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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇智能化牧场建设,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:云计算 物联网 西南少数民族地区 畜牧业信息化
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0012-01
物联网与云计算是信息技术的发展热点,是“十二五规划”的重要科学技术,将对各行业未来发展产生巨大变革。西南少数民族地区应当抓住机遇,大力提升科技生产力,提高其社会经济发展水平。畜牧业作为西南少数民族地区的传统主导产业,有其独特资源优势,应用物联网与云计算等新一代信息技术,将促进其向现代畜牧业快速转变。
云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)、网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机和网络技术发展融合的产物,它通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,使得数据中心的运行将与互联网更相似。能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。物联网就是物物相连的互联网。物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。随着物联网业务量的增加,对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的要求。工信部“十二五”规划把云计算平台和物联网的发展都作为了新一代信息技术发展的重点领域。云计算与物联网技术的发展将引起各行业的巨大变革。
就畜牧业的信息化建设来讲,会带来更及时更准确的海量信息,要求实现智能化的远程监控与跟踪,这是目前的系统平台所无法处理的。目前西南少数民族地区畜牧业的信息化水平还处于初级阶段,通过与通信运营商合作,大力建设3G、GPRS、光缆、固话、互联网等通信设施。通过“金农工程”推进电子政务,初步建成门户网站群和信息采集系统,提供市场信息、技术培训等信息服务。在未来云计算与物联网等新一代信息技术飞速发展的环境下,单纯的信息服务是无法满足少数民族地区畜牧业信息化发展需求的,这既是严峻的挑战,也是重大的发展机遇。利用云计算与物联网技术,可以进一步完善畜牧管理部门职能,实现OA办公、视频会议、生产统计、疫情监控、畜产品安全、监测预警、动物溯源、草原防火、专家资源、“3S”监控调度等。可以达到集约化自动生产,实现圈舍监控、饲料配方、牲畜投料、牧草收储、耳标脚环溯源等精准化、科学化和智能化。
目前关于云计算与物联网技术在畜牧业信息化建设中的应用研究已经有了一些理论成果和应用工具。中国畜牧业经济专业委员会主办了“首届现代奶业信息化管理及云计算研讨会”,并了我国首个奶牛牧场云计算管理系统―― “新牛人X6”,通过牧场管理系统,RFID智能识别系统,在畜牧业养殖、畜产品加工及流通和食品追溯领域提供智能化产品与解决方案。励源公司研发了多款牛用RFID电子耳标、监测计步器、自动电子秤、智能手持设备等。还有“肉牛育种数字化云服务平台”,利用智能设备在各育种场采集数据并上传到全国育种数据平台,育种平台可以对数据进行综合运算,并允许畜牧所的专家进行数据分析,最终将育种选种结果反馈给各育种场以指导生产。“禽育种云服务平台”,客户端利用智能手持机及RFID笼位标记卡,各种重量传感器、温湿度传感器将鸡舍的信息、种鸡产蛋信息自动实时上传到服务平台中来,平台即可对数据进行分析处理,提供选种育种信息。新的成果和新的技术应用到西南少数民族地区畜牧业的信息化建设中,必将带来巨大经济效益。针对西南少数民族地区畜牧业的特点,合理应用云计算与物联网等新一代信息技术,研发适宜的管理平台和管理模式,显得非常重要。
西南少数民族地区的信息化建设进程缓慢、落后,存在人才缺乏、资金投入少、设备技术手段落后,缺乏政策支持等问题,尽管近年来取得了飞速发展,但薄弱的基础设施仍然与其迫切的发展需求存在巨大反差:此外,交通不便、气候环境多变、农林畜牧为主业、地域分布宽广、多民族聚居、社会政治环境复杂,基于以上因素,其畜牧管理迫切需要信息化的高水平、高速发展。但恰恰在信息化建设方面却非常落后,与其他地区差距特别明显。因此急需高度重视,发现关键问题,针对性的解决相关瓶颈限制,加快其信息化进程。未来云计算与物联网技术将是新一代信息技术的发展和应用重点,西南少数民族地区不应落后在新时代的起跑线上,必须抓住机遇,大力发展现代信息化畜牧业。
参考文献
[1] Lei Chen;Mitchell Tseng;Xiang Lian, Development of foundation models for Internet of Things[J].Frontiers of Computer Science in China,2010(3).
[2] 朱会霞,王福林,索瑞霞.物联网在中国现代农业中的应用[J].中国农学通报,2011(2):310-314.
以色列是世界上奶牛单产最高的国家。成立于1979年的阿菲金公司是以色列最大的牧场管理系统专业服务公司。多年来,阿菲金始终致力于研发和生产高端电子设备和管理系统,将尖端的电子与软件科学同牛场实际需要相结合,在以色列有超过75%的牧场使用阿菲金的牧场管理系统。
阿菲金牧场智能管理系统一直领先于世界,源于“阿菲牧”软件是以色列先进的牛场管理理念与现代高科技的完美结合。公司每年用于研发的费用超过销售额的10%,以保持在牛场管理领域的技术领先地位。阿菲金作为技术先锋,1979年,推出世界上第一台电子牛奶计量器,1984年,推出世界第一个计算机牧场管理软件“阿菲牧”,2008年,推出世界上第一套在线乳成份分析仪(即魔盒)。公司有1600多套牛场管理系统,超过120,000个牛奶计量器和150多万个计步器分布在全世界50多个国家。阿菲金已成为全球奶业的领导品牌。
中以建交20年来,两国友好合作关系持续发展,经贸合作不断深化,在科技、畜牧业等领域的合作成果丰硕。2001年,阿菲金审时度势,伴随中国加入WTO的步伐进入中国。10年来,阿菲金在中国取得了骄人的发展成就。为促进中国奶业的发展做出了卓越贡献。
项目于2014年3月1日成功签约,3月 8日正式破土动工, 6月 1日主楼完工开始设备安装,10月1日设备安装完毕进入调试阶段,12月26日正式竣工投产。实现当年签约、当年开工、当年竣工的“旗帜速度”“察北速度”“张家口速度”,创造了“种植养殖加工零距离一体化”全产业链世界乳业新模式。
旗帜乳品总投资40亿元,共计占地2万亩,分为两期建设,目前一期工程年产3万吨婴幼儿配方奶粉项目和存栏4万头标准化牧场已经竣工。项目还将建设婴幼儿营养研究院和奶牛育种繁殖研究中心,形成生产、科研一体化的农牧综合体,改变传统的先做市场、再建工厂、最后找奶源的发展模式,从源头上保证食品安全。
旗帜位于北纬41°、海拔1450米的坝上草原,地下水资源丰富,自然生态原始,草原辽阔,是国家级奶牛养殖标准化示范区。这里年平均气温2.9℃,年二级优良天气占比在95%以上,PM2.5实时监测、公开透明。牧场拥有20万亩天然草场和悠久的养殖历史、曾是皇家饲养汗血宝马的军马场。
牧场优选国际良种奶牛,采用世界领先的全封闭、散栏式星级牛舍,科学牧场卫生防疫系统,标准化的危机配方管理,电脑饲喂、合理膳食,一切以牛为尊。牧场含有现代化饲养设施,可废水回收,并统一收集牛粪进行沼气发电,沼液返田利用,真正实现牧场垃圾的回收利用,降低污染。
旗帜乳品重新定义世界乳品品质最高标准,严格按照食品药品GMP标准设计,优选瑞典利乐公司专属生产线及世界顶级生产工艺, 75度低温杀菌,24小时实时在线监测,全自动、全封闭、智能化、零污染、安全可追溯。
完善平台功能,突出平台服务
2014年,天津农业物联网平台以“完善功能、突出服务、产业运营”为目标,制定数据规范、加强内容建设、扩大服务对象。在技术方面,开发平台在线视频系统,实现大华、海康和天地伟业等主流视频监控设备的接入服务支撑,完善接入平台数据和系统接入数据的接口标准和规范,研究制定平台架构设计标准和平台大数据中心建设方案。在应用方面,集成和移植“放心菜基地信息管理系统”、“市场价格监测预警系统”等应用系统;开发设施农业物联网通用管理系统、设施蔬菜智能识别与监测预警系统、农药监管系统等应用系统;开展了梦得奶牛数据管理系统、多兴农庄市民菜园远程监控和久玖养殖合作社养鱼自动饲喂控制系统等应用试点建设。在平台运维方面,充分借助首都资源,与有关大型企业研究制定平台运营机制,推进平台可持续发展。
平台涵盖了市场价格、遥感、知识规则等领域数据库17个,集成各类农业应用系统182个。其中天津本地应用系统44个,集成中科院各类应用系统138个,进一步完善视频和数据在线系统功能,实现了25个基地传感数据的在线采集,实现16个基地、21路数据视频接入。
强化产业效益,加强基地建设
实施的农业生产经营物联网智能化控制与管理工程取得阶段性成果:在试验基地建设上,目前已实施了三批核心基地建设项目,建设核心试验基地20个,总面积1.5万余亩,开展了约2000亩大田、1200栋节能温室、7万平方米工厂化养殖车间、170万平方米养殖水面、30多个大型企业牧场及养殖场示范应用。涉及大田作物、设施蔬菜、种羊、种猪、肉牛、肉鸡、海水鱼、淡水鱼、南美白对虾等种类。同时,以大顺园林、梦得奶牛、博汇瑞康为代表的一批企业,自主引进国外先进的物联网技术与设备,实现生产流程自动化、生产管理现代化。这些试验基地覆盖了天津市10个农业区县和天津主要农业产业,针对全市主要农产品生产和全部农业区县都起到了示范引导作用。
通过深入总结试验基地的建设内容与应用类型,构建了三类技术应用模式,一是农业生产环境信息监测与采集,通过监控设备和高清视频展示,实现生产现场数据的采集、传输,将各类预警、市场、栽培知识信息通过电脑、手机、Pad终端设备发送给用户,目前20个基地均具备上述条件。二是农业生产智能化控制与管理,在信息监测采集的基础上,实现智能灌溉、智能补光、智能卷帘、自动饲喂、自动投饵等功能,目前12个基地均具备上述功能。三是生产基地电商化,以静海多兴庄园作为示范样板建设集生产、销售、物流于一体的物联网全产业链应用,打造“3+1工程”,建设“产前”园区资源管理、“产中”智能生产管理、“产后”O2O电子商务营销管理,以及农产品质量安全溯源管理,对园区资源、生产、加工、包装、仓储、销售、物流、溯源等各个环节进行标准化管理,实现园区农产品从生产到市场销售等全程监控。
推进电子商务,实现“网农”对接
这方面的工作,主要体现在以下四个方面:一是扶持培育了“食管家”、“津农宝”、“优农乐选”、“网通电商”等多家本地电商企业,以及“蓟县农品”、“际丰蔬菜”、“北辰双街电商村”等一批农产品网上交易应用试点。二是研究制定《关于组织开展农产品电子商务示范工程的实施意见》和《关于组织开展农产品电子商务示范企业评选办法》,并拟近期印发,为推进示范工程建设和发展提供指导依据。三是组织开展电商培训和宣传。结合农业物联网建设,会同市商务委组织开展了“网农对接活动”,积极做好政府的“桥梁”作用,鼓励和引导农业企业、合作社及产品开展网上营销,市发改委和市工信委等有关部门负责人、100多家农业企业、合作社和12家电商企业和应用示范企业参加了活动,农业企业、合作社与电商企业现场签订近50个合作意向,签订金额100万元。四是组织开展调研工作。对有农业的区县农业企业、合作社及产品进行电子商务应用情况调查,摸清底数,研究制定农产品网上交易规范和标准。
开展理论创新,建设标准体系
开展天津农业物联网产业理论研究。天津市把理论驱动作为区试工程的重要抓手,组织多方专家对区试工程进行了系统地理论研究,高度重视理论引进与创新,为区试工程的快速推进提供了坚实的理论基础。
加强天津农业物联网标准体系建设。一是加强合作,制定建设规划。与天津市市场与质量监督管理委员会合作开展标准体系建设规划的研究与编制工作,以构建天津农业物联网标准体系建设规划为目标,全面梳理农业物联网领域的相关标准,做好整体布局、系统谋划和顶层设计,初步构建了层次分明的农业物联网标准体系框架,明确农业物联网发展的急需标准和重点标准。着重急需基础共性标准、关键技术标准和重点应用标准几方面。按照信息生成、传输、处理和应用的原则,农业物联网可分为感知层、传输层、处理层和应用层4个层面。选取大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖、农产品流通管理及追溯5个有代表性的农业应用领域。开展了天津农业物联网标准体系建设规划框研究。标准体系建设框架与规划目前已初步形成。二是加大培训力度,深化标准理念。三是落实项目资金,确保顺利实施。安排专项资金对农业物联网标准制定项目进行补助;2014年共落实项目补助资金100万元,用于农业物联网标准体系规划编制和9个应用技术标准的制定。2015年农业物联网标准体系建设市补资金正在落实中。
什么是智能化家居改造项目
简单地说,智能家居就是:在寒冷的冬天,下班前就可以打开家里的空调、启动电饭煲;出差时,可以随时控制家中的安全设备和电器……总之,它可以帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化生活方式。
经营范围
从结构上来看,智能家居由控制网和信息网构成。
控制网主要控制白色家电和设备的调节和检测,如微波炉、灯光、电动窗帘、防盗报警、医疗急救报警、烟雾报警、温度控制和调节等。相关产品:弱电箱、功能模块条、强电箱、面板和开关、无线报警、X10智能、数码遥控器、视频卡、监控器、镜头、感应门铃、定时开关、电锁、周边器材、门禁控制器、电话远程控制器、可编程定时控制器、集中控制器、门禁电源、其他周边器材……
信息网主要管理黑色家电和设备,如电视机、摄像机、计算机、数码相机、DVD等。相关产品:无线音、视频线、VGA-AV转换器、电视盒、电视卡、集线器、网络线、发烧音响线、屏蔽音响线、其他线缆……
开店选址
智能化家居产品专卖店的位置:1.电子产品集中的区域,容易找到客源,拓宽市场;2.开在档次较高一点的居民小区,尤其是年轻人和文化层次较高的居民区,因为这些人愿意、有能力接受新事物;3.家装市场、建材市场等。4.大型商超。
经营策略
1.多渠道进货。智能家居的技术和产品的种类范围非常广泛,如果进货渠道单一,则产品的功能会不完善、不全面,用户会没有选择的余地。只有尽可能多地集成市场上所有代表性的智能家居产品,结合它们的优势,才能满足所有家庭的需要。
2.了解基本智能家居材料。家庭网络材料主要有五类非屏蔽双绞线(UTP)、双向同轴电缆、AV线等。一般家庭每户需要20-30个信息点(信息点是电器产品与家庭总线的连接点,每个连接点上装有一个插座),而装备集洗碗机、抽油烟机、消毒碗柜、微波炉、电烤箱、电饭煲、电磁灶,以及红外线感应水龙头、烘干机等于一体的现代整体厨房的家庭,其信息点要比普通厨房增加7-8个。作为经营者必须要熟悉这些基本智能家居所用的材料,以便于客户来咨询或者购买的时候向他们介绍。
3.根据不同户型推广。除了贮备齐货物外,还要推广解决方案。比如,三居室的方案有:基本型的智能家居产品,4000-5000元,它的优点是集中布线,信号稳定,传输距离非常远,缺点是施工周期长。已经装修好的房子,改造会十分麻烦,可购买单独的家居无线智能系统产品,用无线射频或者电力载波解决,特点是升级方便,市价3000元左右。这类解决方案,既实用又经济。
4.与智能家居工程商、房地产商等商家合作。因为除了DIY的家庭用户外,相当一部分用户只能聘用智能家居工程商。还应该与房地产开发商、装饰工程公司、灯饰及建材专业批发市场合作,扩展业务。
5.建智能家居网店。通过网络销售,配以详细的产品介绍。如果方法得当,网上也会卖得很火。
利润收益分析
利润率一般是35%-50%。如5000元的普通家庭智能建设工程,利润大约在1700元左右,每月接到3-5个这样的订单,月收入约5000-8000元。
销售难点及应对策略
1.觉得产品不错,但不愿意掏钱。智能家居产品销售关键的因素不是价格,而是诉求点。如果只把它描述成日用品,老百姓会认为它不值,要让顾客明白,这是提升生活品质的产品,并亲自体验。
2.潜意识里恐惧新事物,不敢购买。试用,是最好的解决方法。比如安排有奖问答,奖品是免费安装一套智能照明系统,然后利用媒体宣传,趁热打铁激活市场;再如,逢年过节时抽奖,中奖者可以得到大礼包:免费安装智能家居项目并终身维护。这样,用户体验了产品,你多了一个“样板间”,用口碑打开市场。
前景展望
如果以建筑面积计,智能装修的投入约为50元/平方米-80元/平方米。它的价格门槛并不高。未来几年,相关产业的利润会比较高,因为目前消费者的生活品位提升空间还很大,当家居智能化变成一种生活必需的时候,智能家居行业会飞速发展,智能家居产品专卖店的前景也十分美好。
(责编:杨珊珊)
应用RFID技术各行各业都受益
事实上,RFID在二战时期就出现了,最早是帮助飞行员分辨敌我。现在,这套系统开始用太阳能供电,更加环保。2011年,全球的RFID 服务市场超过60亿美元。
1.商超:改用RFID沃尔玛节省83亿美元
RFID电子标签广泛运用后,读卡距离最远可超过20米,商品不再使用条形码,每年可节省83亿美元,因为减少了人力成本和失窃。超市里,顾客只要把购物车推到收银台前,不需将商品一件一件扫描,就能立即结账;物流仓库,员工只要带上手机,就能监控所有货物;办公室里,不用记考勤打电话,也知道员工来没来上班、在不在办公位;驾车通过高速公路收费站时,可以立即完成交费。
一个典型的“RFID系统”包含三部分:标签、天线和读写器。识别工作无需人工干预,可识别多个目标,操作快捷方便。能在各种恶劣环境中工作,甚至可以识别高速运动物体,如汽车。
RFID标签储存的信息量非常大。它不但能够记录物品名称、包装等固有的信息,还能够随时记录物品的状态,比如是出厂、运输途中、进入仓库、在售乃至完成支付后交给客户。
由于成本偏高,RFID的应用范围还不广。目前,“阿里巴巴”出售的RFID标签价格,软标签0.3元,PVC做的卡片则要3元。
沃尔玛只在会员店使用此技术。一是供应商数量少,二是销售的都是大宗产品。
目前,RFID主要应用于提高物流效率、追踪产品质量,以及企业流程管理等。
2.服装
“麦德龙”是德国零售巨头,它开设的“未来商店”,RFID是其核心项目,应用于送货、店面和后仓商品的传递、管理货架。购物车上,装有一部“个人购物助理”的电脑,顾客可以通过它获知产品信息,很容易找到陈列的商品,并自助结账。在试衣间,RFID系统可以识别衣物上的标签,并在试衣间的屏幕上显示衣服的价格、材料和保养要点。
3.食品
RFID对企业ERP(企业资源计划)是革命性的突破,使管理精细到每一件物品、每一个人。使用RFID,企业在整个过程中将拥有更多的有用数据:什么时间、什么人、在什么时候,使用着什么资产。
北京奥运会的食品RFID标签,记录了食品从生产、养殖、检疫、加工企业、日期和批次,到运输温度、运送车辆及位置、日期等信息,实现从“牧场到餐桌”全程管理。一旦出现问题,马上能找到源头,召回问题食品。而且,RFID可以自动识别问题食品,拒绝出库和销售。
意大利“圣达涅”火腿上的RFID标签,甚至记录了每头猪的出生日期和饲养记录。
4.其他
安防方面。诺基亚的美国达拉斯工厂,每个保安配有一个“RFID手机”,巡逻时,手机会读取各个RFID标签,确保无死角。
人力资源管理方面。“IBM台湾公司”利用RFID来提高员工的福利。每年,员工及亲属举办3场大型活动,2000人以上。IBM为每位员工配发了“RFID幸福护照”。活动当天,工作人员用RFID读取器感应“幸福护照”,加速了报到流程,而且便于统计活动出席率,评估各种活动的优缺点。IBM的“开发者大会”也利用RFID。
(西安邮电大学经济与管理学院,陕西 西安 710121)
【摘 要】物联网被视为战略新兴产业和新的经济增长点,在现代农业发展中具有广阔的应用前景。本文在介绍物联网内涵的基础上,分析了物联网在中国农业应用的发展基础和趋势;然后结合杨凌高效农业发展面临的问题,分析了杨凌农业方面应用物联网的需求,并提出了杨凌农业方面应用物联网的重点发展领域。
关键词 物联网;现代农业;杨凌
The Research on Relationship Between Communications Industry and Integration of Industrialization and Informatization
CAO Xue-hong
(Colledge of Economics and Management, Xi’an Univ. of Post&Telecommunication, Xi’an Shaanxi 710121, China)
【Abstract】Under the new environment of integration of industrialization and informatization, this paper analyzed the relationship, further development role and dynamic mechanism between communications industry and integration of industrialization and informatization, discussed the bottleneck problems of new situation. Finally it offered a strategy to solve the problem.
【Key words】Integration of industrialization and informatization; Communication development; Yangling
基金项目:西安科技计划(CXY1436(5))。
作者简介:曹雪红(1981—),女,汉族,陕西临潼人,西安邮电大学经济与管理学院mba学生,主要从事物联网、人力资源研究。
0 引言
农业作为关系着国计民生的基础产业。我国作为人口大国,农业发展的优劣是关系着国民安全、经济发展、社会稳定的重大问题。我国以传统农业为主,效率低、工作量大、难度高,农业产品优势主要依靠自然资源和低廉劳动力成本,已不能满足现代农业的高产、优质、高效、安全、生态的要求。
随着我国改革开放进程的推进,十七届三中全会提出要不断促进农业技术的集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化,加快农业科技创新。其中,农业信息化主要围绕发展现代农业,实现优质、高产、高效、生态、安全要求,加快转变农业发展方式,提升科学技术水平,建设现代农业产业体系[1]。建立现代农业体系,高新科技是主要推动力和核心驱动力,而物联网作为信息产业的第三次浪潮的驱动核心,其在农业上的应用成为我们研究的热点。杨凌作为我国农业高科技研究重点园区,作为国家高新农业发展的领头羊,依据其自身特点优势,研究其依托物联网发展现代农业的发展策略也成为热点问题。
1 物联网的内涵
物联网(The Internet of Things)概念于1999年被提出[2]。它是以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,目的是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来,实现数据采集、融合、处理,并通过操作终端,实现智能化识别和管理,从而提高人们对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。
物联网是即计算机机、互联网之后信息产业的第三次浪潮,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力[3]。农业作为关系着国计民生的基础产业,其信息化、智能化的程度关系到中国传统农业转型升级的步伐和农业产业化进程。物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。同时有利于增强中国农业的综合竞争力,缩小同欧美等发达国家的差距物联网应用于农业的基础。现阶段依托物联网建立农业示范基地既符合国家政策发展趋势,也符合我市经济发展转型的集约化思路。
2 我国农业应用物联网的基础
我国物联网在农业中的应用虽然提出时间不长,但农业机电一体化及信息化应用已发展将近20年。目前,我国已对作物生长模拟模型、作物管理知识模型、作物生长无损监测、农作空间信息管理、数字农作决策系统、虚拟植物生长、农情信息监测、精确农作技术等方面也进行了开拓性的研究工作,并取得了良好的成效。随着80年代以来,电子技术与其它新技术在农业机械中应用研究的发展,我国也先后开展了一批农 业机械化系统电子信息化技术的创新研究与新产品开发,在“精细农业”技术体系、农田信息智能化采集与处理技术、自动监测技术与优化决策支持系统等方面不断实现技术升级,为物联网农业的发展奠定了扎实的基础[4]。
农业信息化方面,在农业部、工信部、文化部、商务部等国家部委、各级地方政府以及电信运营商企业和IT企业等共同推进下,我国农村信息化建设呈现出全方位、多层次推进的态势。截至2009年底,全国98%的乡镇能上网,95%的乡镇通宽带,农村居民每百户拥有计算机5.4台,全国99.5%的行政村通电话,手机拥有量达到每百户96.1部;全国涉农网站已有多家,已开发应用的各类大型农业数据库67个,已建成乡镇信息服务站7121个、行政村信息服务点百万余个[5]。高覆盖率的宽带网络和无线通信网络,不断深化的农业生产专业化分工,不断拓展的农业生产资料与农产品物流范围,都为物联网农业的发展提供了坚实的基础设施支持和广阔的创新空间。
3 发展优势与问题
3.1 依托物联网发展现代农业优势
1)物联网系统应用优势
虽然还未大面积实现,但目前杨凌已接力联通、电信等多家运营商,借助新网络、新技术优势,建立实现部分“数字农业大棚”,具有一定的应用优势。
2)农村信息服务优势
杨凌示范区科技信息中心与西安亚森通信股份有限公司、陕西蓝德地产发展有限公司合作,在杨凌示范区内合作建设“三农服务呼叫中心”,打造国内领先的农业信息服务平台。并且常年开展农村农业科技培训,农村科技服务体制健全,科技兴农思想已深入民心。
3)人力资源丰富
依托杨凌农业科技大学,培养了一批农业信息化学科人才队伍。且已先后引进硕士以上人才300多名,海外人才10多名。为发展现代农业提供了有力保障。
4)依托陕西,研发优势明显
陕西是全国重要的科研教育和高新技术产业基地,在电子信息软硬件产品、通信网络、数据处理、传感传动、微电子等物联网技术领域有着得天独厚的优势,汇聚了西安交通大学、西安电子科技大学、西北工业大学、中国科学院西安光学精密机械研究所等一批高校和科研院所,涌现出了华迅微电子、优势微电子、烽火集团、中星测控、大唐电信等一批优秀企业,引进了中兴、华为等龙头企业,技术和产品涵盖了物联网核心芯片、智能传感器、射频识别RFID、智能天线、软件与应用平台、系统集成方案等全产业链,为物联网产业发展提供了强有力的技术支撑。
3.2 依托物联网发展现代农业问题
杨凌在农村改革发展进程中,积极调整农业结构,大力发展高效农业,带动农民增收致富,促进新农村建设,走出了一条有中国特色的农业现代化道路。近年来,高效农业规模化发展不断加快,尤其在设施农业和动物规模化养殖方面发展迅速,但还存在着不(下转第29页)(上接第32页)少问题。
1)在设施农业方面,设施条件参差不齐,简易设施为主,基本上没有环境控制能力;栽培管理上粗放,缺乏科学的运筹决策和量化的管理指标,既造成人力、物力和能源的浪费,也因品质差,导致产品市场竞争力下降,大大限制了农产品市场开拓。
2)在动物规模化养殖方面,行业信息化应用水平低,信息化投入预算少,设施投资不足;管理软件以单机版为主,各自为政,各系统没有统一的接口,互不通用,因而造成一个个信息孤岛,已有的信息化投入不能产生规模效应。
3)数字化管理程度不高,普遍没有实现自动化设施及精确管理。缺乏自动感知、自动检测、无线传输、统一监管、防疫的智能决策系统。
4)农业科技资源、信息资源、智力资源分散,各自为政,缺乏具有竞争力和导向性的技术服务、技术推广、农业科技培训、电子商务交易等信息化服务平台。
4 重点发展领域
1)建立基于物联网的农业信息采集、识别、监控、智能分析技术和专家决策系统。以“中国杨凌—以色列现代农业合作园”为重点示范内容,建立现代化智能大棚设施栽培管理示范基地。实验温室大棚蔬菜生长环境自动监测和远程传输、数据采集和处理、设施环境的智能调控、蔬菜生长模拟与预测、栽培方案的制定与优化
2)建立基于物联网的养殖规模化安全智能生产应用示范基地,基于云计算技术的“网上牧场”平台。利用无线传感器网络自动、实时监测动物的行为和健康状况,对动物的、疾病、疫情等进行监控和预警,同时还可以通过远程专家系统对突发及特殊情况进行专门的处理。形成环境智能测控、个体特征信息采集、可视化安全管理、流程信息化跟踪、安全产品溯源的综合技术体系,真正实现动物规模化养殖的自动化、智能化和现代化,从产地到餐桌全程可控化。
3)整合集成农业科技资源、信息资源、智力资源,建立基于物联网、互联网的农业科技创新、推广、信息服务平台。实现农业物联网展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育为一体的现代农业产业化服务窗口和综合服务平台。
4)在示范基地基础上力争自主创新新产品:智能专家决策系统、智能信息推动系统等。产学研结合,推进智能农业产业化。
5 总结
本文在我国现代农业及物联网发展的新形势下,分析了物联网在中国农业应用的基础和趋势,结合杨凌高效农业发展面临的问题,分析了杨凌农业方面应用物联网的需求,并提出了杨凌农业方面应用物联网的重点发展领域。
参考文献
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社会的不断发展和人们安防意识的提高,使得机场、港口、政府机关、军工厂、住宅小区等需要智能周界防护手段来适应安全保卫工作的需要。周界防护系统作为重要场所安防系统的第一道防线,作用十分重要。
当前,周界报警已从过去被动的报警探测,发展为今天的威慑阻挡加报警。目前,传统周界防范手段已难以适应安全保卫工作的需要,随着安防监控技术的发展和安防市场的成熟,依托物联网的智能周界防护系统正在成为越来越多重要场所防范报警的首要选择。
周界防护:新技术应用的突破口
“周界防护系统”是指对一个圈子(周)的边界进行防范或当该边界被外来事物侵入后报警的防范系统及体系。“周界”二字主要指的是人为划分的某个特定的区域或界限,比如变电站、电厂、政府机构、工业重地、工矿企业、物资仓库、住宅小区、别墅区、学校、机场、水厂、水产养殖及畜牧场所、重点文物场所、军事设施、监狱、看守所等有围墙及需要围墙的场所。
周界安防以其独特的性能,往往成为监视建筑物周边情况,是防盗报警系统的第一道防线。一个有效的户外安全系统,可以降低盗窃风险,减少破坏和人员伤害。正因为对其有如此要求,所以一直也是各种新技术应用的突破口。根据笔者统计,目前,市场上已有的防护系统主要由红外线对射、微波探测、振动电缆、视频监控、泄露电缆、光缆设备等多种技术周界防入侵设备。以红外对射为例,其原理是红外周界防护探测器构成探测报警器,其主要由发射器及接收器构成,当光线被入侵物体遮挡时即发出报警信号。而微波墙式报警系统则主要由发射单元和接收单元两部分组成。发射机和接收机之间形成一个稳定的微波场,当微波场受到干扰,便会报警。震动电缆是一种带有永久预置电荷的介电材料。一端与报警控制电路相连,另一端与负载电阻相连。当有入侵者时,电缆因受到振动而产生模拟信号电压,即可触发报警。
然而,这些设备在性能上或多或少存在着不足,发展一种功能完备、性能稳定、高性价比的智能周界防入侵系统就显得重要而且必要。要在恶劣条件下使用周界防护系统,就需要一种新的防护设备来解决这个问题。
物联网周界防入侵,如何操作
物联网周界防护系统有很多其他系统所不具备的优势。比如由于采用了周界安防报警系统的数字化和通信协议一致化,报警定位精度得到了极大的提高。从目前的数据来看,报警定位的精度已由之前的几十米减少到现在的几米,极大地提高了防入侵报警系统的工作效果,同时也大大降低了误报率和恶劣天气对其的影响。此外,报警信号与视频信号的共网传输,也能极大简化系统的网络结构。物联网周界防入侵系统将所有数据的综合管理变成了现实,实现了在电子地图上触发报警的视频监控画面的智能化显示功能。
那么,物联网周界防入侵,是如何做到的呢?
其中一个重要的“武器”是使用了关键技术之一的无线传感器技术。目前,物联网周界防护系统可以采用温度传感器、湿度传感器、辐射传感器、气压传感器、光照传感器、风力传感器、水压传感器、雨量传感器、地震传感器、建筑物沉陷传感器等数据采集装置的综合利用,结合ZigBee等无线传输网络,可以在最短时间内将感知到的风险发送到主控室并报警。
此外,物联网周界防护系统还应用了智能图像分析、RFID(无线射频识别)等多种信息连接技术,将对讲机、手机、网络摄像头,灯光警报器、光纤周界等各种传感手段有效地和局域物联网连接起来。多种传感器阵列所采集的丰富信号将可以在周边区域形成三维防护预警,对周界入侵事件采集信号进行精确监测,同时对入侵者进行实时定位跟踪,从而实现入侵报警,异常监测及联网调度,从而提高联网报警的准确性。
另外,物联网周界防护系统还有一个“聪明的大脑”,即数据共享优势,通过物联网络和应用平台集中调度和协调,所得到的犯罪事件信息可以快速通过视频监控平台、社会信息交换平台传输到一线公安民警手中,有利于数据信息的实时共享,提高了对犯罪事件的掌控能力,切实提升警务效能。在犯罪案件的侦破中,信息的及时性非常重要,迅速及时地收集、传递和反馈犯罪信息是侦破案件的先决条件。物联网周界防护系统的应用,不仅可以解放警力,降低一线公安民警的工作强度,提高对突发事件的快速响应,体现了多元感知、智能研判、联动处置的特点。
目前,物联网周界防护系统已经率先在机场、政府机关、军事要地等重要单位得到了应用。比如浦东机场采用中科院具有自主知识产权的第三代防入侵技术,浦东机场停机坪数十公里的围栏上装上了一圈如火柴盒般大小的传感器,当有振动、声响,或磁力、微波时,就能准确感知来者为何物,同时可以通过几个传感器之间相互的无线通信,判断来者的大小、方向、速度、远近等,甚至能自动调用监控摄像头等手段,为塔台提供图像、声音等直接依据,确保飞机航空安全。上海世博会和大运会重点场馆安保工作也采用了这一技术。
为何机场成为物联网应用的首演
上海浦东机场、无锡机场、重庆江北国际机场、成都双流机场,以及世博园区、中国工商银行数据中心、无锡市民中心、江苏西泾变电站等重要场所。那么,为何机场成为物联网周界防护系统应用的首演呢?
机场是一个城市的窗口和名片。机场人流量聚集,机场监控部位通常包括航站楼、跑道、滑行道、停机坪、飞行区隔离围栏的重点区段、旅客迎送大厅、售票处、值机柜台、安检区、行李传送装卸区、旅客候机隔离区、停车场、周界监控等位置。据悉,目前,大部分机场使用传统的模拟矩阵监控,随着系统日趋复杂及远程管理需求迫切,模拟系统显得力不从心。比如模拟矩阵监控运用最多的技术是振动电缆和振动光缆,这种技术在目前技术环境下,一是稳定性相对较弱,遇到雨、雪、风等极端天气和动物行动等,经常产生误报。二是无法准备定位事件发生地。航空服务的特殊属性,决定了无论何时都要将安全摆在首位。机场周界环境复杂、目标混杂,还经常可能暴露在恶劣气候环境下,这要求系统的智能性、可扩展性和稳定性都得达到很高的要求。而这正是机场成为物联网周界防护系统应用的重要原因。
此外,从产业规模来看,目前全国机场数近500个,其中大型中型机场约100个。为了配合我国国民经济的发展,我国机场建设进入快速发展阶段,2020年前还要新建100个左右。机场周界绵延数十公里,涉及视频监控、声光报警、周界报警等多技术的复合使用。在目前的趋势下,已经有大量资金进入基础设施建设环节,其中机场建设的总投入资金达1500亿元,在视频安防系统领域的投入大约有18亿元,占整个机场安防系统建设的60%左右。按照每个机场建设10―20公里围界计算,市场容量将在50亿元以上。在机场领域,周界是起步最快的子系统,通常,十公里机场周界的一期投资在700万左右,一些要求比较高的机场可达3000-4000万,且平均保持50%-60%的年增长率。
而机场作为切入点还有一个重要的原因,就是物联网周界防护系统现在最缺的是示范样本,要有真正深入人心的作品。机场的要求高,能够充分显示出物联网周界防护系统的功效;其次,机场在相对封闭的区域内,更好部署相关建设,如果一上来就做城市级的系统,业务需求比较分散,很难形成合力。所以大家都不约而同地把机场作为切入点。
展望:未来应用领域更加广泛
物联网已经对机场周界安防报警系统产生了深远的影响,伴随着我国经济的发展,中国已经成为民航大国且正在向民航强国迈进。物联网技术在机场安防中的作用也将会越来越明显,未来,随着技术的进一步更新和应用,航空运输服务业将会更安全、更方便、更快捷,到那时,普通旅客将会是最大受益者。
物联网技术在周界防护工作领域将有十分广泛的用途,在政府机关、企业单位、敏感地区和设施以及重要民生保障场所,都可以应用这种技术。物联网周界防护系统抗干扰能力强,漏警率、虚警率极低,可满足全天候全天时的监控要求,为周界防入侵带来了革命性的技术创新。随着物联网技术的逐渐成熟,防入侵系统将更加优化,物联网周界防护系统成本将进一步减低、运行维护将更加方便,有望在国内外更多地区大规模推广。
比如目前正在大力发展中的博物馆物联网周界防护系统,由于采用了以安全防范管理系统为中枢,以入侵报警系统为核心,以视频安防监控系统、数字网络图像传输系统、出入口控制系统、钥匙管理系统、巡更系统、通讯指挥系统、供电系统、光纤通讯系统等为基础组成部分,通过采用物联网技术将博物馆安全防范系统的各个子系统融合集成,使得系统应用更加智能、便捷和安全可靠。
而随着信息技术的发展,会有越来越多的场所的周界安防模式将会朝着网络化、数字化、智能化及多技术手段相结合的方向发展。据笔者最近统计,在核设施安防系统、烟草行业生产加工、海关检查、金融、交通、教育和电信等行业各个领域,最近都出现了物联网周界防护系统的应用案例,这些应用案例涵盖了从后勤保障到装备管理,从人员管理到值勤执法现场监控,从出入境动态监测到限定区域实时报警等。可以说,未来物联网技术一定能更好的用于社会安全、公共防御等方面,将我国周界安防系统提升到一个新的水平。
物联网,只有想不到,没有做不到。智能楼宇、远程抄表、智能工厂、智能路灯、智能交通、智能电网、智慧健身……我们已经在享受物联网带来的诸多便利。可你了解吗,如果没有“边缘计算”,也许物联网只能是纸上谈兵。
边缘计算是对症良药
物联网通过网络实现感应器、设备和终端的联接。而边缘计算,是指在靠近物或数据源头的网络边缘侧,就近提供边缘智能服务。IDC的数据显示,到2020年,全球将有超过500亿的终端和设备联网,超过50%的数据需要在网络边缘侧进行处理和分析。如果没有边缘计算,那么物联网也将无从谈起。
牧场里被联接的牲畜、公路上被联接的电灯、工厂里被联接的机器人、油田里被联接的钻井设备、楼宇中被联接的电梯……物联网正以“润物细无声”的方式改变着传统的生产和工作方式,将传统的物和互联网所代表的数字世界融为一体。
从这些例子可以看出,物联网需要海量的联接,以及海量的联接后的数据分析,从而为行业提供新的业务价值。同时,这也是物联网当前落地最迫切需要解决的问题。
恰好,边缘计算是对症的良药。
边缘智能网关牵一发动全局
随着城镇化趋势加剧,城市中的楼房越建越高,如果没有电梯,人们的正常出行将受到极大影响。第三方统计数据显示,截至2015年,全球电梯保有量超过1500万部,而中国的电梯数量超过400万部。“事后诸葛亮”或“亡羊补牢”已经不能解决电梯可靠性、安全性的问题,于是“梯联网”应运而生,而它带来的质的变化,就是实现了可预测性维护和远程管理,不仅降低了维护成本,更重要的是减低了电梯故障率,让乘客的安全又多了一份保障。
这就是物联网带来的积极改变,而这种改变的发生依赖一项关键技术,就是物联网网关。它是连接电梯传感网络和广域网络的桥梁。物联网网关通过RS232、RS485等工业串口连接电梯的传感终端,实现数据汇聚接入,并使用LTE/3G等网络进行回传。另外,物联网网关还内置虚拟机和容器,可灵活安装电梯行业App,实现网络边缘分布式计算,数据可进行本地预处理,从而提高实时性和安全性。
现在,各国政府都把物联网的变革作为一项国家战略,欧洲的“工业4.0”、“中国制造2025”、美国的“工业互联网”等都是应对这一变革的积极举措。通过无处不在的传感系统,将数字世界的联接延伸到工业网络和各种物理世界中的物体,并通过数据采集、大数据分析、综合决策等手段,让工业制造的效率成倍提升,成本大幅下降,人们的生活也变得更加智慧、方便。
华为预测,到2025年,全球物联网设备的数量将接近1000亿,而新传感器的部署速度将达到每小时200万个。如何才能更好地满足千亿连接的多样化需求?必须依靠边缘计算。
IDC的报告显示,未来将有79%的物联网流量通过网关接入。网关的重要性不言而喻,其面临的挑战也更加严峻:第一,因为是工业级产品,所以要具备环境适应性,可以防水、防尘、防电磁干扰等;第二,支持多种类型的接口,既包括多种工业标准的物理接口,也包括以前在人与人之间通信方面很少碰到的接口,如RF、ZigBee、PLC、RS485等;第三,支持多种协议,其中有些协议可能是传感器等末端部件独有的协议类型;第四,也是最关键的一点,就是具有本地智能,即要求网关具有边缘计算、边缘决策、本地存活的能力,即使公网断开也能自成系统,独立存活。
华为的敏捷物联网关被誉为“四最”边缘计算网关:第一,最全接口,网关能够提供17种以上的各类物联接口,如RF/ZigBee/Bluetooth /RS485
/RS232/DI/DO等,满足各种场景的联接要求;第二,最强协议,提供丰富的各种行业标准和协议,并能根据需要动态地从敏捷控制器加载协议,实现新协议和私有协议的对接,满足快速对接要求;第三,最强的适应性,采用工业级设计,具备防水、防尘、防震、防电磁、宽温工作等特点,可适应不同应用环境的要求;第四,最高智能,通过NFV技术,提供基于Linux、Android、KVM等多种开放模式,实现网络边缘节点分布式计算,让不同类型的应用在敏捷网关上得以运行,让低时延的业务和本地存活成为可能。
从另外一方面讲,华为敏捷物联解决方案创新性地将SDN架构引入物联网,让物联网终端和网关更易管理和维护,同时实现了对行业应用的统一开放,让各种物件自动联网,让不同物件之间自由地“对话”,海量数据从此可以在物理世界和数字世界之间自由流动。两个世界的和谐统一不再是一句空话。
物联网已经与人们的生活密不可分。举例来说,物联网技术与照明技术珠联璧合,成就了照明行业的智能化嬗变。华为在CeBIT 2016上了业界首个多级智能控制照明物联网解决方案。
该方案将城市照明路灯统一接入物联网络,在每盏路灯上安装一个路灯控制器,用来控制开关和调光,路灯控制器连接到边缘计算网关,实现多级控制。边缘计算网关和路灯控制器均可搭载轻量级敏捷计划组件,支持照明策略的本地化部署,形成两级本地智能化决策机制。当边缘计算网关的上行网络出现故障时,可快速切换到本地控制策略。
该方案还可实现根据实际环境和能效控制策略进行实时、有序的控制,同时实现精细化管理,并定期c云端同步。该方案部署后,管理者可以清楚地了解每一个街区、每一盏路灯的状态信息,还可以对每一盏路灯的开关状态、照明亮度进行精准控制,从而真正实现按需照明,节能效率高达80%。
另外,该解决方案还可以对路灯进行全生命周期管理,提前预知可能发生的故障,实现前瞻性的维护。这种管理模式改变了过去依赖人工定期上街巡检的局面,既可节省人力成本,又提高了管理效率。
其实,照明物联网并不局限于照明控制和节能,它还是智慧城市和智慧交通的重要载体。
IDC的报告早就向我们揭示了未来网络发展的新趋势:未来,网络流量的50%将来自物联网,而40%的物联网流量将在边缘进行处理。一场“边缘之战”看来在所难免。
边缘计算重在落地
物联网是物理世界与网络世界融合在一起的重要纽带之一。如今,物联网已经在包括农业、制造、能源等在内的诸多行业开花结果。
注入了边缘计算能力的华为敏捷物联网解决方案已经在公共基础设施领域和方方面面得到了应用,不仅提高了公共设施的利用率,降低了故障率,而且可以更好地保证公共安全,助力智慧城市建设。