农业物联网发展现状与趋势

农业物联网发展现实状况与趋势刘财兴liu@.5.20农业物联网发展现状与趋势第1页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展情况

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第2页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展情况

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第3页1.1物联网概念物联网(TheInternetofthings)概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念。,国际电信同盟在突尼斯举行信息社会世界峰会上,公布了《ITU互联网汇报2005:物联网》,引用了“物联网”,汇报指出,无所不在“物联网”通信时代即未降临。年9月，在北京举行物联网与企业环境中欧研讨会上,欧盟教授给出了欧盟对物联网定义：物联网是一个动态全球网络基础设施，它含有基于标准和互操作通信协议自组织能力，其中物理和虚拟“物”含有身份标志、物理属性、虚拟特征和智能接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，组成未来互联网。农业物联网发展现状与趋势第4页1.2物联网概念

通俗讲，

物联网就是经过传感器、RFID、定位系统、扫描器等信息感知设备，经过通信协议，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体智能监测、识别、定位、跟踪和管理网络。这有四层含义：

①物联网关键和基础依然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展网络，是互联网+基础；

②信息交换和通信延伸和扩展到了任何物体与物体之间，是用户端信息采集点、采集方式延伸与扩展，数据起源变人工录入自动采集；

③科学、合理、准确过程控制将大大提升生产效益；

④更及时、更准确信息将为企业智能决议提供更加好支持。农业物联网发展现状与趋势第5页1.3物联网应用例

农业物联网发展现状与趋势第6页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展情况

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第7页2.1IBM智慧地球11月6日，IBMCEO彭明盛(SamPalmisano)在纽约市外交关系委员会做了一次主要演讲，题目是“智慧地球：下一代领导议程”(ASmarterPlanet:TheNextLeadershipAgenda)。“将智能技术应用到生活各个方面，如应用到各系统和程序之中，方便货物能被顺利地研发，制造购置，人们能享受各种服务，万物（包含人，货币，石油，水电等）能够顺畅流通，人们能够安居乐业。”农业物联网发展现状与趋势第8页2.1IBM智慧地球IBM将“智慧地球”战略分解为四个关键问题：

①NewIntelligence（新锐洞察）。面对无数个信息孤岛式爆炸性数据增加，我们需要取得全新洞察力，利用起源不一样数据获取丰富、实时信息，以做出更明智决议。

②SmartWork（智慧运作）。我们需要开发和设计新业务流程，形成在灵活、动态流程支持下智能运作，实现全新生活和工作方式。③DynamicInfrastructure（动态架构）。我们需要建立一个能够降低成本，含有智能化和安全特征，并与业务环境一样灵活动态基础设施。

④Green&Beyond（绿色未来）。我们需要采取行动处理能源、环境和可连续发展问题，提升效率，提升竞争力。农业物联网发展现状与趋势第9页2.1IBM智慧地球

农业物联网发展现状与趋势第10页2.2美国战略奥巴马就任美国总统后，对IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”概念给予了主动回应，并上升至美国国家战略，并在世界范围内引发轰动。该战略认为，IT产业下一阶段任务是把新一代IT技术充分利用在各行各业之中，详细地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，而且被普遍连接，形成“物联网”。

农业物联网发展现状与趋势第11页2.3其它国家主动布署美国将物联网上升为国家创新战略同时，其它国家也主动布署：①6月，欧盟委员会公布《物联网——欧洲行动计划》，提出了包含监管、隐私保护、芯片、基础设施保护、标准修改、技术研发等在内14项框架内容，对物联网未来发展以及重点研究领域给出了明确路线图欧盟制订了促进物联网发展14点行动计划；②8月日本继“e-Japan”“u-Japan”之后提出了更新版本国家信息化战略：《i-Japan战略》，其关键点是大力发展电子政府和电子地方自治体，推进医疗、健康和教育电子化作为四项重点战略领域；农业物联网发展现状与趋势第12页2.3其它国家主动布署③韩国十分重视信息技术产业化发展，提出了“u-Korea”战略，制定《IT839战略》。在年10月颁布了《物联网基础设施构建基本规划》，确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域;此外，法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网经济发展战略，加快推进下一代网络基础设施建设步伐,融合各种信息技术，将物体接入信息网络，实现“物联网”；在网络泛在基础上，将信息技术应用到各个领域，从而影响到国民经济和社会生活方方面面。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术，其次加快标准制定和产业化进程，谋求在未来物联网大规模发展及国际竞争中占据有利位置。农业物联网发展现状与趋势第13页2.4中国政府重视8月7日，国务院总理温家宝在考查中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时曾表示，最少三件事情能够尽快去做：①把传感系统和3G中TD技术结合起来；②在国家重大科技专题中，加紧推进传感网发展；③尽快建立中国传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可连续发展》讲话。他指出，“未来要着力突破传感网、物联网关键技术，及早布署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推进产业升级、迈向信息社会‘发动机’”。农业物联网发展现状与趋势第14页2.4中国政府重视3月，政府工作汇报中首次明确提出“加紧物联网研发应用”。9月，10月，《中共中央关于制订国民经济和社会发展第十二个五年规划提议》中再次强调要“推进物联网研发应用”。国家中长久科学与技术发展规划(2006－年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专题均将物联网列入重点研究领域。工信部制订《物联网“十二五”发展规划》指出，物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展战略制高点之一，要在“智慧工业”、“智慧农业”、“智慧物流”、“智慧环境保护”、“智慧家居”等9个重点领域开展应用示范工程，探索应用模式。农业物联网发展现状与趋势第15页2.4中国政府重视近年来，党中央国务院高度重视物联网发展，习近平总书记强调，要让物联网更加好促进生产、走进生活、造福百姓。李克强总理指出，要大力发展战略性新兴产业，在集成电路、物联网、先进制造、新能源、新一代移动通信、大数据等方面赶上和引领世界产业发展。马凯在全国物联网工作电视会议上指出，物联网是新一代信息网络技术高度集成和综合利用，是新一轮产业革命主要方向和推进力量，发展物联网要按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”标准，着力突破关键芯片、智能传感器等一批关键关键技术；着力在工业、农业、节能环境保护、商贸流通、能源交通、社会事业、城市管理、安全生产等领域，开展物联网应用示范和规模化应用。农业物联网发展现状与趋势第16页2.4中国政府重视物联网产业发展在全国各地快速升温。物联网在中国快速崛起得益于我国在物联网方面几大优势。①我国在1999年就开启了物联网关键传感网技术研究，研发水平处于世界前列；②在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；③我国是当前能够实现物联网完整产业链国家之一；④我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网发展提供了坚实基础设施支持；⑤我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚经济实力支持物联网发展。未来，中国物联网产业规模是互联网30倍，是一个万亿元级产业。农业物联网发展现状与趋势第17页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展情况

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第18页3.0

物联网架构图

农业物联网发展现状与趋势第19页3.0物联网架构图

农业物联网发展现状与趋势第20页3.1建设步骤物联网应用建设需要三个步骤：

①各种创新感应科技开始被嵌入各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度数据化。

②伴随网络高度发达，人、数据和各种事物都将以不一样方式联入网络。

③先进技术和超级计算机应用，能够对这些堆积如山数据进行整理、加工和分析，将生硬数据转化成实实在在洞察力，并帮助人们做出正确行动决议。农业物联网发展现状与趋势第21页3.2数据感知物联网数据感知层就是经过各种数据感知设备采集感知对象特定量，不把这些采集到量进行数字化处理，然后对所采集数据进行一定处理后，送到指定数据搜集点（智能网关），由智能网关经过互联网送到数据中心。

依据不一样数据感知要求，有各种各样数据感知器件。农业物联网发展现状与趋势第22页3.2.1传感器GB7665-87对传感器下定义是：“能感受要求被测量并按照一定规律转换成可用信号器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一个检测装置，能感受到被测量信息，并能将检测感受到信息，按一定规律变换成为电信号或其它所需形式信息输出，以满足信息传输、处理、存放、显示、统计和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制首要步骤。

所以能够说，传感器是人类五官延长，又称之为电五官。农业物联网发展现状与趋势第23页3.2.2广义传感器有几个数据感知设备，因为使用更广，含有专用名称，但从物联网角度上看，也属于传感器：

①RFID(RadioFrequencyIdentification)②全球定位（GPS/北斗）

③条形码：条形码、二维码

④视频农业物联网发展现状与趋势第24页3.3安全通信互联网是将计算机设备资源和设备资源中所存放数据资源接起来，而物联网则是将嵌入有计算机机器、人、设备等全部东西都连接起来。物联网通信包含二个层次：

①无线自组织网

②高效通信网

农业物联网发展现状与趋势第25页3.3.1无线自组织网无线自组织网络(MobileAd-hocNetwork)，是一个不一样于传统无线通信网络技术。传统无线蜂窝通信网络，需要固定网络设备如基地站支持，进行数据转发和用户服务控制。而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其它用户节点进行数据转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络地理不足，能够愈加紧速、便捷、高效地布署，适合于一些紧急场所通信需要，如战场单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽受限、对实时性业务支持较差、安全性不高弊端。农业物联网发展现状与趋势第26页3.3.2高效通信网物联网应用实际上将数据采集输入从利用人从键盘输入延伸到物体自动感知，互联网发展二十多年中，在网络层以上全部应用都是为IP而优化，建立在IP基础上。所以，在物联网环境中要充分利用现有互联网环境。但应注意以下技术：①IPv6②移动3G/4G③宽带接入新技术④高速以太网农业物联网发展现状与趋势第27页3.4

智能处理物联网经过信息感知设备得到海量数据，这些数据经过通信网络送到数据中心，怎样将这些数据变成信息，是物联网应用一个关键层，必须经过信息处理相关技术，对所得到数据进行高效、智能处理，并由所处理结果来影响、规范、优化现实个体行为，实现一个智慧、低碳世界。农业物联网发展现状与趋势第28页3.4.1大数据数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为主要生产原因。物联网与互联网布署应用，数据产生更是海量，人们对于海量数据挖掘和利用，预示着新一波生产率增加和消费者盈余浪潮到来。大数据在物理学、生物学、环境生态学等领域以及军事、金融、通讯等行业存在已经有时日，却因为近年来互联网和信息行业发展而引发人们关注。大数据作为云计算、物联网之后IT行业又一大颠覆性技术革命。云计算主要为数据资产提供了保管、访问场所和渠道，而数据才是真正有价值资产。企业内部经营交易信息、互联网世界中商品物流信息，互联网世界中人与人交互信息、位置信息等，其数量将远远超越现有企业IT架构和基础设施承载能力，实时性要求也将大大超越现有计算能力。怎样盘活这些数据资产，使其为国家治理、企业决议乃至个人生活服务，是大数据关键议题，也是云计算内在灵魂和必定升级方向。农业物联网发展现状与趋势第29页3.4.2云计算云计算(CloudComputing)是分布式处理、并行处理和网格计算发展，或者说是这些计算机科学概念商业实现。云计算基本原理是，经过使计算分布在大量分布式计算机上，而非当地计算机或远程服务器中，企业数据中心运行将更与互联网相同。这使得企业能够将资源切换到需要应用上，依据需求访问计算机和存放系统。经过云计算，能够利用在因特网中可用计算系统（“云资源”），在数秒之内达成处理数以千万计甚至亿计信息，实现和“超级计算机”一样强大功效网络服务。有了云计算，用户无需自购软、硬件，甚至无需知道是谁提供服务，只需关注自己真正需要什么样资源或者得到什么样服务。云计算技术将对IT产业产生主要影响。云计算允许将数据、应用、服务等存放云端，用户能够经过电脑、手机、PDA等一切能够接入互联网设备访问云端，实现移动应用。农业物联网发展现状与趋势第30页3.4.3嵌入式计算依据IEEE定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备运行装置”。从中能够看出嵌入式系统是软件和硬件综合体，还能够涵盖机械等从属装置。当前国内普遍被认同定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功效、可靠性、成本、体积、功耗严格要求专用计算机系统。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用，它必须与详细应用相结合才会含有生命力、才更含有优势。物联网应用就是一个很好应用结合点。面对物联网应用不一样，需要不一样性能嵌入式系统，嵌入式系统特有可裁剪性，将充分满足应用系统功效、可靠性、成本、体积等要求。这需要设计开发不一样嵌入式硬件系统和软件系统。农业物联网发展现状与趋势第31页3.4.4可重构计算可重构计算定义：“设置物理控制点，定制硬件该怎样工作，经过改动这些控制点使用户能够使用相同硬件执行不一样应用”。在大众已经习惯计算模式中，处理器和专用集成电路(ASIC)一直是两大主流。伴伴随应用领域尤其是嵌入式环境对系统性能、能耗、上市时间等指标需求不停提升，传统计算模式暴露出了种种弊端。可重构计算集中了处理器和专用集成电路优势，能够提供高效灵活计算能力。面临一个应用，怎样去实现它？软件设计者会使用编程语言编写一段代码，将其编译后在处理器上执行；硬件设计者则会利用原理图或者硬件描述语言进行设计，然后以专用集成电路方式实现。农业物联网发展现状与趋势第32页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展情况

5.农业物联网应用面临挑战6.结束语农业物联网发展现状与趋势第33页4.1智能农业智能农业产品经过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、O2/CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。能够依据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。经过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度远程控制。农业物联网发展现状与趋势第34页4.2健康养殖伴随人们对健康与良好环境要求，对肉类及其制品安全日益关注，提出“健康养殖”概念。健康养殖涵盖生产过程中喂养对象个体健康、畜产品质量安全及喂养环境友好三方面。实现健康养殖能够做：①喂养场环境监控。对喂养环境温度、湿度、光照情况、各有害气体含量监测，并控制相关设备工作，确保良好喂养环境；②喂养个体生理指标监测。对喂养个体生理指标(体温、脉搏、呼吸、运动)进行监测,经过监测数据处理，对动物健康状态做出提醒，让喂养人员尽早采取办法；③喂养现场视频监视。经过对喂养现场视频监视，降低喂养员人工现场检验要求，减轻劳动强度。还能够得到更多预想不到信息。

农业物联网发展现状与趋势第35页4.3智能环境保护智能环境保护产品经过对实施空气、地表水水质自动监测，能够实现空气、水质实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点位置空气、断面水体水质情况，预警预报重大或流域性污染事故。农业物联网发展现状与趋势第36页4.4智能物流

在物流领域，物联网只是一个技术伎俩，实现智能化物流才是目标。在如今物联网时代，智能除了获取信息外，还要将采集信息经过网络传输到数据中心，由数据中心做出判断和控制。要动起来，要有联网，要在线运行。由此可见，自动化、信息化、网络化，是能够表达这个时代智能三个主要特征。智能物流出现，标志着信息化在整合网络和管控流程中到达了动态、实时进行选择和控制管理水平。所以，一定要依据本身实际水平和客户需求来确定信息化定位。智能物流是物流业未来发展方向。农业物联网发展现状与趋势第37页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.应用物联网促进当代优质农业产业发展

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第38页5.1行业不足①我国物联网技术创新体系不完善，物联网关键步骤如高端传感器、无线传感网络、海量数据存放和处理等方面基础微弱，在关键技术和高端产品等方面与国外有一定差距。

②缺乏龙头骨干企业。我国物联网含有强大支柱作用龙头骨干企业还比较缺乏，物联网整体水平较低，产业集聚带来优势无法充分发挥。

③规模化应用不足。即使我们物联网应用已经形成一定规模，但不论从需求量还是质上，都还需要继续加强投入和市场培育，当前因为应用碎片化、规模化应用不足等问题，无法对市场组成较大带动。

④物联网信息安全方面也存在隐患。农业物联网发展现状与趋势第39页5.2农业生产效益低长久以来，农业被定位为初级产业，农业生产被认为是传统式、粗放型，农业劳动被视为简单劳动、体力劳动、廉价劳动，农民被看成观念封闭、文化素养低社会群体。在这种思想意识支配下，农民、农业、农村都是受歧视，长久轻视农业劳动社会价值和经济价值农民劳动核实工价偏低，使农业变成弱质产业，造成农业收益比较低。

而物联网应用需要投入，需要依据实际情况，有所为有所不为，防止早几年ERP建设中“不上ERP等死，上ERP找死”困局。农业物联网发展现状与趋势第40页5.3农产品单位价值低农产品单位价值低、流通步骤多，以及在销售过程中存在复杂分拆分销步骤，在生产、流通中组织化程度还比较低，技术水平相对落后，索证索票、购销台账制度欠缺，管理难度大，加上成本原因，对单位价值低、包装不统一农产品，极难大规模使用以RFID为基础溯源系统。

各种认证农产品标志，都是只起到定性标示作用，易于假冒，也难于控制超范围使用。

所以，将物联网应用于农产品溯源，需要从国家层面进行相关标准制订，有序布署应用，才能见成效。农业物联网发展现状与趋势第41页5.4农业面临更复杂环境农业（包含畜牧业、林业、水产）生产环境往往比工业更复杂、更恶劣，除了温度、湿度跨度大外（还有区域差异），还经常面临有害气体（如畜牧场有氨气、硫化氢、二氧化碳等各种有害气体成份）、雷电等环境影响，需要主动面向市场，面向应用领域，开展针对性研究，研制适当农业物联网产品，确保农业物联网应用不会是面子工程，能推进农业增产、增效。

农业生产还经常因区域、个体差异，使得用同一传感器采集到数据含有不一样意义，需要做更大量数据分析与建模工作。农业物联网发展现状与趋势第42页主要内容1.物联网概念2.物联网引发重视原因

3.物联网关键技术4.农业物联网发展现实状况

5.农业物联网应用面临挑战6.农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第43页

“互联网+农业”对物联网应用提出迫切要求:①信息化建设发展需求（数据准确、及时）②精细农业要求（精细农业、病害警示）③生产效率提升要求（人工→自动化）④劳动力成本与劳动者工作环境改进要求⑤规范种养管理要求（技术、用药、用料）⑥为社会提供安全食品要求（智能物流、溯源）⑦数据应用含有更加好前景（优化流程、规范）

农业物联网发展趋势农业物联网发展现状与趋势第44页

物联网技术应用，能够使管理信息系统数据由人工采集、输入，变为传感器采集、实时传送到系统，这么，除了更及时得到数据外，更关键是提升数据准确性，提升效率，防止人为错误。

数据实时性和可靠性，是信息化系统关键所在，物联网将使信息化系统实现革命性升级。信息化系统升级农业物联网发展现状与趋势第45页

精细农业本身是一个可连续发展理念，是一个管理方式。不过为了到达这个目标，需要三方面工作：

①取得田间数据;

②依据搜集数据作出作业决议，决定施肥量、时间、地点;

③需要机器来完成。

这三个方面工作仅凭人力是无法很好完成，所以需要物联网技术来支撑，即平时所说农业信息化和农业机械化结合。精细农业成为现实农业物联网发展现状与趋势第46页

不一样于工业化工厂生产，农业生产周期长、受自然环境影响大，实现连续化监测将可能实现更高品质农产品。