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物联网发展趋势与烟草农业应用展望

作者：欧阳鑫

来源：《消费导刊》2011年第17期

一、引言

物联网概念在1999年由美国麻省理工大学首次提出。国际电信联盟ITU2005年度报告中提出：信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，而万物的连接就形成了物联网。物联网就是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能管理。物联网的核心和基础是互联网，不过用户端不仅局限于个人电脑，而是延伸到任何需要实时管理的物品和物品之间。

物联网与传感网、互联网相互之间是有联系的。在物联网的架构中包含有传感网和互联网，传感网主要在于信息的采集以及近距离的信息传递，而互联网则主要在于信息的远距离传输。

二、物联网在中国的发展

在科学发展史上，个人计算机和国际互联网无疑是20世纪最重要的科学发明和技术创新之一。随着微电子、计算机和网络信息技术在各个领域的渗透和普及，以全球互联网为基础的“物联网”正在兴起，并被业界称之为第三次信息技术革命。对我国而言，物联网发展具有特别的战略意义。面对新兴的物联网，我国与其他国家都处在同一起跑线上，这无疑为我国摆脱发达国家在网络技术上的垄断提供了一次良机，对推动我国的经济发展方式转变也有重要作用。 中国在物联网与EPC的发展，起步并不比任何国家落后。早在2003年1 2月，国家标准化管理委员会会同科技部就在北京召开了“物流信息新技术——物联网及产品电子代码(EPC)研讨会暨第一次物联网信息新技术联席会议”。2009年8月7日，国务院总理温家宝来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织。2009年以来，以中国在无锡设立国家传感网创新示范区为标志，物联网发展逐步上升为中国的国家战略。中国的物联网政策环境不断改善，技术进步明显加快，市场培育持续深化，标准制定全面提速，示范工程显著增多，市场规模大幅增长，中国物联网开始进入实质性推进的发展新阶段。但是我们不得不承认一个残酷的现实，目前中国物联网在发展中还存在诸多阻碍因素，包括体制、技术、标准、商业模式、安全和资源等多方面因素。

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为推进中国物联网健康发展，在发展策略层面，国家应统筹规划，加快构建产业链。通过制定相关扶持政策，引导产业链的各个环节加快融合，重点加强芯片设计制造、设备制造、运营、解决方案、系统集成等环节的产业链构建、整合和优化，尽快形成完整、贯通的产业链。相关省、市要因地制宜，结合自身特点，发挥差异化优势，有所侧重地发展物联网产业，并与本地原有的产业形成良性互动，实现产业的协同放大效应。

在技术创新层面，国家应加大基础研究的经费投入，重点突破物联网关键技术，占领国际竞争的制高点。政府应出台相关政策、引导由产业链上下游企业、科研院所、行业协会等组成的产业联盟，围绕共性技术和关键技术开展深度合作，加快培育和形成中国物联网核心技术的研发能力。

在应用层面，相关省、市应重点结合公共服务领域的技术创新与服务升级，拓展物联网产业的示范、应用领域，加大政府采购力度，为物联网产业培育前期市场，从而为民间市场未来的爆发式增长奠定基础。

三、物联网的体系构架和应用

现阶段物联网技术与应用尚未建立起一套标准的、开放的、可扩展的物联网体系架构。当前普遍认为把物联网划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系。

感知层顾名思义就是感知系统的一个层面，这里的感知主要就是指系统信息的采集。感知层就是把所有物品通过一维／二维条码、射频识别(RFID)、传感器、红外感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息，并传送到上位端，完成传输到互联网的准备工作。

网络层首先包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，是目前比较成熟的部分，除此之外还包括物联网管理中心、信息中心、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。网络层是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。

应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。应用层是物联网发展的目的。物联网的应用几乎可以包罗万象，目前已经应用到的领域包括智能家居，交通管理，供应链物流管理，未来超市，安全监控，工业应用，军事应用等方面。

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四、农业远程监控系统应用简介

物联网技术在工业控制和电子商务等领域已经有较快的发展，而在农业领域因其行业特点和其它条件所限正处于起步阶段，但已有一些探索和应用的成功案例。这些应用包括农业环境监测、温室控制、节水灌溉、气象监测、产品安全与溯源、设备智能诊断管理等方方面面。 以实现农业环境远程监控与诊断管理为主要目标，中国农业科学院孙忠富等人在国内较早地开展了基于M2M技术和物联网理念的研究开发，目前初步形成可应用于各类农业环境监测和诊断的网络化技术和产品，已经在设施农业、农田作物、野外台站、工厂化养殖等领域示范应用。如果不断扩大应用范围，进一步完善相关技术，即可形成农业环境监控物联网。应用该研究成果可针对大规模农业园区、设施农业和野外农田，离散部署无线传感器节点，组建无线传感器网络，对作物生长环境、农业气象要素，如空气温湿度、土壤温湿度、光照强度等进行动态实时采集，并通过GPRS／CDMA，3G移动通信网络实时传输至远程中心服务器，中心服务器接收存储数据，结合对应的诊断知识模型对数据解析处理，以达到分布式监测，集中式管理。

基于上述关键技术和系统解决方案，目前正在针对全国小麦主产区，开展“小麦苗情数字化远程监控与诊断管理”系统的研究工作，本项目得到了农业部和财政部2009年行业(农业)科研专项的重点支持。项目物联网理念，计划在我国四个主要小麦生态类型区，包括东北、西北西南、黄淮海、长江中下游，构建针对小麦苗情为重点的监控网络，监测内容包括气象、土壤、作物生理与图象视频等关键信息，通过移动网络(GPRS，3G)和Intenet对接，将信息远程传输至中心数据库服务器。将现场实时监测信息与领域知识融合，建立基于Web的远程监控网络与诊断管理平台。应用该系统可对影响小麦的重要气象灾害(如干旱、涝渍、霜冻、干热风等)进行动态监测，为小麦生长发育状况进行诊断分析，为防灾减灾、优化管理提供科学依据和技术支撑。项目各项工作已经全面展开，在传感器网络节点优化设计、嵌入式数据采集器、基于3G的视频系统、中心数据库管理平台、野外监测站点安装等方面取得显著进展，项目预计5年完成。尽管全面实现农业物联网仍然要有很长的路要走，但可以肯定地说，届时一定会展现出一个基于物联网理念的成功农业应用案例。

五、物联网在烟草农业中的应用

烟草行业多年的物流现代化与信息化建设为烟草物联网发展打下了基础。2010年5月21日至22日，国家烟草专卖局局长姜成康在江苏先后到江苏烟草科技信息物流中心、南京市烟草专卖局(公司)卷烟营销配送中心、江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂考察调研基础上指