農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在新疆棉花產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展

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2015-05-19 13:34:40

摘自:中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,也是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志,它將是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必將為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來(lái)一次全新的革命,更加有效的推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、智能化和集約化。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,也是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志,它將是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),通過(guò)各種傳感器采集農(nóng)業(yè)信息,幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)田間地塊存在的各種問(wèn)題,并且精確確定發(fā)生問(wèn)題的具體位置,將以人為中心、依賴于農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式,從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。近年來(lái),隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,智能感知芯片、移動(dòng)嵌入系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也在慢慢地拓展。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以大幅度地降低人力消耗,獲取精確的農(nóng)作物環(huán)境和作物的全信息,從而借助各種自動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備,科學(xué)地監(jiān)測(cè)農(nóng)田的全信息,實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測(cè)和種植。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以精確地控制農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì),使其能夠更好地適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng),提高農(nóng)作物的品質(zhì),有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的高產(chǎn),大幅度地提高農(nóng)作物抗御災(zāi)害的能力。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)八師的一五0團(tuán)優(yōu)越的地理位置,良好的氣候和水土資源為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)前提。一五0團(tuán)交通方便,有利于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息的收集、反饋以及農(nóng)業(yè)物資的運(yùn)輸。雖然近幾年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化水平,機(jī)械化,規(guī)模化程度不斷提高,但現(xiàn)場(chǎng)管理和操作(如播種,灌溉,施肥,噴藥等)的不當(dāng)造成了資源的浪費(fèi),影響了區(qū)域生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、高質(zhì)量和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),運(yùn)用科學(xué)的方法、標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系和充分利用信息和智能化管理技術(shù),建立農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流通的體系。

新疆兵團(tuán)在棉花的精確種植中利用自主開(kāi)發(fā)的農(nóng)業(yè)技術(shù)軟件產(chǎn)品與引進(jìn)的硬件平臺(tái)組裝成配套的技術(shù)體系,應(yīng)用在棉花精量播種、節(jié)水滴灌、變量施肥、病蟲(chóng)害預(yù)報(bào)與防治、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)等決策中,形成適合新疆的棉花生產(chǎn)管理智能化的決策系統(tǒng),同時(shí)與變量作業(yè)機(jī)具組裝配套進(jìn)行推廣示范,市場(chǎng)前景非常廣闊。

1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)把感應(yīng)器嵌入農(nóng)業(yè)機(jī)械、土地和灌溉系統(tǒng)等各種體系中,然后將“物”與互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái),通過(guò)智能分析,進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)在一下3個(gè)方面:

(1)應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的建立。用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)農(nóng)作物的全信息,監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)的全過(guò)程,并對(duì)土壤的溫度濕度、風(fēng)速、作物生長(zhǎng)情況等數(shù)據(jù)信息處理,為農(nóng)業(yè)專家及農(nóng)民進(jìn)行決策并制定農(nóng)田變量作業(yè)處方提供數(shù)據(jù)源和參數(shù),也可自動(dòng)觸發(fā)相關(guān)行為,如智能灌溉或自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度,保證作物良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

(2)應(yīng)用RFID技術(shù)建立現(xiàn)代農(nóng)作物供應(yīng)鏈跟蹤與可追溯體系。將RFID技術(shù)用于農(nóng)作物的個(gè)體進(jìn)行標(biāo)識(shí),并結(jié)合無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、手持移動(dòng)設(shè)備和PC機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等構(gòu)建RFID農(nóng)作物管理信息系統(tǒng)以跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、批發(fā)以及零售等各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物數(shù)據(jù)的有效追溯和數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)的共旱。

(3)農(nóng)用傳感器還可以應(yīng)用于移動(dòng)信息裝備制造產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)資源管理、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與設(shè)備產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)精細(xì)作業(yè)機(jī)具產(chǎn)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品物流產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化。

2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)八師一五O團(tuán)棉花產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)八師一五O團(tuán)棉花種植面積1.1萬(wàn)hmZ,其優(yōu)越的地理位置,良好的氣候和水土資源為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)前提,其實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層二個(gè)層次。

2.1感知層的應(yīng)用分析

感知層用于采集包括各類物理量、身份標(biāo)識(shí)、位置信息、音視頻數(shù)據(jù)等物理世界中發(fā)生的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的感知層采集涉及傳感器、RFID(射頻識(shí)別)、全信息采集和實(shí)時(shí)定位等數(shù)據(jù)}s-p。目前,我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有線和無(wú)線傳感器有溫室內(nèi)部視頻信息監(jiān)測(cè)傳感器、作物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器、溫室外部氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)傳感器和溫室內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器。另外,還有農(nóng)產(chǎn)品物流配送監(jiān)控和營(yíng)養(yǎng)液成分感知等設(shè)備。

在培育棉苗的智能溫室里農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知層根據(jù)棉花全過(guò)程劉一感知設(shè)備提出不同的要求,按棉花萌發(fā)氧氣、水分、光照、溫度等四大要素部署,其穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度、精度等性能均能滿足棉花農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體要求。無(wú)線和有線傳感器能實(shí)時(shí)測(cè)出溫室內(nèi)部的溫度,實(shí)時(shí)采集溫室的光照強(qiáng)度、溫濕度、營(yíng)養(yǎng)液等參數(shù)。根據(jù)光度、溫度數(shù)據(jù),可以進(jìn)行拉起遮陽(yáng)網(wǎng)等遠(yuǎn)程環(huán)境調(diào)整;根據(jù)氧氣數(shù)據(jù),可以實(shí)時(shí)掌握溫室內(nèi)氧氣的濃度,避免氮?dú)狻⒙葰膺^(guò)高影響棉苗正常生長(zhǎng);通過(guò)濕度數(shù)據(jù),可以調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度;根據(jù)不同的育苗環(huán)境,可以調(diào)節(jié)合適的營(yíng)養(yǎng)液濃度。

農(nóng)八師一五O團(tuán)與石河子大學(xué)在農(nóng)業(yè)信息技術(shù)及科技服務(wù)方面緊密合作,共同推動(dòng)農(nóng)場(chǎng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。雙方在作物灌溉遠(yuǎn)程控制、農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)、作物綜合管理等軟硬件開(kāi)發(fā)與推廣有深入合作。在這其中就大量應(yīng)用了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層的知識(shí)。主要運(yùn)用的技術(shù)有自動(dòng)化滴管系統(tǒng)、科學(xué)施肥、良種良法、地膜覆蓋栽培、節(jié)水農(nóng)業(yè)、綜合植保、人工影響天氣、培肥地力、精準(zhǔn)施肥技術(shù)、精準(zhǔn)種子工程、精準(zhǔn)播種技術(shù)、精準(zhǔn)灌溉技術(shù)、精準(zhǔn)收獲技術(shù)和田間作物動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù),使農(nóng)作物單產(chǎn)大幅提高。

(1)農(nóng)田地理信息。通過(guò)采樣和數(shù)據(jù)之間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,可以了解合適的作物品種以及一些管理措施和作物栽培過(guò)程(如施肥,灌溉等)需求。包括作物品種、作物營(yíng)養(yǎng)與施肥、作物灌溉、化學(xué)調(diào)控、管理水平、棉花產(chǎn)量、投入產(chǎn)出水平等數(shù)據(jù)。

(2)力農(nóng)田氣象信息。收集近30年的氣象資料,包括經(jīng)度和緯度、海拔、日照強(qiáng)度、日平均氣溫、最高、最低溫度、有效積溫、降水、春秋時(shí)期,初霜、晚霜、無(wú)霜期和地?zé)釘?shù)據(jù),對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量進(jìn)行分析氣象采集器用于對(duì)大氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、氣壓、太陽(yáng)輻射和上壤溫濕度等氣象要素進(jìn)行全天候的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),通過(guò)手機(jī)與氣象中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊,將農(nóng)田氣象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笾行牡臄?shù)據(jù)庫(kù)中,用于對(duì)農(nóng)田的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,如圖2所示。

(3)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)信息。農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)信息是實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所需的重要信息。結(jié)合田間信息,利用遙感和遙測(cè)技術(shù),在棉花生長(zhǎng)的一些關(guān)鍵期對(duì)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)全過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)這些信息可以決定是否有必要加強(qiáng)如施肥、灌溉、病蟲(chóng)害控制等措施。農(nóng)田移動(dòng)視頻監(jiān)控探頭主要用于對(duì)棉花的苗生長(zhǎng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,使技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)的了解棉花棉苗的生長(zhǎng)情況,這套系統(tǒng)將衛(wèi)星遙感技術(shù)與地面?zhèn)鞲小o(wú)線通信技術(shù)有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)監(jiān)測(cè),如圖3所示。

蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)棉花生長(zhǎng)期間的病蟲(chóng)害情況,使工作人員能夠更加有效地做好植保工作。該燈利用光電技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)誘蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、分裝等功能。同時(shí),可配備風(fēng)速風(fēng)向、環(huán)境溫度濕度、光照等多種傳感器接曰,在需要時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù),并可通過(guò)GPRS(通用無(wú)線分組業(yè)務(wù))上傳數(shù)據(jù)。以監(jiān)測(cè)環(huán)境與病蟲(chóng)害之間的關(guān)系。

(4)GPS全球定位系紉定位信息。GPS定位信息的使用是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要特征。GPS系統(tǒng)在精確農(nóng)業(yè)實(shí)施過(guò)程中異常重要。首先將農(nóng)田信息采集點(diǎn)進(jìn)行精確的定位,進(jìn)行基本格網(wǎng)劃分,然后輸入GIS(地理信息系紉進(jìn)行動(dòng)態(tài)GPS定位;同時(shí)依據(jù)農(nóng)業(yè)信息采集和專家系統(tǒng)提供的農(nóng)機(jī)作業(yè)路線及變更作業(yè)方式的空間位置,使農(nóng)機(jī)自動(dòng)完成對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)全過(guò)程的控制,如圖5所示。

(a)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)徹精量播種機(jī) (b)精量播種機(jī)

2.2網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用分析

網(wǎng)絡(luò)層完成大范圍的信息溝通,主要借助于已有的廣域網(wǎng)通信系統(tǒng),把感知層感知到的信息快速、可靠、安全地傳送到全球各地,使設(shè)備能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大范圍的通信。利用控制器、執(zhí)行器與網(wǎng)絡(luò)終端可以控制室內(nèi)的設(shè)備,并利用它們維持室內(nèi)適宜的環(huán)境,然后反向傳播網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的產(chǎn)量決策信息。

根據(jù)新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;?、現(xiàn)代化、集約化的特點(diǎn),農(nóng)八師引進(jìn)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)((PAID 3.0)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),形成了以棉花為主的基于Internet的開(kāi)放分布式專家系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)出的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)具有界面友好、圖文并茂;數(shù)據(jù)錄入和結(jié)果輸出可視化的特點(diǎn),同時(shí)具有GIS的功能,使平臺(tái)擁有圖形顯示、面積測(cè)算、縮放漫游、數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取和各種查詢的功能。截!卜到目前,兵團(tuán)已開(kāi)發(fā)關(guān)于棉花綜合管理專家、生長(zhǎng)模擬專家、病蟲(chóng)害診斷防治多媒體等系統(tǒng)和利用TM影像空間數(shù)據(jù)與地理信息迭加建立的團(tuán)場(chǎng)地理信息系統(tǒng)。

兵團(tuán)通過(guò)長(zhǎng)期積累建立了示范區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫(kù)、氣候資料數(shù)據(jù)庫(kù)、上壤肥力數(shù)據(jù)庫(kù)、棉花不同生長(zhǎng)期的光譜數(shù)據(jù)庫(kù),積極地開(kāi)展棉田膜下自動(dòng)控制滴灌系統(tǒng)的應(yīng)用研究I gal。其中一五O團(tuán)棉花智能監(jiān)控系統(tǒng),感知層的各個(gè)傳感器搜集的有關(guān)棉花長(zhǎng)勢(shì)情況的數(shù)據(jù)會(huì)傳輸至此系統(tǒng),進(jìn)行整理并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給專家分析,如圖6所示。

2.3應(yīng)用層的分析應(yīng)用

應(yīng)用層具有完成農(nóng)作物區(qū)信息的匯總、協(xié)同、共享、互通、分析和決策的功能。應(yīng)用層最終完成農(nóng)作物與人的交互,前兩層將農(nóng)作物的全信息收集起來(lái),集中到應(yīng)用層進(jìn)行統(tǒng)一的分析、決策,用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息的協(xié)同、共享、互通,從而大幅度地提高農(nóng)業(yè)信息的利用程度,更好地為農(nóng)民及加工企業(yè)服務(wù)。

此層主要是用于對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié),并反饋控制下一步??偨Y(jié)年度棉花標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)方案,提供專業(yè)、系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù),形成智能化的解決方案。農(nóng)八師利用引進(jìn)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)(CPAID 3.0),可以對(duì)棉花的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的分析,并目_做出決策進(jìn)行調(diào)整。首先通過(guò)傳感器搜集田地里的信息,包括上壤的溫度、濕度、酸堿度,還有空氣的含氧量、含水量,以及棉花的長(zhǎng)勢(shì)情況等,然后將這些信息搜集到監(jiān)控站,農(nóng)戶將這些信息整合以后通過(guò)CPS或者WiFi C無(wú)線網(wǎng)絡(luò))傳輸至農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。相關(guān)的農(nóng)業(yè)專家通過(guò)對(duì)這些信息的分析并目_與以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,能夠及時(shí)的做出正確合理的決策,并將這一決策及時(shí)的反饋給農(nóng)戶,使農(nóng)戶能夠進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)正在打破條件限制,把農(nóng)八師一五O團(tuán)打造成一個(gè)智能化節(jié)水灌溉科技園。通過(guò)與新疆移動(dòng)的合作,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化噴滴灌控制相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了全場(chǎng)智能化精準(zhǔn)灌溉物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用手機(jī)短信控制閥門(mén),還可以利用回傳數(shù)據(jù)記錄、查詢、打印灌溉區(qū)域的氣象資料、上壤濕度、灌溉設(shè)置、灌溉進(jìn)程、灌溉歷史,大大提高了管理效率,大大節(jié)約了人力成本。

由于新疆氣候炎熱、干旱缺水,因此節(jié)水滴灌技術(shù)的廣泛運(yùn)用正在全面推進(jìn)新疆的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)中國(guó)移動(dòng)信號(hào),農(nóng)戶可以通過(guò)手機(jī)控制田地的灌溉水閥。該技術(shù)通過(guò)手機(jī)短信控制田間的自動(dòng)化滴灌控制閥門(mén),對(duì)整個(gè)地塊進(jìn)行灌溉,閥門(mén)不僅僅會(huì)執(zhí)行指令,還會(huì)通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)回傳其狀態(tài),整個(gè)灌溉地塊的氣象資料、上壤濕度、灌溉設(shè)置、灌溉進(jìn)程、灌水歷史等諸多信息都能夠通過(guò)回傳數(shù)據(jù)隨時(shí)記錄查詢。短信的成本約為每年0.7元/667mZ由于各個(gè)田垅均減少了田間作業(yè),人工管理費(fèi)比普通滴灌節(jié)約81元/667mZ。棉田自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了滴水、施肥電腦自動(dòng)控制,避免了人工控制帶來(lái)的浪費(fèi)和失誤現(xiàn)象,達(dá)到精確滴水、施肥,每667 mZ省水肥10%以上,棉花產(chǎn)量提高10%以上,而目_節(jié)省了人力消耗,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

在新疆,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有一定的技術(shù)基礎(chǔ),但是與國(guó)外相比還處于研究階段。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于農(nóng)戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的概念,這導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在新疆棉花產(chǎn)業(yè)的推廣比較困難,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于新疆棉花產(chǎn)業(yè)的比例還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。雖然新疆近年來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平以及集約化、機(jī)械化、規(guī)?;潭炔粩嗵岣?,但是田間管理與作業(yè)的粗放和盲目性還普遍存在,造成了資源浪費(fèi),影響了區(qū)域生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

3.1存在的問(wèn)題

(1)農(nóng)民的自身素質(zhì)和人才流失的限制。由于農(nóng)民普遍素質(zhì)低,不會(huì)使用電腦,因此無(wú)法操控物聯(lián)網(wǎng),而且隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,越來(lái)越多的人才開(kāi)始從事第二、第三產(chǎn)業(yè),從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人才越來(lái)越少,限制了新疆農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。

(2)關(guān)鍵技術(shù)不成熟。雖然近些年新疆的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展比較快,但是還是存在關(guān)鍵的傳感器的準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性不夠、成本比較高的問(wèn)題。同時(shí),技術(shù)人員對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的理解不透徹,因此使用的材料、制造工藝不過(guò)關(guān),建立的信息具有局限性和缺陷性,導(dǎo)致農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)可度不高,使用的積極性不夠,限制了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。

(3)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本高,制造商參與度低。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在棉花種植的應(yīng)用中需要建設(shè)大量的基礎(chǔ)設(shè)施,而建設(shè)這些設(shè)施需要大量的資金投入,并且由于這些設(shè)備主要工作于田間,易受到空氣的腐蝕和雨水的浸泡,很容易損壞,需要頻繁地更換,這也需要大量的資金投入。同時(shí),沒(méi)有大型傳感器生產(chǎn)制造企業(yè)、農(nóng)業(yè)軟件提供商、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案運(yùn)營(yíng)商、農(nóng)業(yè)裝備提供商的參與,使得農(nóng)民難以支撐高昂的使用和維護(hù)費(fèi)用。

(4)農(nóng)產(chǎn)品物流網(wǎng)絡(luò)還不健全,缺乏商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式。新疆的農(nóng)產(chǎn)品雖然具有較好的品質(zhì)和很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,但由于補(bǔ)貼政策、產(chǎn)業(yè)政策、投資政策等缺失、信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)滯后、物流網(wǎng)和加工儲(chǔ)藏技術(shù)的落后,無(wú)法形成健全的物流網(wǎng)絡(luò)和農(nóng)產(chǎn)品的溯源機(jī)制,無(wú)法形成優(yōu)勢(shì)的品牌,致使新疆的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品很難進(jìn)入國(guó)內(nèi)外的高端市場(chǎng),無(wú)法將產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為品牌優(yōu)勢(shì)和價(jià)值優(yōu)勢(shì),農(nóng)產(chǎn)品附加值不高,農(nóng)民的收入受到很大影響,積極性不高[}za}。而且新疆的優(yōu)勢(shì)農(nóng)作物的經(jīng)營(yíng)缺乏商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式,政府很難平衡科研院所、企業(yè)和農(nóng)民的各方面的利益分配,導(dǎo)致很難建立有效的商業(yè)模式。

(5)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系缺失。農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化在提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平、推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證、實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)出口、保障人民消費(fèi)安全和調(diào)控農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易等方面發(fā)揮著重要的作用。但是新疆缺乏農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)體系,無(wú)法有效地約束農(nóng)產(chǎn)品的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),造成農(nóng)產(chǎn)品各生產(chǎn)環(huán)節(jié)脫節(jié),無(wú)法形成有效地農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系。因此,要加快推進(jìn)新疆農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,實(shí)施優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)名牌戰(zhàn)略,建立健全農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系,加快新疆農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的步伐。

3.2解決對(duì)策

雖然新疆農(nóng)業(yè)有了快速長(zhǎng)足的發(fā)展現(xiàn),已處于我國(guó)領(lǐng)先水平,但隨著新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提高,在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下,農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展的空間越來(lái)越小,發(fā)展變得越來(lái)越難,進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展的瓶頸期,就需要?jiǎng)?chuàng)新思維,改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,建立新的生產(chǎn)模式。

(1)大力引進(jìn)技術(shù)人才。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流模式,技術(shù)投入巨大,必須由大量各行業(yè)技術(shù)人才去完成。長(zhǎng)期以來(lái),新疆信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為落后,信息技術(shù)人才缺乏,不利于新疆農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)、推廣和實(shí)踐,為此,需要政府、科研院所和大型企業(yè)在引進(jìn)技術(shù)人才方面加大投入力度,建立起支撐物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)和推廣的技術(shù)人才團(tuán)隊(duì),從而突破新疆農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和重大關(guān)鍵技術(shù)。

(2)建立政府主導(dǎo)的商業(yè)模式。政府要加大投入,大力開(kāi)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范工程,積極制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)補(bǔ)貼政策,加快制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。對(duì)新疆來(lái)說(shuō),特殊的體制決定了政府在推廣技術(shù)方面具有很強(qiáng)的組織動(dòng)員能力,所以更加適合農(nóng)業(yè)主管部門(mén)推動(dòng)型的模式。由政府出面組織動(dòng)員全疆農(nóng)民參與其中,前期的投入就必須由政府出資解決。技術(shù)的研發(fā)前期可以通過(guò)財(cái)政支持有研發(fā)實(shí)力的企業(yè)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵和核心技術(shù)的研發(fā),降低企業(yè)研發(fā)的投資風(fēng)險(xiǎn),不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)技術(shù)的革新,而且?guī)?dòng)了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)可以和通訊企業(yè)合作投入。等運(yùn)營(yíng)以后通訊企業(yè)可以收取相應(yīng)的通訊費(fèi)用,回收企業(yè)前期的投入。

(3)加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。健全的物聯(lián)網(wǎng)體系可以更好地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,實(shí)現(xiàn)財(cái)政增收。建立新疆優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)從種植到收獲,到最后深加工、銷售的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),對(duì)推動(dòng)新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,增加農(nóng)產(chǎn)品附加值,實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收大有裨益。

4結(jié)論

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用是一個(gè)涉及面廣泛的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)采集的信息廣泛,需要?dú)庀?、環(huán)境、檢驗(yàn)等部門(mén)和政府、企業(yè)、農(nóng)戶等進(jìn)行大量信息的傳遞、共享和分析。如何保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在不同的環(huán)節(jié)都可以建立信息采集點(diǎn),有效整合多部門(mén)的信息及功能是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

隨著科技的進(jìn)步,制約農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的難題將會(huì)被逐一解決。未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用會(huì)朝著微小型、可靠型、節(jié)能型、環(huán)境適應(yīng)型、低成本和智能化方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必將為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來(lái)一次全新的革命,更加有效的推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、智能化和集約化。

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