美国农业物联网生产服务体系建设及对中国的启示（上）
摘要：物联网在农业上的广泛应用是农业现代化的标志之一。本文通过研究美国农业物联网的生产服务体系，结合目前中国互联网在农业发展中存在的现实问题，得出加强中国农业物联网生产服务体系建设的若干启示：构建农业信息服务体系；加大对农业物联网的投资和扶持；加强农业物联网人才培养；创新科研，构建农业物联网技术体系；制定相关标准，加强物联网法律法规建设；引导企业进入农业物联网行业。
关键词：物联网；农业；生产服务体系；启示；美国
1.引言
中国是一个农业大国，农业在促进国民经济发展、维护社会稳定等方面发挥着重要作用。2015年《政府工作报告》提出“互联网+”战略，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与传统产业相结合，创造新的经济发展生态。“互联网+农业”是指将互联网技术与农业生产、加工、销售等产业链环节结合，实现农业发展科技化、智能化、信息化。在“互联网+农业”的基础上，农业物联网通过多种感知设备，通过无线传感器网络、移动通信网络和互联网，实现农业生产管理过程中任何人、任何物之间的信息交换和通信，并将采集到的各项信息进行整合、处理，对农业生产的各环节实现监督控制，为农民提供决策依据和信息服务。
自从进入21世纪，对物联网的研究在许多国家相继开展起来，虽然将物联网应用在农业方面的起步较晚，但目前已经越来越受到社会的高度关注。在农业生产中应用物联网技术是现代农业依托新型信息化应用的一大进步（Aqeel-ur-Rehman等，2011；朱会霞等，2011;韩红莲和张敏，2015）中国农业物联网的发展，关键主体是企业，而不是个体生产者（欧阳桃花和武光，2013）余欣荣（2013）提出了农业物联网全要素、全系统、全过程的“三全”发展理论，并总结了中国农业物联网创新发展路径。许世卫（2013)对现阶段各项核心农业物联网技术在中国的发展现状及其应用情况进行了分析，阐述了农业物联网在农业生产、农产品市场、农业管理及电子政务领域的应用进展。孙雷（2015）认为，发展农业物联网，实现农业生产经营管理精准化、智能化，是提升农业能级、发展都市现代农业的战略举措。目前，国内外学者虽然对农业物联网的研究有所涉及，但是对农业物联网生产服务体系的研究较为缺乏。
近年来，中国农村土地流转不断深入，种粮大户的数量和规模不断扩大，正处于传统农业向现代农业转型的关键时期。此外，随着互联网的普及和农村基础设施的改善，互联网技术逐渐融入农业生产、经营活动中，建设农业物联网已逐渐成为中国实现农业现代化的必然趋势。发展农业物联网，不仅需要现代技术的支撑，还需要配套的生产服务体系。生产服务体系作为农业物联网应用的基础，其完善程度对农业物联网应用的有效性具有直接影响。研究美国农业物联网生产服务体系，学习借鉴美国农业物联网的建设经验，对于提高中国农业科技水和信息水平，推动中国传统农业生产方式转变和农业产业改造升级，提升中国农业竞争力，具有重要意义。
2.美国农业物联网发展现状
农业物联网系统主要由传感设备、传输网络和应用服务3个方面构成。感知层采集和识别信息，网络层将信息进行传输和处理，应用层将信息向管理者、消费者和企业发布。
(1)传感设备方面，光传感器、温度传感器、湿度传感器等各种微型化、智能化的传感器可以采集和获取各种要素信息，在美国广泛应用于农作物的育苗、生产、收获和储藏等环节。传感器技术还在农业机械的试验、生产、制造过程中得到了广泛应用。此外，在动物识别与跟踪、农畜产品安全生产监控和农产品流通管理等方面，传感器也发挥着重要作用。
(2)传输网络方面，在无线传感器网络领域，美国已初步推出并示范应用了相关产品。例如，Grape网络公司在加利福尼亚州建立了全球最大的农业无线传感器网络；Intel公司于2002年采用定位追踪方法，成功实现了对緬因州大鸭岛生态环境信息的采集。2004年，与无线互联网配套的全球定位系统（GPS）技术和远距离视频系统已经在佐治亚州的农场得到了使用，分别对蔬菜的灌溉和包装系统进行监控。目前，覆盖46个州的农业计算机网络系统已经在美国建成，农户足不出户即可获取网络系统中的信息资源。无线传感器网络技术在精准农业、远程信息监测、专家系统等农业信息化领域得到了广泛应用，在设施农业控制系统、大田作物数字化管理系统和精准农业控制系统，以及农业环境监测、农业生产控制和智能监测管理等方面发挥了重要作用。
(3)应用服务方面，1996年Gartner提出的服务导向架构（Service oriented architecture，SOA)得到了信息技术行业的广泛关注。2006年，BEA(BEA系统有限公司）、IBM(国际商业机器公司）和甲骨文（甲骨文股份有限公司）等一批软件厂商推出了一系列实施方案并部署了一些成功案例，SOA产业化进程不断加快；同年，IBM开始在全球为不同行业定制模块化的SOA解决方案，并结IBM服务咨询和软件力量全方位实施，这意味着IBM已经在SOA产业化方面抢先一步；为进一步巩固自己在中间件领域的优势，BEA推出“360度平台”甲骨文和微软公司等一些大公司也纷纷向中间件市场进军，促进了SOA产业化进程的发展。
作者：鞠晓晖 朱玉东 陈雨生