物聯(lián)網(wǎng):現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要支撐
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早就誕生了,但真正進(jìn)入大眾視野則是在2000年以后。
2009年,在總統(tǒng)奧巴馬與美國(guó)工商界領(lǐng)袖舉行的一次圓桌會(huì)議上,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出了“智慧地球”這一概念。
今天,“智慧地球”已經(jīng)成為美國(guó)的一項(xiàng)重要國(guó)家戰(zhàn)略,并被抬高到與當(dāng)年的“信息高速公路”同等重要的位置。
除了美國(guó),其他一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)也在紛紛響應(yīng)這一輪技術(shù)浪潮,比如日本的U-Japan戰(zhàn)略,計(jì)劃將日本建設(shè)成一個(gè)“實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、任何物體、任何人均可連接的泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”,實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間的連接(即4U,Ubiquitous、Universal、User-oriented、Unique);
歐盟委員會(huì)也在2009年6月18日向歐盟議會(huì)、理事會(huì)、歐洲經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員會(huì)及地區(qū)委員會(huì)遞交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》,標(biāo)志著正式將物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提上日程。
在中國(guó),物聯(lián)網(wǎng)也引起了國(guó)家以及各行各業(yè)的高度關(guān)注。
2009年8月,溫家寶“感知中國(guó)”的講話把我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)推向了高潮,無(wú)錫市率先建立了“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、多所大學(xué)在無(wú)錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院,無(wú)錫市江南大學(xué)還建立了全國(guó)首家實(shí)體物聯(lián)網(wǎng)工廠學(xué)院。
除此之外,“智慧城市”“智慧社區(qū)”“智慧農(nóng)業(yè)”“智能家居”等概念也在這兩年紛紛冒了出來(lái)。
物聯(lián)網(wǎng):世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮
全世界都在關(guān)注物聯(lián)網(wǎng),到底什么是物聯(lián)網(wǎng)?
它為何有如此巨大的能量?
根據(jù)百度給出的定義:物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“Internet of Things”。
在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無(wú)需人的干預(yù)。
其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。
物聯(lián)網(wǎng)的定義有些晦澀,通過(guò)一個(gè)畫(huà)面來(lái)認(rèn)識(shí)什么是物聯(lián)網(wǎng)會(huì)更容易一些。
2005年,國(guó)際電信聯(lián)盟的報(bào)告中曾描繪過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;
公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西;
衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等。
物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,比如一家物流公司應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的貨車,當(dāng)裝載超重時(shí),汽車會(huì)自動(dòng)告訴你超載了,并且超載多少,但空間還有剩余,告訴你輕重貨怎樣搭配;
當(dāng)搬運(yùn)人員卸貨時(shí),一只貨物包裝可能會(huì)大叫“你把我弄疼了”,或者說(shuō)“親愛(ài)的,請(qǐng)你不要太野蠻,可以嗎”;
當(dāng)司機(jī)在和別人扯閑話時(shí),貨車會(huì)裝作老板的聲音怒吼:“笨蛋,該發(fā)車了!”
簡(jiǎn)單來(lái)講,物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)一系列信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)事萬(wàn)物互聯(lián),讓人與人、物與物、人與物之間通過(guò)一種共通的信息語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)交互和交流。
從這個(gè)角度來(lái)看,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,而是一次升級(jí)再造。依據(jù)“連接”的廣度,可以將互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展劃分為前后兩個(gè)階段:
第一階段,互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了人與人之間的連接;
第二階段,通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù),正在實(shí)現(xiàn)人與萬(wàn)事萬(wàn)物的連接,這一階段就是正在到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是連接的革命,馬化騰在《互聯(lián)網(wǎng)+:國(guó)家戰(zhàn)略行動(dòng)路線圖》一書(shū)的序言中講到,隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起,越來(lái)越多的實(shí)體、個(gè)人、設(shè)備都連接在了一起,互聯(lián)網(wǎng)已不再僅僅是虛擬經(jīng)濟(jì),而是主體經(jīng)濟(jì)社會(huì)不可分割的一部分,每一個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的細(xì)胞都需要與互聯(lián)網(wǎng)相連,互聯(lián)網(wǎng)與萬(wàn)物共生共存,這成為大趨勢(shì)。
按照馬化騰的說(shuō)法,“互聯(lián)網(wǎng)+”的終極目標(biāo)是連接萬(wàn)事萬(wàn)物,而這必須通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮,將是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”,是繼通信網(wǎng)之后的另一個(gè)萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約生產(chǎn)成本;
另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。
可以說(shuō),抓住了物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇也就等于搶占了下一個(gè)時(shí)代的制高點(diǎn)。
目前,物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)主要應(yīng)用于智能農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能醫(yī)療、智能家居等領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的意義
在展開(kāi)這個(gè)問(wèn)題之前,先來(lái)看一下什么是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設(shè)備,檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù),通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中,保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。
同樣,我們也可以通過(guò)一個(gè)畫(huà)面來(lái)展示:在一個(gè)智能化大棚里,通過(guò)一部手機(jī)可以隨時(shí)查看溫室里的空氣溫濕度、土壤溫濕度及pH值、CO2濃度,該澆水了或者該施肥了,手機(jī)會(huì)自動(dòng)警告,點(diǎn)擊智能手機(jī)屏幕,灌溉探頭就能噴出細(xì)密的水簾。
農(nóng)場(chǎng)有什么動(dòng)靜,通過(guò)手機(jī)也盡在掌握之中。
智能溫室大棚
物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)可以用三個(gè)詞來(lái)概括:精準(zhǔn)、高效、智能。
它對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的意義主要體現(xiàn)在對(duì)四大核心難題的解決上:資源浪費(fèi)問(wèn)題、人力成本上升問(wèn)題、農(nóng)產(chǎn)品流通問(wèn)題、食品安全問(wèn)題。
1.節(jié)約資源
隨著世界人口的激增以及工業(yè)發(fā)展對(duì)自然環(huán)境的破壞,人類正面臨著嚴(yán)峻的資源危機(jī)。
我們先來(lái)看一組關(guān)于水資源的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):
①地球表面超過(guò)70%的面積為海洋所覆蓋,但只有2.5%的淡水能夠供人類活動(dòng)使用;
②有30億~40億人沒(méi)有安全可靠的自來(lái)水;
③每年約350萬(wàn)人的死因與供水不足和衛(wèi)生狀況不佳有關(guān);
④每8秒就有1個(gè)兒童因水污染死亡。
我國(guó)也是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家:
①人均淡水資源僅為世界人均量的1/4;
②有300多個(gè)城市屬于聯(lián)合國(guó)人居署評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的“嚴(yán)重缺水”和“缺水”城市;
③截至2014年,尚有1.1億農(nóng)村居民和1535萬(wàn)農(nóng)村學(xué)校師生存在飲水安全問(wèn)題。
耕地資源更加不容樂(lè)觀,據(jù)一份題為《世界糧食不安全狀況》的報(bào)告指出,目前全球饑餓人口仍超過(guò)8億,相當(dāng)于全球總?cè)丝诘?/9,而亞洲占了5.26億。
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織曾預(yù)告:到2050年世界糧食的需求量將增加一倍,才能滿足屆時(shí)新增加的23億人口,而這將對(duì)有限的耕地資源造成極大的挑戰(zhàn)。
土地和水是維持農(nóng)業(yè)發(fā)展的兩大資源,農(nóng)業(yè)也是土地和水資源占用最多的行業(yè),全球大約70%的水用在農(nóng)業(yè)上,是工業(yè)上的兩倍多。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以大大提高土地和水資源的利用率,比如智能溫室、垂直農(nóng)業(yè)大大提高了單位耕地面積的產(chǎn)能,智能噴灌、滴灌技術(shù)大大節(jié)約了水資源。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù),根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定時(shí)定量地指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè),不僅節(jié)約了土地、水等自然資源,而且還減少了化肥、農(nóng)藥等投入品的成本,同時(shí)也減少了對(duì)自然環(huán)境的危害。
精準(zhǔn)化管理是物聯(lián)網(wǎng)帶給現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大特征。
科學(xué)、精細(xì)化的管理不僅節(jié)約了資源,而且還能起到增產(chǎn)的目的。
2.節(jié)省人力成本
這一點(diǎn)很容易理解,通過(guò)智能監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智能化管理,如上文提到的應(yīng)用場(chǎng)景,什么時(shí)候該澆水了,什么時(shí)候該施肥、打藥了,通過(guò)一部手機(jī)就能隨時(shí)隨地搞定。
以下是一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的例子。
江蘇省宜興市高塍鎮(zhèn)素以養(yǎng)殖大閘蟹聞名,養(yǎng)殖水域超5萬(wàn)畝。
然而,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大,蟹農(nóng)們普遍反映,由于人手不足,蟹苗的存活率和螃蟹養(yǎng)殖的質(zhì)量受到影響。
最近幾年,通過(guò)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng),大大緩解了人力匱乏的壓力。
如今,蟹農(nóng)們通過(guò)電腦或手機(jī)終端登錄水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控管理系統(tǒng),就可隨時(shí)隨地了解養(yǎng)殖塘內(nèi)的溶氧量、溫度、水質(zhì)等指標(biāo)參數(shù)。
一旦發(fā)現(xiàn)某區(qū)域溶氧指標(biāo)預(yù)警,只需點(diǎn)擊“開(kāi)啟增氧器”,就可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
管理輕松了,收益也更高了。
未來(lái),一個(gè)人管理上千畝地、上百個(gè)魚(yú)塘或養(yǎng)殖場(chǎng)將成為現(xiàn)實(shí),物聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用將大大減少農(nóng)業(yè)中人力成本的投入。
3.改善農(nóng)產(chǎn)品流通
物聯(lián)網(wǎng)的作用不僅體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理上,還體現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品流通上。
物聯(lián)網(wǎng)不是封閉的,而是與外部網(wǎng)絡(luò)相連接的,農(nóng)戶通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)不僅可以監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況,而且還能了解外部市場(chǎng)的農(nóng)產(chǎn)品需求信息、發(fā)布產(chǎn)品信息,與求購(gòu)者直接對(duì)接,以此可以實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)、訂單農(nóng)業(yè)、農(nóng)企對(duì)接,從而降低了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中由于信息不對(duì)稱造成的生產(chǎn)過(guò)剩問(wèn)題。
4.解決食品安全問(wèn)題
食品安全是目前農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)中最大的一個(gè)痛點(diǎn),消費(fèi)者迫切需要安全、健康、綠色的食品,但農(nóng)業(yè)本身的地域性差異、非標(biāo)準(zhǔn)化屬性以及過(guò)度的中間環(huán)節(jié)導(dǎo)致其受質(zhì)疑的程度較高,缺乏有效的品質(zhì)背書(shū)。
解決農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題的途徑只有一條,那就是產(chǎn)品信息公開(kāi)化、透明化,而最關(guān)鍵的一環(huán)就是產(chǎn)地信息,即農(nóng)產(chǎn)品種植、生產(chǎn)、管理、采摘的信息,這也是目前最為薄弱的。
因?yàn)?,相比物流、銷售,種植環(huán)節(jié)的信息化管理要復(fù)雜得多,而且,由于農(nóng)產(chǎn)品利潤(rùn)率低,除非較大的農(nóng)牧企業(yè),一般農(nóng)戶舍不得在這上面投入。
種植環(huán)節(jié)的信息化管理主要就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)完成的。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄農(nóng)產(chǎn)品的種植、生長(zhǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié),包括用藥情況、施肥情況、種植者的情況。
任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可以追溯到相關(guān)責(zé)任人,這樣一來(lái),消費(fèi)者自然就買得放心了。
當(dāng)然,物聯(lián)網(wǎng)的好處雖然很多,但推廣中的問(wèn)題也不少,上面講到的一次性投入成本過(guò)高就是其一。
據(jù)了解,平均每畝地的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成本大概需要8000元,預(yù)計(jì)可使用10~15年,每年每畝的成本為530多元,平均到每一年里雖然不算太多,但問(wèn)題是首次投入太多,一般農(nóng)民接受不了。
其二,我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究還相對(duì)比較落后,特別是在農(nóng)業(yè)用智能傳感器、RFID等感知設(shè)備的研發(fā)和制造方面,許多應(yīng)用項(xiàng)目還主要依賴進(jìn)口感知設(shè)備。
其三,當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致不同生產(chǎn)廠家的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品不兼容,這也成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的首要因素。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用還需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程,但正如科幻作家威廉·吉布森所言:“未來(lái)已經(jīng)來(lái)臨,只是尚未流行?!?/strong>