论文部分内容阅读
摘要：随着科学技术的发展，都市农业单一采用农业机械化生产已渐渐跟不上时代的步伐，信息化程度低是最大的弊病。近年来，“物联网”被誉为是继计算机和互联网之后“第三次科技浪潮”；国家“十二五”规划也重点部署发展物联网技术，其应用之广定会加快都市农业信息化步伐。文章以哈尔滨市为例，探讨如何应用物联网发展都市农业。
关键词：物联网；都市农业；信息化
一、引言
2009年11月，國务院总理温家宝同志明确提出：“着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机。”这表明，物联网已经成为国家未来新兴战略产业发展的一个重要方向。
随着网络和信息技术的飞速发展，农业发展迎来了新的机遇，新技术层出不穷，面对接踵而至的新技术多数农民接受起来非常吃力，故从依托城市又依赖城市的都市农业开始推广新技术会有辐射性的效应。“物联网”作为非常热的概念，是指在物理世界的实体中，部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为智能物体，通过互联网等技术实现物与物、物与人之间的互联。随着M2M、云计算、IPV6等技术的迅速兴起，为全面感知农业、管理农业、智能决策提供了广阔的发展空间。
哈尔滨市作为黑龙江省省会城市，在物联网产业方面已具备发展基础，市内国家级大型科研院所科研力量雄厚：工信部第四十九所、哈焊接研究所、哈工大、哈工程大学、东北农大，尤其是四十九所的传感网应用技术研究中心在传感器方面有着较高的科研水平及生产能力。
二、国内外依托物联网发展都市农业的现状
都市农业不仅要提供城市居民充足的农产品，而且要集生态型、观光型等于一身，这就要求都市农业要向智能化信息化低碳化发展。对于中国目前农村的经济状况，普通农户买一套智能自动化设备不太实际，但应用在都市农业企业牵头的都市农业上可行性非常高。
如西红柿的种植，以色列城郊农场利用智能农业自动化监控设备，不仅可以节约成本，而且可以量化的指导植物所需要的真正生长环境，而不是靠农户的经验这种模糊的概念。以色列的西红柿可以达到亩产50吨，而北京平谷东高村的农户，亩产仅在7吨左右，差了有7倍之多，无法实现真正意义上的增产、增收。
2010年，上海嘉定区嘉定马陆葡萄研究所利用传感器和无线互联技术（WSN）对葡萄园区进行改造，通过无线传感器感知葡萄园大棚的温度、湿度、光照和土壤酸碱度，随后根据传感网络采集的参数指标自动进行通风、滴灌、降温、补光等操作，实现农业生产智能化和精准化。另一方面，系统通过智能化地识别、定位、跟踪和监控每一颗葡萄的生长状况，得到它们的生长数据，精确研究葡萄生长环境与葡萄质量的关系，从而提高今后葡萄种植的质量，改良了葡萄的口感。
可见，物联网技术对农业生产非常有帮助，也可以说有了物联网，给了中国农业精细化改革一个新的契机。把物联网技术应用于都市农业，可以有效提高农产品的产量和质量，满足城市居民越来越多的需求。也可以通过互联网了解到城市居民的即时需求，达到产需平衡。
三、哈尔滨市都市农业现状和存在的问题
哈尔滨市作为中国东北边疆省份省会城市，全年气温温差大，导致冬春淡季蔬菜本地供给量明显不足。近年来，哈尔滨市整合企业，乡镇等力量，以科技型、生态型、观光型、创汇型农业发展为主要特征，发展都市农业。由于信息化技术不成熟，研究人才相对匮乏，投资成本大回报低等因素，哈尔滨市都市农业发展较为缓慢。
（一）科技型农业
哈尔滨市依托城市强大的科技、信息、经济和社会支持，现代农业示范区和高新技术农业示范区建设取得了一定成绩。1998年经国家立项，哈尔滨市先后建立了哈尔滨红旗农业高新技术示范区、哈尔滨农业高新技术园区等。但是科技型农业效益不高，哈尔滨市现代农业园区多数起步较晚，数量相对较少且多数缺少完备的管理制度，在政府投资有限的情况下，建设现代农业示范区和高新科技园区投入大，设备造价高，资金流不流畅。
（二）生态型农业
黑龙江省是全国仅有的5个生态示范省之一，自20世纪90年代开始加强农业生态建设，生态农业建设已由试点阶段迈向示范阶段。到目前为止，哈尔滨市共创建国家绿色食品原料标准化生产基地10个共710万亩，绿色食品产业规模高居全国副省级城市之首。但是哈尔滨都市农业在生态农业发展过程中，缺乏科学统筹和规划，信息化程度低，导致都市农业生态功能发挥不全面。
（三）观光型农业
哈尔滨市充分利用农业生态资源优势和旅游资源优势发展满足居民观光、体验、度假等需要的休闲农业。截至2010年，全市共有4个国家级农业旅游示范点，9家省级农业旅游示范点。但是哈尔滨市都市农业观光旅游有两个突出的问题，即缺乏宣传力度和准确定位。哈尔滨市有丰富的旅游资源，但是开发利用效果较差。
（四）创汇型农业
哈尔滨市充分利用优越的地理位置和国家政策，拓展海外市场和农业发展空间，发展以农产品出口为主的外向型农业，取得了一定成绩。首先，哈尔滨市积极提供投资融资环境拉动出口，在2011年第二十二届中国哈尔滨国际经济贸易洽谈会上，与俄罗斯、韩国、日本等国共签约了2.88亿的合作农业项目，比上年多了1.08亿。其次，农产品出口品种丰富，以有机绿色为主的农产品受到各国和国内商家肯定与好评。再次，出口贸易伙伴多样化。2009年全市农产品出口额前5位的国家分别是俄罗斯、巴西、日本、美国和朝鲜，创汇额分别为1.104亿美元、0.649亿美元、0.439亿美元、0.444亿美元和0.36亿美元，所占比重分别为35%、10%、8%、8%和6.5%。哈尔滨市农产品出口市场过于集中，对俄出口额接近总出口额的三分之一，导致黑龙江省农产品创汇对出口国的依赖性较大，使贸易风险加大。哈尔滨市出口的农产品中初级产品多，高技术含量的加工产品少，严重影响哈尔滨市创汇型农业的经济效益，不利于创汇农业的长久发展。另外，哈尔滨市出口的农产品主要是以粮食为主，占到95%以上，蔬菜很少，使得农产品产业结构不均衡。
四、依托物联网发展哈尔滨都市农业的对策建议
（一）发挥北大荒等大企业在物联网应用上的龙头作用
哈尔滨市委市政府在加快推进哈尔滨市农业规模化、标准化、集约化经营，以信息化带动农业现代化，加速农业现代化步伐方面取得了良好的成效。特别是黑龙江垦区·北大荒集团，它是中国耕地规模最大、现代化程度最高、综合生产能力最强的国家重要的商品粮基地和粮食战略后备基地，农业综合机械化率96.5%，农业科技贡献率67%，农业科技成果转化率82%，职均生产粮食38吨。目前，年粮食综合生产能力达到363.6亿斤，粮食商品量338.8亿斤。已初步形成了以水利化、机械化、规模化、标准化和产业化为主要特征的现代农业生产经营模式。哈尔滨市应抓住当前推广应用物联网机遇，利用北大荒集团等大企业现有基础，立志打造“物联网农业”，率先推进农业信息化、智能化、知识化进程，在新一轮的技术革命浪潮中抢占制高点。通过建设“数字北大荒”带动全市全省“感知都市农业”建设，实现对农业生产、智能决策、农产品流通等领域数字化管理等。
（二）以农业生产和农产品流通为重要突破口，开展物联网应用研究和试点示范
物联网在农业生产的应用在中国尚属起步阶段，应以农业生产需求和农产品流通追溯为导向，在重点应用领域开展试点，以应用研究为突破口，做好示范工程后，并加以推广。
1、广泛建设无线宽带网络并加紧无线传感网络（WSN）的应用研究。要想实现物联网农业，就必须用到WSN，一个无处不在的无线传感网络时为实现农业信息化奠定了基础。这种农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于简单大型机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能一体化、远程监控等高科技生产设备，使都市农业的物联网成为现实。建议将物联网建设列入“十二五”重大专项中，组织哈工大、工信部四十九所、东北农大、相关的通信公司和IT服务企业联合作战，投入人力和物力，集中资金加大投入力度，为全市都市农业乃至全国都市农业系统做好示范。
2、扩大物联网在农业生产和农产品流通方面的应用。（1）农业信息的获取。为农民打造更宽广的农业信息渠道：从天气预报到种子筛选，从化肥选择到防虫防灾，从幼苗培育到收获出售等。（2）农产品生产智能化监控。借助物联网中应用比较成熟的RFID技术，可以及时知道哪一个苗缺水，哪一个苗有虫害等问题，还可以应用智能监控系统，对温室的温度湿度，PH值监控，一旦超过标准值就会自动报警，省去耗费大量人力去田间观察和测试。另外，以前机械化灌溉技术只是定时灌溉，现在利用新技术可以进行智能化的实时监控，有效地实行节水灌溉，作物缺水了就会自动灌溉，这也满足了国家所倡导的低碳可持续发展目标。（3）农产品流通的质量追溯。近年来，食品安全问题频发，“地沟油”事件，农夫山泉有蛆虫事件等等。基于物联网搭建农产品供应链质量管理信息系统，能提高都市农业企业内部的管理效率，加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，对提高农产品的品牌建设进而增加农产品附加值，保证农产品质量安全具有十分重大的意义。（4）粮食仓储和蔬菜保鲜。哈尔滨冬季长，温度低，蔬菜不适宜保鲜；粮食生产量大，储存时间长，这就要求我们要采用先进的现代化智能物联网技术，积极建设基于物联网的数字粮库和基于物联网的智能物流，实现智能信息管理。运用WSN、互联网、云计算等现代信息技术，实现粮食和蔬菜信息的采集、传输、存储应用的智能化，确保粮食安全和冬春淡季新鲜蔬菜的供应量。
3、利用重点项目带动物联网产业发展。通过市委市政府积极引導和政策扶持、农业主管部门与相关领域专家的合作，制定以重点项目带动物联网产业，先行做好示范。如北大荒集团和完达山集团信息化基础好、现代农业建设基础设施比较完善、人员工厂化管理、全面机械化作业，具有建立起农业物联网的迫切需求，因此，应首先在扶植龙头企业推行智能化的大农业，带动哈尔滨市都市农业又好又快发展。
参考文献：
1、陈云,张华,张益平.关于我国物联网产业发展的思考与建议[J].科技管理研究,2010(20).
2、王志宏.哈尔滨市发展物联网产业的可行性研究[J].China’s Foreign Trade,2011(4).
3、毕涛,李德智,吕晓东.黑龙江省发展都市农业问题探讨[J].经济管理者,2009(16).
4、姚世凤,冯春贵,贺园园,祝诗平.物联网在农业领域的应用[J].农机化研究,2011(7).
（作者单位：东北农业大学经济管理学院。其中，索志林为通讯作者）
关键词：物联网；都市农业；信息化
一、引言
2009年11月，國务院总理温家宝同志明确提出：“着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机。”这表明，物联网已经成为国家未来新兴战略产业发展的一个重要方向。
随着网络和信息技术的飞速发展，农业发展迎来了新的机遇，新技术层出不穷，面对接踵而至的新技术多数农民接受起来非常吃力，故从依托城市又依赖城市的都市农业开始推广新技术会有辐射性的效应。“物联网”作为非常热的概念，是指在物理世界的实体中，部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为智能物体，通过互联网等技术实现物与物、物与人之间的互联。随着M2M、云计算、IPV6等技术的迅速兴起，为全面感知农业、管理农业、智能决策提供了广阔的发展空间。
哈尔滨市作为黑龙江省省会城市，在物联网产业方面已具备发展基础，市内国家级大型科研院所科研力量雄厚：工信部第四十九所、哈焊接研究所、哈工大、哈工程大学、东北农大，尤其是四十九所的传感网应用技术研究中心在传感器方面有着较高的科研水平及生产能力。
二、国内外依托物联网发展都市农业的现状
都市农业不仅要提供城市居民充足的农产品，而且要集生态型、观光型等于一身，这就要求都市农业要向智能化信息化低碳化发展。对于中国目前农村的经济状况，普通农户买一套智能自动化设备不太实际，但应用在都市农业企业牵头的都市农业上可行性非常高。
如西红柿的种植，以色列城郊农场利用智能农业自动化监控设备，不仅可以节约成本，而且可以量化的指导植物所需要的真正生长环境，而不是靠农户的经验这种模糊的概念。以色列的西红柿可以达到亩产50吨，而北京平谷东高村的农户，亩产仅在7吨左右，差了有7倍之多，无法实现真正意义上的增产、增收。
2010年，上海嘉定区嘉定马陆葡萄研究所利用传感器和无线互联技术（WSN）对葡萄园区进行改造，通过无线传感器感知葡萄园大棚的温度、湿度、光照和土壤酸碱度，随后根据传感网络采集的参数指标自动进行通风、滴灌、降温、补光等操作，实现农业生产智能化和精准化。另一方面，系统通过智能化地识别、定位、跟踪和监控每一颗葡萄的生长状况，得到它们的生长数据，精确研究葡萄生长环境与葡萄质量的关系，从而提高今后葡萄种植的质量，改良了葡萄的口感。
可见，物联网技术对农业生产非常有帮助，也可以说有了物联网，给了中国农业精细化改革一个新的契机。把物联网技术应用于都市农业，可以有效提高农产品的产量和质量，满足城市居民越来越多的需求。也可以通过互联网了解到城市居民的即时需求，达到产需平衡。
三、哈尔滨市都市农业现状和存在的问题
哈尔滨市作为中国东北边疆省份省会城市，全年气温温差大，导致冬春淡季蔬菜本地供给量明显不足。近年来，哈尔滨市整合企业，乡镇等力量，以科技型、生态型、观光型、创汇型农业发展为主要特征，发展都市农业。由于信息化技术不成熟，研究人才相对匮乏，投资成本大回报低等因素，哈尔滨市都市农业发展较为缓慢。
（一）科技型农业
哈尔滨市依托城市强大的科技、信息、经济和社会支持，现代农业示范区和高新技术农业示范区建设取得了一定成绩。1998年经国家立项，哈尔滨市先后建立了哈尔滨红旗农业高新技术示范区、哈尔滨农业高新技术园区等。但是科技型农业效益不高，哈尔滨市现代农业园区多数起步较晚，数量相对较少且多数缺少完备的管理制度，在政府投资有限的情况下，建设现代农业示范区和高新科技园区投入大，设备造价高，资金流不流畅。
（二）生态型农业
黑龙江省是全国仅有的5个生态示范省之一，自20世纪90年代开始加强农业生态建设，生态农业建设已由试点阶段迈向示范阶段。到目前为止，哈尔滨市共创建国家绿色食品原料标准化生产基地10个共710万亩，绿色食品产业规模高居全国副省级城市之首。但是哈尔滨都市农业在生态农业发展过程中，缺乏科学统筹和规划，信息化程度低，导致都市农业生态功能发挥不全面。
（三）观光型农业
哈尔滨市充分利用农业生态资源优势和旅游资源优势发展满足居民观光、体验、度假等需要的休闲农业。截至2010年，全市共有4个国家级农业旅游示范点，9家省级农业旅游示范点。但是哈尔滨市都市农业观光旅游有两个突出的问题，即缺乏宣传力度和准确定位。哈尔滨市有丰富的旅游资源，但是开发利用效果较差。
（四）创汇型农业
哈尔滨市充分利用优越的地理位置和国家政策，拓展海外市场和农业发展空间，发展以农产品出口为主的外向型农业，取得了一定成绩。首先，哈尔滨市积极提供投资融资环境拉动出口，在2011年第二十二届中国哈尔滨国际经济贸易洽谈会上，与俄罗斯、韩国、日本等国共签约了2.88亿的合作农业项目，比上年多了1.08亿。其次，农产品出口品种丰富，以有机绿色为主的农产品受到各国和国内商家肯定与好评。再次，出口贸易伙伴多样化。2009年全市农产品出口额前5位的国家分别是俄罗斯、巴西、日本、美国和朝鲜，创汇额分别为1.104亿美元、0.649亿美元、0.439亿美元、0.444亿美元和0.36亿美元，所占比重分别为35%、10%、8%、8%和6.5%。哈尔滨市农产品出口市场过于集中，对俄出口额接近总出口额的三分之一，导致黑龙江省农产品创汇对出口国的依赖性较大，使贸易风险加大。哈尔滨市出口的农产品中初级产品多，高技术含量的加工产品少，严重影响哈尔滨市创汇型农业的经济效益，不利于创汇农业的长久发展。另外，哈尔滨市出口的农产品主要是以粮食为主，占到95%以上，蔬菜很少，使得农产品产业结构不均衡。
四、依托物联网发展哈尔滨都市农业的对策建议
（一）发挥北大荒等大企业在物联网应用上的龙头作用
哈尔滨市委市政府在加快推进哈尔滨市农业规模化、标准化、集约化经营，以信息化带动农业现代化，加速农业现代化步伐方面取得了良好的成效。特别是黑龙江垦区·北大荒集团，它是中国耕地规模最大、现代化程度最高、综合生产能力最强的国家重要的商品粮基地和粮食战略后备基地，农业综合机械化率96.5%，农业科技贡献率67%，农业科技成果转化率82%，职均生产粮食38吨。目前，年粮食综合生产能力达到363.6亿斤，粮食商品量338.8亿斤。已初步形成了以水利化、机械化、规模化、标准化和产业化为主要特征的现代农业生产经营模式。哈尔滨市应抓住当前推广应用物联网机遇，利用北大荒集团等大企业现有基础，立志打造“物联网农业”，率先推进农业信息化、智能化、知识化进程，在新一轮的技术革命浪潮中抢占制高点。通过建设“数字北大荒”带动全市全省“感知都市农业”建设，实现对农业生产、智能决策、农产品流通等领域数字化管理等。
（二）以农业生产和农产品流通为重要突破口，开展物联网应用研究和试点示范
物联网在农业生产的应用在中国尚属起步阶段，应以农业生产需求和农产品流通追溯为导向，在重点应用领域开展试点，以应用研究为突破口，做好示范工程后，并加以推广。
1、广泛建设无线宽带网络并加紧无线传感网络（WSN）的应用研究。要想实现物联网农业，就必须用到WSN，一个无处不在的无线传感网络时为实现农业信息化奠定了基础。这种农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于简单大型机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能一体化、远程监控等高科技生产设备，使都市农业的物联网成为现实。建议将物联网建设列入“十二五”重大专项中，组织哈工大、工信部四十九所、东北农大、相关的通信公司和IT服务企业联合作战，投入人力和物力，集中资金加大投入力度，为全市都市农业乃至全国都市农业系统做好示范。
2、扩大物联网在农业生产和农产品流通方面的应用。（1）农业信息的获取。为农民打造更宽广的农业信息渠道：从天气预报到种子筛选，从化肥选择到防虫防灾，从幼苗培育到收获出售等。（2）农产品生产智能化监控。借助物联网中应用比较成熟的RFID技术，可以及时知道哪一个苗缺水，哪一个苗有虫害等问题，还可以应用智能监控系统，对温室的温度湿度，PH值监控，一旦超过标准值就会自动报警，省去耗费大量人力去田间观察和测试。另外，以前机械化灌溉技术只是定时灌溉，现在利用新技术可以进行智能化的实时监控，有效地实行节水灌溉，作物缺水了就会自动灌溉，这也满足了国家所倡导的低碳可持续发展目标。（3）农产品流通的质量追溯。近年来，食品安全问题频发，“地沟油”事件，农夫山泉有蛆虫事件等等。基于物联网搭建农产品供应链质量管理信息系统，能提高都市农业企业内部的管理效率，加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，对提高农产品的品牌建设进而增加农产品附加值，保证农产品质量安全具有十分重大的意义。（4）粮食仓储和蔬菜保鲜。哈尔滨冬季长，温度低，蔬菜不适宜保鲜；粮食生产量大，储存时间长，这就要求我们要采用先进的现代化智能物联网技术，积极建设基于物联网的数字粮库和基于物联网的智能物流，实现智能信息管理。运用WSN、互联网、云计算等现代信息技术，实现粮食和蔬菜信息的采集、传输、存储应用的智能化，确保粮食安全和冬春淡季新鲜蔬菜的供应量。
3、利用重点项目带动物联网产业发展。通过市委市政府积极引導和政策扶持、农业主管部门与相关领域专家的合作，制定以重点项目带动物联网产业，先行做好示范。如北大荒集团和完达山集团信息化基础好、现代农业建设基础设施比较完善、人员工厂化管理、全面机械化作业，具有建立起农业物联网的迫切需求，因此，应首先在扶植龙头企业推行智能化的大农业，带动哈尔滨市都市农业又好又快发展。
参考文献：
1、陈云,张华,张益平.关于我国物联网产业发展的思考与建议[J].科技管理研究,2010(20).
2、王志宏.哈尔滨市发展物联网产业的可行性研究[J].China’s Foreign Trade,2011(4).
3、毕涛,李德智,吕晓东.黑龙江省发展都市农业问题探讨[J].经济管理者,2009(16).
4、姚世凤,冯春贵,贺园园,祝诗平.物联网在农业领域的应用[J].农机化研究,2011(7).
（作者单位：东北农业大学经济管理学院。其中，索志林为通讯作者）