現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)問題及建議

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摘要：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一種新興農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)。本文針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)上的具體應(yīng)用，分析了在應(yīng)用過程中涉及的數(shù)據(jù)安全、射頻輻射、電子環(huán)保、形象工程、國家標(biāo)準(zhǔn)五大問題，并提出了相應(yīng)的建議和解決方案。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；射頻技術(shù)；農(nóng)業(yè)信息化

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的又一里程碑，其英文名稱是：“TheInternetofthings”。定義可以概括為通過射頻識別（RFID）（RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［1］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中的應(yīng)用步驟是首先各種數(shù)據(jù)感知設(shè)備采集各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，然后建立數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，最后利用各種網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)代信息傳輸渠道如4G網(wǎng)絡(luò)、zigbee、internet，數(shù)據(jù)決策中心如“吸星大法”般的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廣、深數(shù)據(jù)全方位的大尺度收集；決策中心再將海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，然后再發(fā)出指令數(shù)據(jù)控制各種智能化終端完成農(nóng)業(yè)各種操作行為，最大限度的免手工作業(yè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)高效精準(zhǔn)目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)往往是密不可分的。近年來，物聯(lián)網(wǎng)在我國農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用取得了很大的成績，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程精細(xì)管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源、農(nóng)產(chǎn)品物流、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等各個(gè)方面如雨后春筍般地出現(xiàn)了各種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理平臺。如遼寧省農(nóng)科院開發(fā)的基于zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)施農(nóng)業(yè)溫濕度物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)；2012年安徽省被列入國家物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)區(qū)，主要在農(nóng)作物“四情”大田監(jiān)測、農(nóng)業(yè)精細(xì)化種植管理、加工車間生產(chǎn)管理、畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯等方面應(yīng)用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)確實(shí)在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中起到了重要作用，但看到成績的同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)快速爆發(fā)式的應(yīng)用也呈現(xiàn)出了很多問題。如何應(yīng)對及解決這些問題，是我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能否高效、長期、健全穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。

一、數(shù)據(jù)安全及建議

從物聯(lián)網(wǎng)的定義上不難看出，RFID使用數(shù)字識別技術(shù)。（RadioFrequencyIDentification，簡稱RFID）射頻識別技術(shù)，是由電子標(biāo)簽（TAG）也就是所謂的應(yīng)答器（Transponder）、閱讀器（Reader）與及軟件平臺三部份所組成，通過射頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)識別，其工作原理非常簡單。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與其他物聯(lián)網(wǎng)最大的差別是，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠較大程度地保證農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各類生產(chǎn)信息的公開，而且使用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品附加值較高［2］。但是，由于前期大量數(shù)據(jù)錄入及處理需要人工操作，那么，問題來了！從數(shù)據(jù)安全角度，如果射頻標(biāo)簽不加密或機(jī)密機(jī)制不夠嚴(yán)謹(jǐn)，在各個(gè)工作流程的環(huán)節(jié)中，標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)很有可能被刪除、盜取或被篡改。農(nóng)產(chǎn)品的各種種植、加工、性狀等數(shù)據(jù)就有可能被其他競爭者所獲取并利用，也就形成了標(biāo)簽數(shù)據(jù)是真的，但和實(shí)際產(chǎn)品對不上的尷尬境地。從網(wǎng)絡(luò)安全角度，從讀寫器到后臺網(wǎng)絡(luò)傳輸如zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸，不但面臨普通網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)安全問題，而且也要面對無線傳輸數(shù)據(jù)截獲問題。建議：解決這些問題的方案是所有的RFID讀寫器在讀取數(shù)據(jù)、zigbee傳輸數(shù)據(jù)中都要嚴(yán)格應(yīng)用數(shù)據(jù)加密驗(yàn)證機(jī)制，同時(shí)讀寫器和后段的系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)傳輸也需要數(shù)據(jù)加密，必要時(shí)可以采用量子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。參與平臺的管理人員也要有高度的數(shù)據(jù)安全意識，并且要具有高涵養(yǎng)的科研數(shù)據(jù)保密素質(zhì)。

二、射頻芯片的電磁輻射影響

在物聯(lián)網(wǎng)中，無論是信息采集設(shè)備、還是無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括rfid、zigbee、wifi等先進(jìn)電子設(shè)備，都會或多或少的對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁輻射。當(dāng)RFID標(biāo)簽和zigebee相關(guān)的電子器件被大量使用的時(shí)候，操作者就會陷在充滿電磁輻射的有一定危險(xiǎn)的空間中，如果功率過高，這就可能會損害人類的身體健康。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，電子器件的電磁輻射及材料釋放物對空氣、水、植物、動物等的影響甚至?xí)^對人類健康的影響，本來農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是用來代替人工勞動力來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的，最后可能因?yàn)殡姶泡椛涞挠绊?，卻大大降低了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，甚至是生產(chǎn)了有毒害的農(nóng)產(chǎn)品，最終食用農(nóng)產(chǎn)品的人類還是受害者。這樣人類就掉入了自己所設(shè)計(jì)的高科技電子產(chǎn)品之坑。建議設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照國家電磁輻射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定RFID標(biāo)簽使用的頻譜和信號功率，其功率及頻譜必須對人體的輻射降低到最低，甚至是零輻射；規(guī)定其工作模式是被動還是主動以等重要參數(shù)。不要盲目追求傳輸速率，盡量使用保證人類、環(huán)境相對安全的低頻段，避開高頻段和超高頻段，把農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的電子設(shè)備的電磁輻射降低到最小。

三、物聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備的環(huán)保問題

在大規(guī)模的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，電子標(biāo)簽和相關(guān)電子器件必將是大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品，大規(guī)模的使用所帶來的問題就是環(huán)境污染即“綠色環(huán)保”的問題。針對電氣電子設(shè)備報(bào)廢產(chǎn)生的環(huán)境問題，2003年1月27日歐洲議會和歐洲理事會電氣電子設(shè)備報(bào)廢指令，電氣電子設(shè)備報(bào)廢指令旨在將電氣電子設(shè)備在其生命周期中和成為廢品后對環(huán)境產(chǎn)生的影響最小化。它鼓勵收集、處理、再循環(huán)、再利用電氣電子設(shè)備報(bào)廢品，并訂立標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定制造商負(fù)責(zé)大部分這類活動的費(fèi)用（制造商責(zé)任）個(gè)人用戶能夠返還報(bào)廢的電氣電子設(shè)備而勿需繳納費(fèi)用此外。強(qiáng)調(diào)采用再利用、再循環(huán)以及其它各種形式的廢物回收手段，以減少廢物排放還尋求改善電氣電子設(shè)備生命周期中所涉及到的所有人員的環(huán)境條件［3］。雖然rfid、zigbee等電子器件及芯片是可以多次反復(fù)使用的，但也會有生命周期。因此，做好廢棄RFID相關(guān)電子器件處理與回收利用的工作，既是對本身的道德要求，又是對社會公眾及地球大環(huán)境負(fù)責(zé)任。我國在電子設(shè)備綠色環(huán)保領(lǐng)域還沒有成熟的相關(guān)法律法規(guī)。建議國家盡快建立物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)電子設(shè)備的廢物回收等綠色環(huán)保電子設(shè)備法律法規(guī)，最好由使用方或者制造方負(fù)責(zé)回收，并且要創(chuàng)建由政府部門監(jiān)督、由檢測機(jī)構(gòu)或RFID標(biāo)簽制造方來處理的體制，采用“誰獲得收益誰付出管理”的原則。即產(chǎn)品制造者在得到RFID標(biāo)簽收益同時(shí)，也必須要由有義務(wù)回收、處理相關(guān)的電子垃圾，或者增繳RFID電子標(biāo)簽及其他電子器件垃圾的環(huán)保稅?？梢砸罁?jù)回收工作的質(zhì)量進(jìn)行rfid設(shè)備商的資質(zhì)評級，未達(dá)到資質(zhì)評級的要求強(qiáng)制退出政府采購供應(yīng)。

四、演示形象工程多，產(chǎn)生實(shí)際效益的少

雖然我國農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展已有多年，但大多數(shù)還是處在演示、形象、政績工程階段，真正用到農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的很少，而能夠給農(nóng)業(yè)帶來實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的少之又少。類似幾年前的互聯(lián)網(wǎng)泡沫經(jīng)濟(jì)，短期出現(xiàn)的大量互聯(lián)網(wǎng)站在互聯(lián)網(wǎng)泡沫經(jīng)濟(jì)的衰退下也都因?yàn)椴荒軇?chuàng)造價(jià)值而關(guān)閉了。同理，目前物聯(lián)網(wǎng)有些標(biāo)準(zhǔn)還尚未統(tǒng)一，政府部門及相關(guān)科研單位及企業(yè)各自為戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)研發(fā)初期都把關(guān)鍵點(diǎn)放在了如何采用最時(shí)髦的信息技術(shù)和設(shè)備，營造最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，以達(dá)到單位報(bào)獎、個(gè)人政績提升之目的。至于設(shè)備成本、人工使用成本、使用推廣對象、是否適合地域?qū)嶋H情況等問題很少考慮。以致重復(fù)投資建設(shè)研發(fā)出來的形形色色的技術(shù)平臺只能做花瓶鑒賞，不能真正在農(nóng)村、農(nóng)民中推廣，不能在農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)投入使用。或者即使投入實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，相對高昂的平臺軟硬件費(fèi)用投資，產(chǎn)生的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益也會微乎其微，甚至?xí)秦?fù)效益。建議政府、科研部門在設(shè)計(jì)研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)平臺時(shí)應(yīng)腳踏實(shí)地、立足當(dāng)?shù)貙?shí)際的三農(nóng)需求，根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)真正能用得上的、用得起的、真正給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)帶來實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的物聯(lián)網(wǎng)平臺。即真正用在田間地頭的、用在老百姓家里的、讓農(nóng)民看到收益的物聯(lián)網(wǎng)平臺五、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)近年來，我們國家先后建立了中國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）、電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組、傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組、泛在網(wǎng)技術(shù)工作委員會（TC10）。早期成立的這些科研組織通過積極參與制定國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面奠定了一定的話語權(quán)。但是農(nóng)業(yè)是一個(gè)特殊的應(yīng)用行業(yè)，其他行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)往往不能直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面，需要根據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)特點(diǎn)重新進(jìn)行擬定統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。所以，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，各個(gè)國家是處于同一起跑線的。建議國家相關(guān)部門專門成立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定部門，特別對綠色RFID標(biāo)簽的研究與開發(fā)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面，有待建立完善的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。各級科研機(jī)構(gòu)不能各自為戰(zhàn)，要盡快統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)束語

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用已經(jīng)引起了世界農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)的高度重視，我國國家農(nóng)科院、各省農(nóng)科院也認(rèn)識到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用對農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理及精準(zhǔn)數(shù)字農(nóng)業(yè)的重要意義。如果能在實(shí)踐中解決以上五個(gè)相關(guān)問題，并充分和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)相結(jié)合，相信隨著政府的高度重視，科研機(jī)構(gòu)的前瞻研究，再和農(nóng)村生產(chǎn)一線的實(shí)踐相結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用就不會停留在虛空的信息化彩殼之上，亦將會給我國數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來革命性的改變。

參考文獻(xiàn)

［1］RFID《網(wǎng)絡(luò)（http：//blog.china.al）》-2013.

［2］李明，楊敬峰.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的倫理問題思考［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，22：4-5.

［3］李軍，胡宗保.電子產(chǎn)品及電子器件綠色環(huán)?；跩］.電子器件，2004，3：538-542.

作者：孟未來 路明祥 崔曉光 王巖 陳愛國 李兆波 單位：遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新中心