和關(guān)鍵，是構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐層的核心內(nèi)容，是構(gòu)建高可用、綜合性應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

3.4 調(diào)整政府扶植模式

目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范工程大多依賴政府項(xiàng)目資金支持建設(shè)[5]。在現(xiàn)有推廣和管理體制下，政府投入的大量資金，通常都會(huì)被最大限度地轉(zhuǎn)換成項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用結(jié)算到承建單位（見圖6），留給應(yīng)用單位項(xiàng)目后的運(yùn)維資金較少。從資金使用上看，扶植政策傾向于“管建不管用”，這是導(dǎo)致“重建不重用”和“只建不用”現(xiàn)象的主要原因之一。

圖6　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目“管建不管用”的扶持模式

將扶植政策從“管建不管用”調(diào)整成“管用不管建”，調(diào)整后的資金流和使用屬性如圖7所示。

圖7　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目“管用不管建”的扶持模式

在此策略下，扶持資金以專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)形式落實(shí)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位使用專項(xiàng)資金租賃信息技術(shù)企業(yè)的服務(wù)。調(diào)整后，將形成以服務(wù)和服務(wù)租賃為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用推廣體系，這也是國(guó)內(nèi)外其它行業(yè)在信息化應(yīng)用全面發(fā)展階段普遍采用的方法。在這種體系下，人、財(cái)、物得到高度的復(fù)用，從根本上消除“只建不用”現(xiàn)象，緩和人才壓力，降低總體成本，圍繞服務(wù)展開的競(jìng)爭(zhēng)將不斷地推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用深入發(fā)展。

3.5 開展“小需求”的應(yīng)用研究和推廣

需求大小是一個(gè)相對(duì)概念，這里所指的“小需求”是那些應(yīng)用目的單一，或使用時(shí)間上具有季節(jié)性，或使用地點(diǎn)具有隨機(jī)性的應(yīng)用需求。典型的應(yīng)用場(chǎng)景有微小農(nóng)業(yè)企業(yè)或個(gè)體的季節(jié)生產(chǎn)性環(huán)境監(jiān)測(cè)，鮮花（如高端蝴蝶蘭）售后監(jiān)護(hù)，家庭園藝和家庭農(nóng)場(chǎng)輔助管理等。

現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣示范體系難以有效覆蓋這類小需求，根據(jù)調(diào)查，這類“小需求”大量存在，大部分受訪者表示只要使用方便、代價(jià)不高都愿意接受?！靶⌒枨蟆笔且环N硬需求，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有牽引作用。搞好“小需求”應(yīng)用工作一方面能讓更多的農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)直接感受到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用效果和商業(yè)價(jià)值，同時(shí)又能起到加速技術(shù)普及和市場(chǎng)培育作用。

展開“小需求”的應(yīng)用研究和推廣，一種可選的實(shí)施方案為：建立安全可靠的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，研發(fā)或改進(jìn)應(yīng)用設(shè)備（大多為傳感設(shè)備）使之具有免維護(hù)和即插即用的使用特點(diǎn)，以科研院所為依托建立區(qū)域性農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用援助中心，援助中心聯(lián)合基層單位（區(qū)、縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）落實(shí)。

4 結(jié) 語

我國(guó)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處于從示范走向推廣普及的瓶頸階段，最大的問題是人們沒有把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用量化在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上，不計(jì)成本的示范對(duì)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣并沒有實(shí)際價(jià)值[6]。我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用遇到的所有問題，在許多國(guó)家也同樣存在[6-8]，可以歸納總結(jié)為三高一低：建設(shè)上成本高，使用技術(shù)要求高，運(yùn)行維護(hù)難度高，使用效果低。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)是信息化應(yīng)用，核心驅(qū)動(dòng)力是來自生產(chǎn)過程的需求，融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)是解決需求問題的基礎(chǔ)。進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息應(yīng)用水平，深入開展融合計(jì)算農(nóng)業(yè)知識(shí)產(chǎn)品研發(fā)，充分挖掘應(yīng)用需求，充分理解內(nèi)涵，用互聯(lián)網(wǎng)思想重構(gòu)應(yīng)用體系，是今后農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)和示范推廣工作的重點(diǎn)。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）

Problems in Extension of Agricultural Internet of Things and Countermeasures

XIANG Xu-you，ZHOU Chao，HE Yi（Hunan Agricultural Information and Engineering Research Institute, Changsha 410125, PRC）

Abstract：The paper introduces the systematic structure and application mode of agricultural internet of things, and analyzes main problems existing in current extension of agricultural internet of things as follows: in the aspect of fundamental condition, the driving force of main demands is lacking and the storage of key application technologies is inadequate; in terms of project construction, problems mainly include large system but small application, pursuing unrealistic demands, ignoring application risks, low level of integrating agricultural knowledge, outdated system and methods, as well as cost assessment being not objective. Several improvement suggestions are put forward, e.g. strengthening the efforts on popularizing the knowledge of agricultural internet of things, reconstructing top frame, developing the fundamental construction of agricultural knowledge, adjusting government supporting mode and conducting researches and extension on “small demand”.

Key?words：internet of things; domain knowledge; problem; suggestion

作者簡(jiǎn)介：向緒友（1962-），男，湖南澧縣人，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用推廣研究。

基金項(xiàng)目：湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2014）

收稿日期：2015-11-20

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.01.023

中圖分類號(hào)：S126

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-060X（2016）01-0081-05