1.引言
中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)社會穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重要作用。2015年《政府工作報(bào)告》提出“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略,推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展生態(tài)?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”是指將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展科技化、智能化、信息化。在“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)上,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過多種感知設(shè)備,通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理過程中任何人、任何物之間的信息交換和通信,并將采集到的各項(xiàng)信息進(jìn)行整合、處理,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)監(jiān)督控制,為農(nóng)民提供決策依據(jù)和信息服務(wù)。
自從進(jìn)入21世紀(jì),對物聯(lián)網(wǎng)的研究在許多國家相繼開展起來,雖然將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面的起步較晚,但目前已經(jīng)越來越受到社會的高度關(guān)注。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依托新型信息化應(yīng)用的一大進(jìn)步(Aqeel-ur-Rehman等,2011;朱會霞等,2011;韓紅蓮和張敏,2015)中國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,關(guān)鍵主體是企業(yè),而不是個(gè)體生產(chǎn)者(歐陽桃花和武光,2013)余欣榮(2013)提出了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全要素、全系統(tǒng)、全過程的“三全”發(fā)展理論,并總結(jié)了中國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展路徑。許世衛(wèi)(2013)對現(xiàn)階段各項(xiàng)核心農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用情況進(jìn)行了分析,闡述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品市場、農(nóng)業(yè)管理及電子政務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展。孫雷(2015)認(rèn)為,發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理精準(zhǔn)化、智能化,是提升農(nóng)業(yè)能級、發(fā)展都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略舉措。目前,國內(nèi)外學(xué)者雖然對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究有所涉及,但是對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)服務(wù)體系的研究較為缺乏。
近年來,中國農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)不斷深入,種糧大戶的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大,正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。此外,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的改善,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營活動(dòng)中,建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已逐漸成為中國實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然趨勢。發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng),不僅需要現(xiàn)代技術(shù)的支撐,還需要配套的生產(chǎn)服務(wù)體系。生產(chǎn)服務(wù)體系作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),其完善程度對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的有效性具有直接影響。研究美國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)服務(wù)體系,學(xué)習(xí)借鑒美國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),對于提高中國農(nóng)業(yè)科技水和信息水平,推動(dòng)中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)改造升級,提升中國農(nóng)業(yè)競爭力,具有重要意義。
2.美國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由傳感設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)3個(gè)方面構(gòu)成。感知層采集和識別信息,網(wǎng)絡(luò)層將信息進(jìn)行傳輸和處理,應(yīng)用層將信息向管理者、消費(fèi)者和企業(yè)發(fā)布。
(1)傳感設(shè)備方面,光傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等各種微型化、智能化的傳感器可以采集和獲取各種要素信息,在美國廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物的育苗、生產(chǎn)、收獲和儲藏等環(huán)節(jié)。傳感器技術(shù)還在農(nóng)業(yè)機(jī)械的試驗(yàn)、生產(chǎn)、制造過程中得到了廣泛應(yīng)用。此外,在動(dòng)物識別與跟蹤、農(nóng)畜產(chǎn)品安全生產(chǎn)監(jiān)控和農(nóng)產(chǎn)品流通管理等方面,傳感器也發(fā)揮著重要作用。
(2)傳輸網(wǎng)絡(luò)方面,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,美國已初步推出并示范應(yīng)用了相關(guān)產(chǎn)品。例如,Grape網(wǎng)絡(luò)公司在加利福尼亞州建立了全球最大的農(nóng)業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò);Intel公司于2002年采用定位追蹤方法,成功實(shí)現(xiàn)了對緬因州大鴨島生態(tài)環(huán)境信息的采集。2004年,與無線互聯(lián)網(wǎng)配套的全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)和遠(yuǎn)距離視頻系統(tǒng)已經(jīng)在佐治亞州的農(nóng)場得到了使用,分別對蔬菜的灌溉和包裝系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。目前,覆蓋46個(gè)州的農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)在美國建成,農(nóng)戶足不出戶即可獲取網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息資源。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程信息監(jiān)測、專家系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,在設(shè)施農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)、大田作物數(shù)字化管理系統(tǒng)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng),以及農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制和智能監(jiān)測管理等方面發(fā)揮了重要作用。
(3)應(yīng)用服務(wù)方面,1996年Gartner提出的服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)(Service oriented architecture,SOA)得到了信息技術(shù)行業(yè)的廣泛關(guān)注。2006年,BEA(BEA系統(tǒng)有限公司)、IBM(國際商業(yè)機(jī)器公司)和甲骨文(甲骨文股份有限公司)等一批軟件廠商推出了一系列實(shí)施方案并部署了一些成功案例,SOA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快;同年,IBM開始在全球?yàn)椴煌袠I(yè)定制模塊化的SOA解決方案,并結(jié)IBM服務(wù)咨詢和軟件力量全方位實(shí)施,這意味著IBM已經(jīng)在SOA產(chǎn)業(yè)化方面搶先一步;為進(jìn)一步鞏固自己在中間件領(lǐng)域的優(yōu)勢,BEA推出“360度平臺”甲骨文和微軟公司等一些大公司也紛紛向中間件市場進(jìn)軍,促進(jìn)了SOA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展。