農業物聯網是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。 它利用各類感知設備，采集農業生產、農產品流通以及動植物本體的相關信息，通過無線傳感器網格、移動通信無線網和互聯網傳輸，最后通過智能化操作終端，實現農業產前、產中、產后的過程監控、科學決策和實時服務[ 1].
近年來，隨著物聯網技術的不斷發展，其應用已經涉及水產養殖與畜牧業、種植業、農產品加工、運輸與流通等農業領域。 由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產，更有利于物聯網技術助力設施農業實現精準高效，因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著，前景十分廣闊。
1 物聯網技術應用于設施農業的歷史及現狀
發達國家設施農業物聯網發展較快，20 世紀后期就已經有基于網絡化、分布式的溫室環境控制系統研發的報道，這與他們先進的生產管理水平密切相關。 英國研發出用于儲藏室或花園溫室的入侵警報系統和霜凍系統、通風加熱控制系統、遠程無線灑水系統等系列無線設備；日本研究開發的“ Open Plannet,OP”雙向遠程監控系統，利用基于以太網的嵌入式網絡技術實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[ 2]. 荷蘭向開卉培育者提供植物生長控制系統，可以實現復雜環境下溫室植物的個性化追蹤管理。 在美國，20%的精細農業都應用感知技術，在農業生產信息獲取、生產管理、輔助決策、智能實施中發揮了關鍵作用。 美國加州研發出的“ 草莓培育物聯網系統”能夠實時監測植物的生長狀況，根據土壤和環境空氣的動態變化，自動啟動施肥澆水或溫度調節等智能設施。 近年來，隨著一些發達國家大面積推廣精細化、自動化的農業生產技術，對農作物的生長環境進行監測，并針對作物生長需要進行生長環境、農業機械的自動控制，使得物聯網技術可以無縫接入，應用環境較為完善[ 3]. 著名的系統有英國開發的農業管理與決策選擇系統、美國的作物決策管理系統等[ 1]. 有此作保證才能真正實現農業生產管理的智能決策與控制。 這其中，歐美發達國家尤其值得我們學習的是農業知識處理與應用系統開發方面，他們通過集成大量知識和農業生產流通第一線數據，來為品種選擇、土壤營養診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農產品加工、流通等農業生產全過程提供信息化服務。
我國物聯網的研究幾乎與國外發達國家同步進行，在農業上的研究應用領域也較為廣泛。 2011 年，農業部發布了《 全國農業農村信息化發展“ 十二五”規劃》，包括北京市設施農業在內的三大國家級物聯網應用示范工程開始啟動，2013 年，上海、天津、安徽 3 個省市被農業部列為農業物聯網區域試點[ 4],我國農業物聯網發展駛入快車道。 迄今全國已有 8 個?。?區、市）（ 另外還有黑龍江、內蒙古、新疆）承擔的國家物聯網應用示范工程和農業物聯網區域試驗工程先后啟動實施，并取得了階段性成果，也帶動了各地農業物聯網的發展。
成績較為突出的如：北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范，開發了與農業技術結合的墑情監測系統，為政府決策、農戶技術指導、公眾消費和設施蔬菜生產管理提供了便利， 實現了設施農業環境監測和農業用水精細管理[ 5].
江蘇省則開發了基于物聯網的智能農業管理平臺，側重對設施農業、豬舍生產環境進行監控，一定程度上實現了對農業設施的自動化管理，并逐漸開始進行規模推廣[ 6].天津市建成了國際先進的農業物聯網平臺，實施了農業生產經營物聯網智能化控制與管理工程。 應用種植業設施環境信息監督、智能化控制與管理等物聯網技術，建設了總面積逾 667hm2的核心試驗基地，開展了約 1000 棟節能溫室的示范應用。 此外，國內許多企業也加入到農業物聯網研發行列， 如北京昆侖海岸傳感技術有限公司、大唐移動通信設備有限公司、上海順舟網絡科技有限公司等在開發產品的同時，還提出了設施農業物聯網體系解決方案來構建設施農業智能控制系統，以適應各種類型和不同規模的生產需要[ 7].
2 物聯網技術在設施農業應用的發展瓶頸
雖然農業物聯網技術在我國設施農業中的應用成效較為顯著，但農業物聯網是項復雜的工程，在我國總體上尚處于試驗階段，目前主要在示范型農業、科研溫室等系統中有所應用，距離大規模商業化應用還需要一定時間。 促進農業物聯網蓬勃持續發展，必須面對制約其發展的瓶頸問題。 目前，我國設施農業物聯網發展中的主要問題可以概括為以下 3 個方面。
一是優質農業專用傳感器的缺乏。 農業部信息中心主任李昌健說：“ 目前我國農用傳感器種類不到世界的10%,國產化率低、缺乏市場規模效應。 在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[ 4]. ”而且，國內產農用傳感器良莠混雜，質量參差不齊，性能不夠穩定，使得監測數據不夠準確，又沒有權威的評價標準，因此農業生產者很難依賴物聯網設備。
二是資金投入大、回報周期長。 農業物聯網基礎設施建設不僅一次性資金投入大， 需要長期更新維護，而且回報周期長。 目前，我國仍以小農戶分散經營為主，農業整體比較效益低下，對于普通農民來講，物聯網設施價格偏高[ 4],過于“ 高大上”,很難大面積推廣。 只有規模經營或者高效種養殖業才更有利于物聯網技術的推廣應用。
三是應用研究缺乏，急需“ 接地氣”的生產應用參數及軟件產品研發。 目前國內農業物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主，在設施農業生產上還主要停留在監測與初步分析環節，沒有真正意義實現科學決策和智能控制，根本原因在于對數據分析及其生產應用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問題，首先對于設備問題，我國的企業、科研機構普遍較為重視，相信隨著科技的迅猛發展，大批低成本、低功耗、性能好的各類農業傳感器很快會在市場上涌現。 其次對于資金問題，當前還是政府投入引導為主，隨著設備成本的降低，政府補貼的實施（ 據報道，有關部門正在研究建立農業信息補貼制度，加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄[ 4]） ,將會引入電信運營商、企業、科研單位、高效等社會力量的加入，逐步形成政府引導、投資主體多元化、運行維護市場化的格局。 因此，制約農業物聯網技術在我國推廣應用的最大瓶頸無疑是采集數據如何應用，物聯網如何為農業生產帶來實實在在的效益，即如何打破“ 拿上來一大堆數據，卻不知道干什么用”的窘況。 重視“ 應用層”這個頂層設計，以應用為導向來做研發，是農業物聯網發展到今天必須引起重視的核心原則和目標。
3 設施農業物聯網技術應用研究方向
設施農業物聯網應用研究涉及的領域較為廣泛，確立研究方向要結合生產實際和未來發展趨，可以重點從5 個方面研究入手。 一是注重數據的積累與分析，通過分析各類型數據發現農業生產規律，建立設施作物水肥管理模式、病蟲害發生預警模式等，用于指導生產；二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類型設施的應用模式，包括研究設施內網絡節點的布控、設備系統的集成等； 三是開發適用于當地設施生產實際、擴展性好、操作簡便的物聯網管理軟件，結合專家模型的嵌入，成為農民身邊的技術管家；四是以農業物聯網技術應用研究為基礎，制訂操作性強的農業物聯網應用標準，如針對不同設施蔬菜種植制定物聯網栽培管理應用標準、蔬菜環境監督系統集成規范等，便于推廣應用；五是加強作物生理生態信息的監測與研究， 從長遠來看，研究作物生理生長模式是提高設施作物生產潛力的根本和核心技術，有必要及早開始規劃并實施[ 8-9].
綜上所述，隨著科技的不斷發展，農業物聯網技術設備將會日臻成熟，但要大規模推廣應用，得到市場的認可，還必須與各地區農業生產實際相結合，不能操之過急。 要優先從基礎好、規?；潭雀?、產值高的行業入手，但更為關鍵的是要提升數據分析能力，加強應用層面的把控與研究，才能充分發揮農業物聯網的優勢。
參考文獻
[ 1] 余欣榮。物聯網改變農業、農民、農村的新力量 農業物聯網知識讀本[ M] .合肥：安徽科學技術出版社，2012:63-64.
[ 2] 張唯，劉婧。設施農業種植下物聯網技術的應用及發展趨勢[ J] .科技廣場，2012（1）：238-241.
[ 3] 唐珂。國外農業物聯網技術發展及對我國的啟示[ J] .中 國 科學院院刊，2013,28（ 6）：700-707.
[ 4] 喬金亮。物聯網如何和農業更好結合[ N] .經濟日報。2013-11-5（13）。
[ 5] 許世衛。 我國農業物聯網我發展現狀及對策 [ J] . 中國科學院院刊，2013,28（6）686-692.
[ 6] 劉家玉，周林杰，荀廣連，等?；谖锫摼W的智能農業管理系統研究與設計---以江蘇省農業物聯網平臺為例 [ J]. 江蘇農業科學，2013,41（5）：377-380.
