物联网走进“农家”
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物联网发展还处于初级阶段，农业物联网不仅受制于整个物联网行业的发展，而且由于农业环境的复杂性，面临自身特有的困境。
近几年，物联网如旋风一般席卷了各行各业。农业也不例外，物联网技术开始在全国多个地区推广运用，掀起智能养殖和智能种地的新潮。
截至目前，中国国际物联网大会已成功召开第五届。然而有关专家指出，中国物联网行业整体上仍处于初级阶段，需求也刚刚起步，产业核心技术尚未突破，商业模式不够清晰，各地在建设上存在重复投入、无序发展的问题。
很显然，农业物联网不仅受制于整个物联网行业的发展，而且由于农业环境的复杂性，也面临自身特有的困境。
从概念到推广运用
不过短短几年，农业物联网的发展势头却颇为引人注目。
浙江托普仪器有限公司（下称托普公司）市场部的芦经理告诉记者，公司从2004年开始做农业检测仪器，2010年在此基础上推出物联网，目前已广泛应用于种植业、水产养殖、智能监控、食品安全溯源等方面。
“物联网是一种技术和方式，具体的用处很多。托普公司在温室种植和大田种植物联网应用上都做了很多工作，2014年长春农博园开园展出的大棚物联网应用就是托普公司负责的。”芦经理介绍说，从大棚里生产出来的蔬菜运送到上海虹桥，消费者通过物联网平台，就能在屏幕上了解种植的情况。
“我们的产品已经在全国20多个省推广，共有300多个物联网项目投入应用。”托普公司副总经理朱旭华表示，农业部相关部门也非常关注农业信息化与基层农机推广，今年7月曾前往托普公司进行考察。
实际上，近几年成立了不少类似托普公司这样的企业。据国家农业信息化工程技术研究中心农业自动化部主任研究员郑文刚估计，全国从事农业物联网的公司少说有三五百家。
“国家从2009年出台物联网政策后，农业物联网发展的势头还是不错的。”郑文刚对《中国科学报》记者表示，目前全国很多省都在大力推广农业物联网技术，在北京地区，物联网技术在大兴和通州等地的设施农业中已经成功应用多年，在果园、绿地中的应用也已比较成熟。
在国家和地方财政的扶助下，农业物联网示范基地在全国各地落地开花。
2011年，农业部发布《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》，并与发改委、财政部组织实施了黑龙江大田生产、北京市设施农业、江苏无锡养殖业三大国家级物联网应用示范工程。2013年，农业部选择有一定工作基础的天津、上海、安徽三省市率先开展试点试验工作，并认定40家农业农村信息化示范基地。
“东北黑龙江以大型种植业为主，北京以设施蔬菜花卉为主，天津以水产养殖为主，上海以物流为主，安徽以大田生产为主。”中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮对《中国科学报》记者表示，“这些试点项目开展了大量的尝试。物联网技术不是炒概念。成功与失败的根本在于能否解决老百姓的实际问题，成本与产出是否对等。”
郑文刚也指出，成本问题是农业物联网推广中面临的主要困难。“农产品附加值低，另外老百姓对物联网也需要一个认知过程。”
“前两年是对概念整体认识的提高，这两年已经认识农业物联网的概念，因为一次性投入较大，农业物联网比较适用于规模大的农场，农户还不太适应，不过这也是一个阶段。”芦经理表示。
水产养殖与种植业中优势明显
农业物联网能不能顺利走进“农家”，关键还在于能否为老百姓带来便利和实惠。2010年，中国农业大学与江苏省宜兴市农林部门合作建立江苏省首个物联网水产养殖基地，目前已卓有成效。
“宜兴的物联网水产养殖为什么做得好？因为它具有便利性。”李道亮总结了几点：第一是解决了劳动强度问题。螃蟹脱壳时不能动，如果缺氧就必死无疑，而夏天最缺氧的时候是在凌晨两点到五点，有了物联网，在手机上即可实时知道池塘的情况，不用起床巡塘了。
第二是比较便利。发现缺氧后，在手机上按键就能开通氧气泵。“物联网提供了一种手段。过去靠经验，有经验的农民才能养好螃蟹。现在靠数字，只要手机在手，物联网信息都在上面。”
另外，可以适当增加养殖密度。以前的增氧方式是缺氧时再增，实际上已经对螃蟹造成了损害。现在改变了增氧模式，提前采取防护措施。氧的溶解度在下午两三点钟达到最高，在溶解度最好的时候通过循环让水的中下游溶解氧达到饱和，就相当于白天储存了大量氧气，晚上氧气溶解度最低时就不至于太低。
李道亮补充说，增氧后水中有毒物质也会分解，螃蟹不会发病，食欲也会增加。在使用物联网技术后，明显发现蟹农使用的饲料量增加，螃蟹的规格也增大了。
“养殖模式的变革、效益的增加确实给老百姓带来了实惠。”李道亮说，“现在再让老百姓回到4年以前，他们就回不去了。就算让他们花钱，他们也愿意安装。”
物联网在种植业上的应用虽然不如养殖业，但也不乏好的例子。郑文刚介绍说，比如，北京大兴区采育镇的物联网示范基地有几百亩地，主要种植鲜切花出口到日本。温室对温度的要求比较苛刻，在办公室通过物联网监测可以查看温度是否达标，同时日本的采购商在网上就能通过物联网平台了解整个过程是否违规。
传感技术和农业决策模型待加强
从各方面来看，国内农业物联网行业尚处于起步阶段。企业和科研院所的专家们虽然一致认同这一点，但侧重点却各不一样。
托普公司市场部经理表示，目前硬件上已经很完善，公司研发以软件为主。
而李道亮认为，国内农业模型的积累不足，加上国内农业生产不能实现完全的控制，虽然国内与国外在软件技术上差距并不大，但在软件系统应用上也同硬件一样，与国外存在较大差距。“我们的理念不比国外差，但是我们的工业制造业在材料、工艺、制造等方面整体上比较弱。我们与福建上润精密仪器公司合作，就是因为他们能制造出精密的农业传感器。”
以前水下传感器多用于环保行业，在养殖行业用得很少。李道亮指出，环保可以高成本，而农业不能高成本。“提高性能、降低成本，这是永远追求的目标。”
“国内在感知技术的研究和制造工艺上，与国外都有较大的差距。农业环境比较恶劣，高温、高湿。在野外还有雷击、降雨，对传感器的要求比较苛刻。所以，以前在工业上运用很成熟的传感器在农业上不能直接拿来应用。”郑文刚表示，需要加强相关研究，比如抗雷击性能、耐高温高湿性能和稳定性的研究。
“国内外在决策模型上差距更大。比如荷兰的温室生产管理是全自动化的，完全不需要人工干预，而国内目前还达不到。”郑文刚分析，与种植业相比，养殖业收益较高，投入较大，自动化程度相对较高。
郑文刚认为，农业决策模型是重点。“由于前期基础比较薄弱，目前的研究以传感器的感知技术为主，在农业决策模型这方面还不成熟。现在只是把数据获取回来了，但下一步怎么分析、应用，还需要进一步研究。比如病虫害预测模型、水肥一体化实施模型、灌溉节水模型，决策模型技术要进一步做好，只有这样才能真正给老百姓带来实惠。”