（一）现代农业物联网建设助力北京都市型现代农业提质增效
近年来，物联网技术在北京都市型现代农业领域得到了快速发展。2011年，市农委、市城乡经济信息中心以“221信息平台”现有数据和相关功能为依托，开展“现代农业物联网应用”试点示范建设，搭建了北京“221物联网监控平台”。以“221物联网监控平台”为代表的农业物联网应用系统促使北京都市型现代农业向着科学化、智能化、信息化管理方向发展，提高了农业生产水平、管理水平，促进了农业生产经营现代化、规模化，提高了效率，提升了效益。物联网的建设与应用得到了农业部领导的高度重视，2012年11月7日，农业部副部长陈晓华到北京市调研后给予充分肯定，并希望继续完善提高。现结合调研及北京“221物联网监控平台”示范基地的建设情况，将北京农业物联网建设应用情况分析如下。
1.建设应用情况
据市城乡经济信息中心对郊区县194家合作社、观光园区、龙头企业农业物联网应用情况调查显示，目前本市在农业领域应用物联网技术的有47家，占调查总数的24.2%。应用领域涉及种植业、养殖业、休闲观光、农产品加工、物流配送等。种植品种主要涵盖蔬菜、瓜果、特色养殖等。
（1）市城乡经济信息中心试点建设了“北京221物联网监控平台”。试点建设本着以点带面，重点推进的原则，选择海淀、通州、大兴、昌平、房山、平谷、密云、延庆8个区县，北京金福艺农农业科技集团有限公司、北京绿菜园蔬菜专业合作社、香山绿色果品观光园等11个示范基地55个农产品温室大棚，以实时采集大棚内土壤温湿度、空气温湿度、光照强度、空气二氧化碳浓度6项环境数据和可视化监控数据为基础，搭建了“北京221物联网监控平台”。登陆平台市区两级的管理部门可了解各试点单位的种植情况，合作社管理人员可及时掌握棚内作物生长环境，了解作物生长状况。同时还可以了解到作物病虫害发生概率以及防治措施，对作物的病虫害防治起到了良好的效果。
（2）北京农业信息技术研究中心的“设施农业精准生产物联网技术示范”项目在房山区韩村河设施蔬菜生产基地等6个试验点进行了示范应用，示范设施面积1000亩，辐射带动面积1500亩，带动周边地区设施农业生产高产优质高效发展，并促进农业物联网核心技术产业化应用。
（3）郊区的生产经营单位自主开发建设了一批基于物联网技术应用的管理系统，在实现农业管理精准化、智能化方面成果突出，示范效果明显。如北京吉鼎力达生物科技有限公司在通州建立了菊花和蕨类为代表的物联网科技产业示范基地。朝阳区开发建设了朝阳区农产品质量安全监控追溯系统，实现了对农产品生产、加工、流通等环节的质量全程监管。
2.建设应用特点
（1）重视程度高，发展需求迫切，支持力度大
2010年北京召开的“物联网农业领域应用科技发展战略”高层研讨会为物联网技术在农业领域的应用迎来了一个新的发展机遇。2011年北京市农委、市城乡经济信息中心开展了“现代农业物联网应用”试点示范建设，北京市农业领域物联网总体虽处于初步建设应用阶段，但仍处于全国领先水平。农业物联网属于技术和资金密集型产业，仅靠民间投资难以全面驱动产业发展。北京市从增加资金投入和筹集社会资金两个方面促进郊区信息化建设进程，市区信息化部门也给予了部分农业企业资金支持进行物联网项目建设和升级。据调查数据，北京市应用物联网技术的企业中有38%得到了来自中央、市区、乡镇的财政支持。其中31%的企业得到了政府的全部补贴，金额从几万元到上百万元不等，有效推动了物联网在北京农业领域的建设和发展。
（2）应用领域广泛
在政府支持和企业自身需求的驱动下，物联网技术在北京农业领域应用得到了较快发展，范围覆盖了北京13个郊区县，主要应用在种养殖基地、观光园、民俗村、旅游景点等。物联网在北京农业企业中的应用，蔬菜、瓜果、畜禽水产、花卉分别占51.1%、40.4%、23.4%、12.8%；观光园占23.4%，民俗村占2.1%。主要内容涉及对试点温室大棚内环境监控系统数据进行存储、分析和管理，通过将传感器采集的数据与农业生产模型对比，为农户提供病虫害预警、监控报警、专家指导等服务功能，提升管理水平，实施农产品安全与追溯等。北京金福艺农农业科技集团有限公司在主园区100多个棚室内安装了先进的数字化农业设备，使园区实现了计算机自动化控制，实现了由传统农业向数字农业的转变。
（3）技术应用先进
贯穿农业生产的产前、产中、产后各个环节，将遥感技术、GIS技术、GPS技术、自动识别技术、智能传感技术等应用于科学化决策、精细化生产、安全化管理的全过程，初步实现了农业资源与环境、农业生产与农产品流通等环节信息的实时获取与数据共享。通州国际种业科技园区研制融合地理信息系统、物联网感知技术与无线视频技术的种业园区可视化管理GIS系统，实现了田间观测的参数信息的快速采集传输与分析，实现了种子生产可视化管理，为生产管理和专家进行远程诊断提供数据支持。
（4）科研合作形式多样
在农业物联网技术的研究方面，北京已经形成农业生产企业与科研机构、高等院校之间的多种合作形式，研发一体、战略合作、成果拉动等多种形式并存的合作建设模式，进一步完善了农业物联网应用产业技术链，促进了农业物联网的全面发展。通州区国际种业科技园区引进社会力量，与中国移动、北京农业智能装备技术研究中心、北京市植物保护站等运营商、科研单位合作，合力开展园区物联网建设与应用，推进了现代农作物种业发展。
3.运行效果
（1）管理及时到位，节省成本，提高效率
农业物联网试点示范建设选择的基地规模大，引领和示范作用强，对物联网技术需求最迫切，最易实现的农产品温室大棚中进行。物联网远程监控，帮助生产者、管理者、技术员足不出户观生产，通过温室实况、病虫害预警、成熟度预报等数据，随时掌握生产情况，发现问题，在第一时间内查看温室情况，减少了工作流程，减轻了劳动强度，及时准确地得到专家的指导，方便了管理，提高了工作效率，为生产带来很多便利。怀柔茸鹿养殖基地在鹿群管理最为重要环节，发情配种期和产仔期实施实时监控，解决了派人24小时巡回检查的问题，饲养员不再到现场观察母鹿产仔情况，给母鹿产仔创造了更加安静的环境，大大减少了难产现象的发生，2012年产仔期，难产率下降25%。北京京品溢香农民专业合作社利用物联网技术，每个温室增产40%，节省劳动时间2小时/天，节省水资源20%。据测算，应用物联网技术的企业平均节省劳动力30%，温室大棚人工成本降低三分之一、大棚管理成本降低12%。
（2）促进农业生产的科学化、智能化、信息化，提高设施农业生产和管理水平
运用农业物联网技术改变了粗放的农业生产经营管理方式，将农业生产由“模糊”处理转变为“精确”把关。采集环境数据，建立动植物生长模型，应用RFID管理系统等，实现了动植物从配种、生长、生产、追溯全过程信息化管理，提高了动植物疫情疫病防控能力，为生产经营的科学化管理提供了有力保证。海淀香山绿色果品采摘园通过物联网技术对作物生长环境进行有效调控，确保“南果北种”的科学化管理。平谷华利丰通过建立蔬菜的病虫害模型，将病虫害干预提前到尽早防治，农药使用减少了10%。科学施用农药，降低了生产成本和风险，提高了蔬菜的有机品质。实时采集的13万个环境数据，通过环境监测及时更换设备，保证了所有作物安全越冬。朝阳都市农汇借助智能化和信息化技术产品，开发智能节水灌溉、小型精准农业施肥/喷药控制、温室环境智能控制等系统，减少了农业灌溉用水量，实现园区管理的精准化、自动化和智能化，提升了设施农业生产管理水平。
（3）保证质量安全，实现产品安全追溯
物联网的应用将产品的生产环节、加工环节、物流仓储环节、产品销售环节进行了全程的信息化监测，便于发现问题、为农产品安全溯源提供了基础。种植电子档案、RFID电子标签记录了作物从播种、育苗、成熟、收获、物流运输整个过程的翔实情况，信息由棚内安装的传感器系统采集生成，数据真实、客观、准确，消费者通过手机扫描产品标签上的二维码进行查看，实现了产品的安全溯源。
（4）提高效益，促进农民增收
物联网的应用，使产品的产量、品质得到提升，促进了经济增效，农民增收。物联网为农民提供视频观看、种养殖技术等信息化资料，种养殖户可以通过网络实时了解动植物的生长状况，学习种养殖知识，避免了因距离、时间等因素无法集中学习的问题。平谷华利丰应用物联网技术及时了解温度与关照的变化特点，适当提前了升草帘与防风换气的时间，增加了蔬菜的营养积累。主要作物接球生菜平均每棚增产90多公斤，增产幅度达到了8%。北京老宋瓜果专业合作社平均产量比上年增加1000斤/亩，销售收入增加5000元/亩。怀柔绿神茸鹿合作社增加效益103.2万元，鹿茸的销售价格比普通高出200元/公斤。据调查，北京农业企业应用物联网技术增加效益占42.6%，基本持平占17%。
（5）良好的宣传展示作用
大兴亮民绿奥开发了园区虚拟展示系统，通过物联网技术实现园区重点区域在网上实时视频的宣传展示。视景仿真技术对生态景观、农业园区和特色农业生产基地在互联网进行全景虚拟展示，通过设置漫游路线或交互操作，将一年四季不同的农业景观、作物的生长状态、主要生产过程、采用新技术新装备情况和特色基地的农产品等在计算机上“真实”地显示出来，再配以解说和音乐，带给公众身临其境的感觉，起到了很好的宣传效果。
4.政策建议
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，从技术发展到产业应用已显现了广阔的前景。抓住机遇推进北京现代农业物联网的应用和发展，对推动农业农村信息化与农业产业化的融合，北京都市型现代农业的发展具有十分重要的意义。在此从五方面提出政策建议。
（1）进一步引导规范物联网在农业生产经营中应用，加大政策扶持力度、扩大物联网应用范围，提升物联网应用水平，有力地支持和推动北京现代农业物联网产业的快速发展。
（2）加强高新技术产品的研发和推广应用，促进物联网感知、网络通信、信息处理等关键技术、环节的研发和推广应用，提出相应目标，明确主要任务。降低成本，让企业、农民实用会用，用先进的技术装备提升农业，支撑农业，促进农民增收致富。
（3）进一步加强现代农业物联网应用试点示范建设。当前北京现代农业物联网应用规模较小、需求尚需激发培育、应用模式尚需探索。进一步加强北京“221物联网监控平台”的建设与应用，以需求为牵引，以深化应用为抓手，做好应用示范和推广工作。通过示范在部分领域实现规模化应用，培育一批物联网应用服务优势企业。通过整合资源，开发功能，搭建公共平台实现信息共享与服务。
（4）建立物联网应用效果指标体系。北京现代农业物联网的技术研发、产业培育和示范应用等方面已初步具备一定基础。建立统一的标准化体系成为技术发展和产品规模化应用的关键点。通过建立物联网应用效果等指标体系，对物联网建设情况，设备使用情况、对生态环境的影响、应用效果等进行监测与分析，为物联网的建设与应用提供决策支持。
（5）加强宣传，提高公众认识和认可程度。现阶段物联网的建设应用还处于起步和探索阶段，企业了解和认可程度有限。北京农业信息化相关部门应继续加强对物联网的宣传、物联网技术的相关培训，使政府部门、企业、科研机构、社会公众充分认识农业物联网技术与产业发展的必要性，形成政府大力推进、企业积极响应、公众自觉参与的农业物联网经济发展格局。
执笔人：常 剑 李 亮（北京市城乡经济信息中心）
（二）需求引领、强化服务，实现北京农业物联网由监控到应用的提升
随着物联网技术在北京农业领域的快速发展，农业新型经营主体对于农业物联网的需求日益增长，面对新形势、新要求，2014年市城乡经济信息中心引入智慧农场云理念，利用物联网、大数据、云计算等信息化前沿技术，将分散在各个生产基地的生产、管理、经营等数据汇总到农场云之中，加以计算分析，形成直接的解决方案服务用户需求，进一步深化农业物联网的建设与应用，优化完善北京“221物联网监控平台”，把握应用理念，注重服务品质。
1.平台优化定位
此次对北京“221物联网监控平台”进行优化升级，总结了平台运行3年以来的应用经验和存在问题，并结合目前农业物联网应用的需求，对平台的定位进行了调整，引入物联网农场云的功能和理念，从单纯的监测监控向提供应用服务延伸，新增了数据统计分析功能，为用户提供从生产安排、农事管理、智能控制到冷链物流、社区配送、农产品质量安全追溯的全产业链服务。同时将北京“221物联网监控平台”更名为北京“221物联网应用服务平台”，使得系统平台更适应北京物联网农业的发展，为政府部门及农场基地提供更完善的服务。
（1）可全面展示北京农业物联网的应用现状
平台将可对北京农业物联网应用的现状进行全面展示，支持全部或部分试点农业示范基地接入物联网监控平台。通过平台的监控、展示和统计的应用，反映出北京农业物联网应用的实际情况，并可输出北京市各类农业资源的数据统计分析报表。
（2）可作为农场示范基地应用农业物联网的支撑平台
平台可为各类农业示范基地提供农业物联网应用的支撑，不需要农场自己搭建平台，即可利用北京“221物联网应用服务平台”进行物联网农业的建设，并可支持各种应用扩展，逐渐成为成熟的系统平台。
（3）可提升与保障各区县农产品的质量安全
系统平台通过物联网农业的监控应用及质量追溯保障体系，可全面提升北京各区县农产品的质量安全，保证农场的品牌价值，保障消费者所购产品的质量安全。
（4）可沉淀积累北京农业物联网的监控数据
系统平台可依托于各个示范基地所监测到的农业生产数据，进行集中统计和分析，沉淀出北京农业物联网监控的有效数据，积累成为北京农业物联网的农业数据库。
2.新增特色内容
（1）农场分布的地图展示，展现直观准确的资源现状
增加农场资源规划及展示功能，展现直观准确的资源现状。地图能够展示全市及各农场状况，如分区情况、设施环境情况，实时种植信息、实时传感器采集信息和视频监控信息，对农场当前整体运行情况有更为直观的了解。
（2）农场智能化管理，提升农场生产管理水平
北京“221物联网应用服务平台”扩展应用服务功能，可提供农场所有基础性的管理服务。如，园区的地块管理、人员管理、农机管理，以及农事管理、投入品管理、成本分析、库存管理、合同管理、客户管理等与用户实际生产、管理、营销密切联系的基础管理功能，涵盖了从订单排产到采收包装再到物流配送到用户手中的所有环节，为用户提供全面、实用、便捷的农业物联网应用解决方案。
（3）绿色履历追溯功能，保障产品质量安全
履历追溯功能依据作物从定植到采摘、包装的全过程物联监控信息，形成作物生长履历，其中包括了作物名称、生产基地，作物生产全过程环境数据和管理记录，同时，还包括了生产基地和生产者的相关信息等，并形成二维码形标签，消费者通过扫描二维码可以了解到产品生产过程和生产环境的相关信息，提高了产品的安全性，使消费者买得安心，吃得放心。同时，此次升级优化，整合了平台中开展电子商务企业的电商平台，统一入口，形成电子商城。通过产品与农场互动的营销平台，消费者可以通过履历的扫描，保证电子商城中所售农产品的优质安全性。
（4）实现与北京农科热线的资源共享
为丰富平台的为农服务渠道，升级后的平台与北京市农科院进行对接，将北京农科热线的电话、在线咨询、双向视频、在线提问、热线QQ群、热线微信QQ群等多种咨询方式进行了整合，为农业生产中遇到的问题提供更专业、更全面的专家技术服务，更加方便、专业地为用户解决问题，也为平台提供更多的农业技术支持与服务，使之获得更多解决问题的方法与途径。
（5）“掌上农场”手机APP，实现移动便捷式管理方式
依托北京“221物联网应用服务平台”开发了安卓版的手机APP掌上农场，拓展平台实用性，达到方便、便捷、可移动式、不受网络和地点限制的全方位的应用。手机APP客户端的基本功能将与北京“221物联网应用服务平台”电脑终端的功能保持一致，可在手机APP上展示农场环境实时数据、视频实时数据，并可展示相关数据的统计和分析结果，包括病虫害预警和成熟度预测，指导种植管理者进行精准种植，方便用户通过智能手机远程应用。
（6）作物生长模型库，对作物进行生长环境的评价指导
此次优化升级对原有平台的环境监测、作物生长模型库等功能模块进行了完善，在原有基础上，丰富了100余种作物的生长模型和生产管理指导，使平台可对北京地区常见的200余种作物进行生长环境的评价指导。
（7）扩容视频通道数，提高视频可接入平台的用户数量
在现有平台稳定运行的基础上，扩大视频接入的服务范围，增加可接入系统平台的北京郊区各区县的农业合作社进行视频监控建设的大棚数量或园区数量，为北京更多的种植业、养殖业、观光旅游业的合作社单位提供设施农业物联网技术支持与服务，普及和巩固北京设施农业物联网的应用。
（8）统计分析，支撑农业生产管理科学精准
平台利用大数据分析技术与生长模型进行对比，得出对生产环境状况的评价，指导农业生产。在生产指导方面，平台可依据农业专家团队提供的病害发生环境模型，推测该品种未来病害的发生概率。依据农业专家团队提供的成熟积温模型，结合系统采集的传感器实际积温数据进行计算，推测菜品的自然成熟度；在生产管理方面，平台提供了种植排产功能，可根据企业合同订单的需求，反推种植所需作物时间，以保证可以按时供应，提高企业合理安排生产的能力和土地的利用效率。同时与产量预估功能相结合，以图表的形式展示出不同月份各种菜品出产情况，从而避免菜品短缺和产生积压的情况，为合理安排销售计划提供了重要的依据。
3.突出亮点
（1）以有效需求为导向提供特色服务
平台优化后仍基于互联网运行，用户制登录，共设市、区县、企业（合作社）、农户四级用户。针对不同用户的需求提供特色服务。如，对于市、区用户主要为其提供宏观展示和数据汇总统计等功能，如区域内农场数量、设施数量、种植面积、种植品种等。针对生产经营者则为其提供更加贴近实际应用的生产指导、管理建议、供销分析等服务。
（2）逐步形成“食品安全监控追溯”和“农业生产指导服务”两个特色功能链条
优化后的平台从食品安全和为农服务两个方面将系统功能重新集成。通过平台环境监测和视频监控两个功能模块对作物生长全过程的信息进行采集和监控，并以此为依据生成作物的生长履历，通过标签二维码的方式使消费者可以查询到作物生长的全过程，保证电子商城中销售农产品的视频安全和质量可追溯性。同时，平台的病虫害预警和作物成熟度预报功能是对作物生产过程中的重要监控手段，可及时发现作物长势不好或发生病虫害等问题，从而可查询平台作物模型库中对于作物种植和病虫害防治的指导方法进行管控，如果不能解决问题，可通过平台中链接的北京新农村12396科技服务热线求助，通过网络远程咨询专家解决问题，从而形成从农业生产监测到远程专家咨询的农业生产全程信息服务。
（3）促进“物联网+互联网+农业”的深度融合
利用农场云中的物联网技术实现农业传感感知、传输通讯、数据分析处理和创意展示等功能，为农场果蔬生产、采收仓储、质检包装、物流配送、产品销售全产业链提供信息采集、全程监控及智能决策支持，推进现代农业园区管理精准化、网络化和智能化。引导农场从“以产定销”转为“以销定产”，与生产者、消费者建立稳定的产消信任关系，提升农产品的品牌价值，促进地产农产品优质优价。
（4）数据支撑提高了农业生产管理效率与效能
通过环境监测、数据传输、融合、分析，为作物生长、农产品标准化生产、品质安全优质提供了数据支撑，从而更加深入地探索农业物联网在政府行业管理和农业生产服务方面的应用，促进农业物联网应用的健康发展。通过数据支撑，提高了农业生产管理效率与效能。
4.发展方向
进一步优化完善，以北京“221物联网应用服务平台”为依托，基于“农场云”深化物联网技术在区域和产业中的应用，为基层农业园区、企业、合作社农业生产与经营管理提供信息技术支撑与服务；通过应用园区的不断增多和数据的逐渐积累，平台的应用规模和范围也将逐步扩大，从而促使平台的功能和模型的精确度随着实际的应用逐渐完善，形成良性的运行机制。
执笔人：李 亮（北京市城乡经济信息中心）
（三）“基于物联网的数字化农业”基地建设促进农业可持续发展
1.基本情况
北京金福艺农农业科技集团有限公司是以有机果蔬生产为基础，集高效设施种植、农业休闲观光、采摘垂钓、综合配套、科技示范、农技科普教育产业于一体的现代大型都市生态农业企业。公司始建于2006年，位于北京市通州区台湖镇北京国际图书城西侧，紧邻京沈高速台湖出口。
目前，公司园区占地面积1000余亩，拥有智能日光温室101栋，春秋棚70余座，自动化连栋温室1万平方米，百年树龄的枣园160亩，380亩高产高效农业示范园，400亩生态观光农业示范园，可年产优质有机蔬菜近100万斤，有机鲜枣30万斤，年销售额达7500万元，年总利润约3000万元。园区现有员工106人，其中高级农艺师1人，博士1人，管理人员学历均大专以上学历，技术力量雄厚。
公司于2011年开始实施数字化农业，现已在园区棚室内安装先进的数字化农业设备，包括农业监控系统、数据采集系统、农事操作语音系统和全方位自动化的通风、灌溉系统。使园区实现了计算机自动化控制，实现了由传统农业向数字农业的转变。园区最终目标是实现设施农业精准生产、智能化管理并进行示范应用，让人可看、可学、可用、可推广；提高蔬菜的产量和质量安全水平，提高设施蔬菜的经济效益，把基地建设成为一个真正实现农业信息化、自动化、网络化的数字化农业技术示范基地。
2.主要做法
充分利用计算机技术、网络通信技术、数据库技术、多媒体技术和人工智能技术等现代信息技术，使农业与信息化完美结合，全面促进农业和农村经济持续、稳定、高效的发展，使整个农事操作在办公室就能够全部解决。
（1）建设数字农业监测平台
研究数字农业物联网技术，建立无线网络监控平台。首先建立视频监控系统，使技术人员可以监控工作人员的种植是否规范，使消费者还可以随时查看监督果蔬的安全生产全部过程，使果蔬的质量安全得到保证。其次结合农业领域专用系列传感器对农产品生长环境中的土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、露点、光照强度、二氧化碳浓度等数据进行采集和传输，监督果蔬生长环境参数，使其生长环境达到最优状态。运用物联网技术，可以加大对农产品从生产、流通到消费整个流程的监管，完善农产品安全追溯系统，保障农产品安全。建立“放心蔬菜”安全信息追溯平台，实现对种植、销售等环节的有效监管，使得每一个销售的蔬菜品种“来可追溯、去可跟踪、信息可保存、责任可追查、产品可召回”。在日光温室内安装使用温度、湿度、光照等多种传感器对蔬菜生长过程进行全程数据化管控，保证蔬菜生长过程“绿色环保、有机生产”。
（2）建立数字农业服务管理层系统
基于物联网的数字农业服务管理层系统由专家决策系统、农作物预警平台和成熟度预报系统组成，可实现数据共享和动态数据服务。将农业专家及农业科研单位关于设施蔬菜作物生长的基本环境参数进行统一的编制设定，达到能对采集所得的数据进行智能、科学、快速、高效的分析；温室作物环境参数的变化与作物病虫害、成熟度的变化，经服务管理层系统的处理分析，得出专家级的生产指导意见。
（3）数字农业展示中心的建设
利用现代的无线传感技术、视频技术，将基于物联网的数字农业整个实际操作过程及计算机操控过程通过电子显示屏在展示中心进行集中的展示。农业技术人员及操作人员在办公室就能轻松地掌握园区每一栋日光温室内农作物的生长状况，根据实际发生的问题解决每一栋日光温室所出现的管理问题。
3.效益分析
（1）经济效益
①提高土地产出率，提高资源利用率。作物生长环境条件的改善，提高土地的复种指数，单位面积的年产量显著提高。采用的节水、节能技术，降低了生产成本。
②提高劳动生产率。机械化、自动化程度加强，减轻人力劳动量和劳动强度，节省劳动力，缓解劳动力不足问题。
③提高园区产量，提高蔬菜品质。环境适宜作物生长，一季果菜每平方米产量增加1.3倍多。农业的数据化信息化，可以预测病虫害的发生及作物的成熟度，采用绿色防控技术减少农药使用量，保证作物品质优良。
（2）社会效益
基于物联网的数字农业的应用，增加了农业生产的科技含量，将农业传统的经验种植变为现代化的科学种植，彻底改变了农业传统的生产模式，有利于人力劳动的有效应用，实现了农业的高产高效发展，使农业效益得到提高。完善了农产品安全追溯体系，实现了农产品从生产、流通到销售全流程的监管，保障了农产品的全过程安全。“基于物联网的数字化农业”基地建设，从根本上改变了传统农业技术手段落后的现状，从主要依靠人力转变为依靠先进的信息技术手段和农业技术设施，使农业生产更加高效，实现了农业整体资源的可循环利用，提升了农业生产力，减少了农业对环境的污染和浪费，实现了农业的可持续发展。
执笔人：金镇锡（北京金福艺农农业科技集团有限公司）
李长青（通州区农村工作委员会）
（四）物联网“联姻”葡萄酒业
1.基本情况
北京波龙堡葡萄酒业有限公司由中法合资兴建，成立于1999年，2002年5月28日公司正式运营，注册资本1000万元。公司拥有自己的葡萄园——波龙堡酒庄，坐落于风景秀丽、环境优美、空气清新的房山区八十亩地村雾岚山脚下，葡萄种植基地占地70公顷，设计葡萄酒年产量250吨。
2.主要做法
按照模块化、标准化的设计思路，采用成熟的软硬件技术和分层思想开发的一个便于使用，安全可靠的物联网系统。整个追溯体系分为感知层、网络层、基础层、应用层和分析层（见图7-7）：感知层包括RFID标签、RFID读写器、传感器（包括空气温度、空气湿度、空气相对湿度、土壤温度、土壤含水量、不同方向叶片与果实的光照强度、太阳辐射、日照时数、降雨量、风速、风向、气压等）、视频采集摄像头、孢子采集器等物联网设备；网络层包括在种植基地、生产车间及酒窖等场所搭建的Wi-Fi无线网络；基础层实现对数据和设备的管理；应用层包括数据库管理系统、生产管理子系统、仓储物流管理子系统、销售管理子系统、产品追溯子系统、环境监测子系统、视频监测子系统、体验中心子系统等；分析层包括销售分析、产品品质分析、病虫害防治等。
图7-6 北京波龙堡葡萄酒业物联网体系架构
RFID生产管理系统，可以帮助管理者获取实时生产数据，随时随地了解生产进度、员工表现等方面的综合信息，也为管理者的决策和深度挖掘提供了数据支持。此外，生产管理系统还可以提高企业的生产效率，降低员工出错的机率。传统记录酒的酿造过程的方法是用笔进行记录，该方法不仅烦琐，而且容易出错。采用RFID标签的方法，不仅可以记录酒桶中装的是什么葡萄酒，所采用的加工工艺，所用葡萄产自那个葡萄园，葡萄酒装入橡木桶的时间，还可以记录该项木桶的使用寿命，以便公司在合适的时候将其淘汰。同时，当某个酒桶内的酒不大对味时，可以立即取出该酒桶的相关信息，分析其中所盛的葡萄酒的生产年份、口味变化的原因等，减少了人为出错的机率。
仓储物流管理，通过将RFID标签放置在葡萄酒瓶颈部、包装箱、货箱、集装箱、车辆等物流基础设施内，在企业仓库内部、出入库口、物流关卡等安装RFID阅读器，能够实现物品自动化出入库、盘点、交接环节中的RFID信息采集，达到对物品库存的透明化管理。在整个仓储物流管理系统中，将供应链计划、收取货计划、装运计划等与RFID技术相结合，能够高效地完成各类操作，如指定堆放区域、出货与补货等。增强了仓储物流管理的准确性和快捷性，提高了服务质量，节省了人力成本，缩小了库存空间，同时减少了物流中由于商品误置、错送、人为偷窃、损害和库存、出货错误等造成的损耗。
销售管理系统，可及时获得、处理、分析不同地区对不同种类葡萄酒的需求情况。该系统为每瓶酒分配一枚RFID标签，帮助企业实现了单个产品的精确化数据管理。管理者可以随时对全国各地的产品库存情况、订单情况、经销商的销售数据进行查询、统计、分析，使信息粒度最小化。通过该系统，公司能够优化经营策略，及时跟踪客户信息，更好地为客户提供优质服务。
产品溯源管理系统，利用先进的RFID技术并依托网络技术、数据库技术，对葡萄酒的生产、加工、仓储、物流、销售等环节的信息进行详细记录，可通过查询随时跟踪产品的生产状态、仓储状态和流向，以达到产品追溯管理的目的。产品追溯为加强对市场的管理与控制，打造快速、高效的物流系统，生成各类生产、仓储报表提供了数据支持，为领导决策提供了更有价值、更具时效性的分析数据。同时，也为产品召回机制和质量保证提供了可靠的信息平台。
环境监测系统，通过感知层所布置的各种各样的传感器，可以对种植基地葡萄的生长环境进行监测，如气温与空气湿度、土壤的温度、土壤的含水量、不同方向叶片与果实的光照强度、太阳辐射、日照时数、降雨量、风速、风向、气压等，根据监测结果决定是否需要对种植基地的葡萄进行灌溉、施肥、除草等。
视频监测系统，通过视频摄像头可以对园区种植基地的葡萄生长情况进行监测，对葡萄的生长发生的异常情况（如虫害），及时地做出反应。同时，也可以对生产车间的生产情况进行监测，保证葡萄酒的生产、加工环节顺利进行。
防伪查询系统，能够使终端消费者通过手机短信或登录网站的方式对自己购买的产品进行真伪查询。
体验中心管理系统，能够让VIP用户对相关产品的原材料生长环境、生产加工环节、仓储物流信息等详细资料进行查阅，以及对种植基地与生产车间的视频数据进行查看。
分析层方面，通过对相关数据进行统计分析、预测分析、商业智能分析以及数据挖掘，发现数据本身的特点以及数据与数据之间的相互关系，对数据进行处理、清洗与转换，建立数据模型，并对数据进行可视化显示，指导公司更好地对葡萄进行种植，对葡萄酒进行生产、加工、流通与销售。
病虫害防治系统，基于统计分析的方法，通过对往年种植葡萄的品种、生长环境、气候等数据信息与葡萄病虫害数据信息的分析，科学、及时地对病虫害的发生和蔓延做出精确的诊断，提出科学的防治措施。
销售分析系统，主要基于数据挖掘的方法，处理不同种类葡萄酒产品在各地区的销售数据和各地区消费者组成数据，采用关联规则分析与分类的方法，通过业务理解、数据理解、数据准备、建模、评估等步骤建立葡萄酒种类，不同地区、不同类型消费者之间的关系模型，确定重点市场与非重点市场，制定有针对性的区域销售策略，合理配置销售力量和资源，提高营销策略的准确性。
产品品质分析系统，主要通过两种方法对葡萄酒的品质进行分析：一种基于预测分析，一种基于统计分析。预测分析法通过对葡萄酒原材料的品种、生长环境、栽培管理措施等数据的分析，以及对原材料整个生长周期的跟踪监测，确定原材料的优良程度，对葡萄酒的品质进行预测。统计分析法通过对葡萄酒中糖、酸、矿物质、酚类化合物等组成成分以及消费者对相关产品的评价数据进行分析，经通径分析、相关性分析、变异系数分析、主成分分析等找到葡萄酒成分与感官质量之间的相互联系。
3.物联网应用现状
目前，该企业已建成葡萄种植、葡萄酒加工等管理系统，创建了葡萄酒生产加工企业物联网建设的新模式，不仅大大提高了工作效率，促进生产管理科学化和规范化，实现企业生产水平不断提升，经济效益逐年攀升的局面。主要体现在以下几个方面：
产品质量方面，通过物联网对葡萄生长状况的实施监控，公司管理人员能够及时了解到大田实际情况，根据出现的问题，有针对性地对葡萄进行管理，从而提高葡萄质量。经过与上年同期葡萄质量的对比，葡萄质量提高了15%左右，病虫害防治水平提高了10%左右，改善了生态环境。
投入方面，通过物联网的使用，信息可通过网络直接获取，极大地减少了工作量。在未使用物联网的时候，大田各项数据均通过人工采集获取，数据准确性差，投入人员多，劳动强度大。经过使用物联网，管理人员在电脑前就能获得大田各项数据，数据获取准确、快捷，减少了人员投入，降低了劳动强度，提高了劳动效率，能够更加准确及时地获取信息，为公司决策提供事实依据。
产量和效益方面，通过物联网的实施，提高了公司对大田情况的掌控，使得公司各项措施安排迅速，葡萄得到及时的保护，降低了管理费用，提高了葡萄产量，与上年同期相比产量提高了50%。
执笔人：李丽军 张 萌（房山区农委）
（五）物联网技术应用提高茸鹿养殖科学管理水平
1.基本情况
北京绿神鹿业有限责任公司位于怀柔区杨宋镇，园区分为科技研发区、产业发展区、农户带动区三大功能区域，占地面积7.06万平方米。以养殖与繁育技术研究、良种培育、产品加工功能为主，现鹿存栏1500只（不含基地、农户），年生产鲜茸3吨左右，带动全区14个乡镇200余户农民社员从事茸鹿养殖和910户从事与养殖相关的产业。
2.主要做法
在传统的鹿业养殖中，手工记录是生产统计、数据分析的主要形式，存在着不利于长期保存、易丢失、易混乱、查询困难、统计困难的缺点，因此，园区2011年提出了建设“221信息平台”——RFID茸鹿养殖管理系统的方案。
该管理系统由基本信息、繁育管理、饲料管理、散养户管理、圈舍管理五大模块组成，通过物联网技术手段，解决了茸鹿养殖、生产中的四个难题。
（1）解决信息管理难的问题
为每一头茸鹿植入一枚唯一性的电子标签，为其建立档案库，管理人员使用手持机对其进行扫描，就可以方便地查询茸鹿的母系、父系、年龄、品种等相关信息，通过无线或有线网络即时将相关资料传送至计算机上，摒弃了以往纸制资料烦琐、不易保存，塑料耳标易脱落的弊病，实现了茸鹿生长、生产全过程信息化管理。
（2）解决产子蹲守问题
利用网络视频监测茸鹿的生产情况，以往母鹿产子时需数人专门24小时在鹿圈蹲守，而通过该管理系统，只需一名监测人员在监控室值守即可。即节约了劳动力，又节约了劳动成本。同时，农户可通过网络实时了解茸鹿的生长状况，学习割茸、疾病防控等养殖知识，避免了因距离、时间等因素无法集中学习的弊病。
（3）解决配种耗时问题
以往对茸鹿进行配种时，2个人需要15天左右时间才能完成整个合作社茸鹿的配种工作，且容易出现近亲配种现象，应用该管理系统后，几分钟就可以完成配种工作，且不会出现近亲配种现象，从而降低了养殖成本和养殖风险，保证了种群的整体质量，提高鹿茸的产量及品质。
（4）解决产品追溯问题
在鹿茸相关产品贴上电子标签，建立鹿茸产品追溯制度，进而实现鹿茸产品生产、加工、流通、消费的全过程监控，提高鹿茸产品的安全性，更好地保证消费者的权益。消费者也可以通过电子标签上的二维码在线查询自己购买产品所属鹿的实时情况。
该管理系统实现了茸鹿养殖管理信息化、政府决策科学化、政企信息整体化三化合一的目标，也是我国物联网技术首次在茸鹿养殖产业的应用。
3.应用成效
（1）经济效益
自2011年应用该管理系统至今，增加效益103.2万元。合作社的鹿茸销售价格达到1200元/公斤（梅花鹿三杈，经销商混等收购价），比普通农户鹿茸收购价高出200元/公斤左右。2011年共销售鹿茸2.51吨，销售收入316.76万元，增加效益50.2万元。可繁母鹿587只，产仔501只，较其他农户，繁殖成活率提高5%，未发生因扒仔、弃仔造成的仔鹿伤亡。按提高的成活率增加仔鹿30只，每只按5000元销售价计算，增加效益15万元，公鹿因争斗、穿肛减少死亡5%，增加效益20万元，节约人力3万元，通过精细饲养，节约饲料成本15万元，总计增加效益103.2万元。
（2）社会效益
目前怀柔区茸鹿存栏数约有1.3万余头，有绿神、凯特威等数家大型茸鹿养殖专业合作社。全部推广应用该管理系统后，必将大幅度提升全区茸鹿养殖业的信息化管理水平，节约养殖成本，提高养殖效率，保障产品质量，促进农民增收，为全区实现“智慧怀柔”添砖加瓦。
物联网作为新一代信息技术的重要组成部分和信息化未来发展方向，正在飞速地融入人们日常生产生活中。扩大物联网应用范围，提升物联网应用水平，必将大幅提高人民生活质量。在茸鹿养殖业中推广物联网技术应用，对提高效率、提升质量、增加收入起到积极促进作用。
执笔人：商 业（北京绿神鹿有限责任公司）
史 册（怀柔区农村工作委员会）
（六）物联网技术助推“南果北种”
1.基本情况
香山绿色果品采摘园位于香山旱河路西侧，占地面积350亩，职工45人，是北京市“双学双比示范基地”和“妇字号”基地。园区环境优美，交通便利，基础设施条件好，建有56栋大型日光温室、农家乐特色餐厅及休闲乐园等一系列配套服务设施，主要种植品种为樱桃、桃、草莓以及部分南方水果，是海淀区香山村集体企业经营管理的一家集农业生产、观光采摘、餐饮休闲、科普教育等功能于一体的大型休闲农业园区。
2.主要做法
2011年，北京市城乡经济信息中心选取该园区作为“现代农业物联网应用”试点单位，在5栋温室里搭建物联网监控平台进行物联网的应用，5栋温室分别是2栋火龙果温室，1栋枇杷温室，1栋木瓜温室和1栋桑葚温室。在生产中应用的设备有空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、空气二氧化碳传感器和视频监控。
3.应用成效
在应用物联网技术中，充分感到物联网给农业生产所带来的便利。一部手机、一个电脑就可以了解到温室内的一切情况。以前传统的管理方式，打药、施肥、浇水等全要靠技术人员的经验，同时不论刮风下雨，天气寒热，都要定时逐个去温室里查看农作物生长情况及相关环境指标。如今通过物联网的数据分析可以非常直观地了解到温室里的作物是否缺水，是否出现了病虫害，温室内的二氧化碳浓度是否高出作物生长所需的最高值，以及温室内的光照强度和温度等环境指标。园区种植的火龙果、木瓜和枇杷等南方水果，对光照、温度以及水肥的要求非常严格。为了保证这些作物的正常生长，以往需要花费大量的人力物力来进行管理。比如说查温度，就必须派出一个专人去每个温室检查温度，根据作物生长的适宜温度调节气温。再比如打药施肥，以前要对每株作物进行查看，查看其有没有病虫害，是否缺少微量元素。现在这些费时费力的情况在园区基本不会出现，物联网对温室内的各项信息数据的采集非常及时、准确，温室内温度过高、光照过强、病虫害的发生、缺水、缺肥等等一系列影响作物生长的因素全都会通过物联网传输到电脑以及技术人员的手机上，技术人员可以及时了解情况，只需动动手就可以把这些问题解决，即使不在园区、远在千里之外也可以准确了解作物的种植情况，打个电话指挥职工去发生问题的温室即可。毫不夸张地说，温室内的风吹草动都可瞬间牢牢掌握。
物联网不仅方便了园区工作人员对农作物的管理，还大大节省了园区的运营成本。以前需要三个人完成的活现在一个人就可以完成，一些事甚至在电脑上操作就可以完成，最大限度地提高了员工的工作效率。众所周知南方水果移到北方种植最大的问题就是温度。在冬天的时候为了保证作物的正常生长，必须要给作物加温。而加温的时间长短又是一个难题，加温时间长了不利于作物生长而且还会浪费用电；加温时间短了，会造成作物出现冻害。为了解决这个问题，只能花费大量的人力不间断地监督巡视。尤其是在冬季，仅员工的加班费用就是一笔不小的开支。自从园区建设了物联网，这个问题迎刃而解。现在只需要打开电脑就可以知道温室内的情况，然后对温室的温度进行调节。还可通过物联网与知名的专家进行沟通，对农作物种植进行指导，不需要像以前一样凭借经验管理。经过专家的精心指导，种植者对作物的管理更加科学。通常对温室的种植比较单一，种木瓜就是种木瓜，种桑葚就是种桑葚，后来经过物联网上的专家指导，得知油菜、生菜等蔬菜也可以在温室进行间种，这提高了对土地资源的利用率，同时增加经济效益。
以往园区的产品都是通过广告来进行销售，虽然客流量不小，但是也有一些想要购买绿色产品的顾客因为不相信产品采用的是无公害的绿色种植标准而放弃购买，影响了农产品的销售。原因就是顾客不了解园区内农作物的生产情况和采收时间。物联网恰恰弥补了这方面的不足。只要给授权，顾客可以随时用电脑查看园区内作物的成熟情况，大大增加了顾客对园区农产品的信心，并且顾客还可以通过物联网知道每个季节有什么作物可以采摘，想采摘的顾客都能做到“心中有数”。既让顾客可以采摘到称心如意的作物又节约了大量的宣传费用。
自从物联网在园区应用至今，不仅效益提高了，还大大地节省了人力、物力和财力。物联网给农业生产带来了便利，同时也增加了农民对科技在农业生产中应用的信心。
执笔人：秋 子（海淀区四季青镇农业综合服务中心）
李晓丹（海淀区农村工作委员会）
（七）专业化物联网服务系统提升通州种业园信息化应用水平
国家现代农业科技城通州国际种业科技园，是“一城多园”建设的特色园区之一，肩负着农科城良种创制重大科技成果推介功能，汇聚了国内外最新品种的试验展示，不断满足现代农业发展对种业的需求。运行过程中，通州国际种业科技园在新品种培育、生产和展示等各个环节需要信息技术与产品的集成应用，进而提高整个园区的信息化水平。
1.信息化建设内容
针对当前中国物联网学术研究及应用领域明显呈现的“重物联轻应用”现象，北京农业信息技术研究中心明确提出将物联网架构“两端”感知层和应用层研究为工作重心，不仅强调利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，更为重要的是充分利用应用层设计对感知层采集数据的计算、处理和知识挖掘，从而达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。
北京农业信息技术研究中心在通州国际种业园区开展了面向大田和设施环境的新品种培育、生产和展示环节的物联网应用关键技术熟化及产品研制工作。在农作物新品种育种、中试、生产及展示方面，研制了微型光谱仪、茎秆抗倒伏性测量设备、叶片形态测量仪等环境监测设备；在应用分析模型建设方面，完善了设施育种环境调控模型，建立了设施育种病虫害防控模型5套；在应用公共服务系统集成方面，研发了专家远程科研育种物联网应用公共平台、种业园区设施环境综合调控及虫害预警防控系统等面向种业科研、生产、经营等环节的专业化物联网服务系统6套。
2.信息化应用效果
在整个实施过程中，项目获得软件著作权3项，申报发明专利2项。项目服务北京农林科学院蔬菜中心、中国航天、德农种业等5家园区育种企业，并于中国航天海南文昌育种基地，开展了外服基地管理及专家远程育种应用；支持通州国际种业园区向入驻企业提供远程育种、专家会商、设施环境智能调控、病虫害预警、新品种展示及园区虚拟展示等服务，显著提升了园区种业生产信息化管理水平及对外交流展示与推介能力。国家科技部领导万钢与张来武、北京市领导郭金龙与王安顺分别于2013年3月22日与2013年4月18日来到通州国际种业科技园区进行调研，充分肯定了通州国际种业园区的信息化建设工作。
3.几点启示
（1）要勇于尝试新技术。面对激烈的市场竞争，只有勇于尝试新的技术，通过新技术对传统的生产、管理、销售模式进行提升，打破固有模式，才能在同行业中脱颖而出，为合作社带来更多的利润。
（2）要舍得投入、持续投入。农业生产不是一朝一夕、一蹴而就的事，要对信息化持续的投入，在不断的应用过程中，才能逐步见到效益。
（3）要抓住人才、培养人才。农业物联网、农业专家系统的应用，不仅在研发阶段需要创新型人才，在后续应用阶段也需要应用型人才，才能推进农业信息化、现代化的建设进程。
执笔人：李 瑾（国家农业信息化工程技术研究中心）
（八）北京吉鼎力达物联网无线传感实现棚室智能监控
北京吉鼎力达生物科技有限公司始建于2001年，注册资金2000万，位于北京市通州区漷县镇，园区占地面积1200亩。公司一直坚持以农业高科技技术为主导方向，主要从事名优花卉及绿色果品的生产、经营和研发。基地现有日光温室及联栋温室约300亩，以室内观叶植物为主。现种植的蕨类品种达28种，是华北地区最大的蕨类生产基地。产品销往全国各地，部分产品出口。
多年来，公司大力开展农业物联网技术的自主研发与探索，协力高等院校开展校企合作，初步建立起以无线传感网为核心的物联网温室智能监控系统，为棚室作物生产过程监控与管理提供了有效的保障。
1.主要做法
（1）精准农业，突出自主知识产权，降低应用成本
物联网在农业领域应用中，主要用于采集包括土壤温度、土壤湿度、温度、露点、空气湿度和光照等信息并对这些信息进行分析，实现对生产设备的智能控制，确保农作物生长环境稳定，促进生产过程的精细化管理。当前，农业物联网应用尚处于试点阶段，吉鼎力达公司没有向农业物联网公司或设备提供商直接购买相关应用，而是力主探索符合企业自身需要、具有自主知识产权的科技创新系统。公司于2010年先后与清华大学、中国农业大学、北京工商大学等高校建立校企合作，与温室实际需求相结合，研制、改进各类传感器，比市场价格降低了60%，节省了成本。软件系统全部自主研发，并取得软件著作权，与市场上成熟的相关软件系统相比较，降低设备成本50%。真正实现了适合农业实际使用的低成本设备，为推广应用奠定了良好的基础。
（2）无线传感，生产管理智能控制，效率显著提高
为真正实现整个生产环节的智能控制，公司在园区部署了光纤网络、无线局域网以及无线传感器网络等多种网络类型。其中，以无线传感器网络技术为基础的棚室监控及智能控制系统的作用尤为突出。先后在1个连栋温室，2个日光温室部署了无线传感设备。从感知层、传输层、服务层和应用层四个层次开展工作。
感知层：主要实现农村、农业环境物理信息获取网络，由多模态感知系统全方位获取农业生产各要素动态信息。通过传感网络技术实现农作物生长信息、农作物环境信息、农产品信息、农资信息等信息获取，为应用层提供基础数据。
传输层：针对智能农业信息获取无线传感网络接入和信息传输，研究无线传感网络与移动网络、互联网络接入的关键技术，实现智能农业无线传感网与移动网、宽带网络无缝接入，实现智能农业物联网传感器通信接口、用户接口、传感器模型、数据描述，并通过典型示范工程进行验证，为低成本的智能农业物联网建设提供技术基础。
图7-7 平台体系结构
服务层：针对实时、多源、异构、海量的农业数据和农业生产、农业决策等过程的跨时空性和关联性特点，研究农业数据、知识资源存储、集成、共享、处理和服务等关键技术，开发农业知识表示与转化、农业知识推理、农业数据实时数据库，构建农业综合数据公共支撑服务平台，并通过典型示范工程进行验证，为应用层提供实时、准确、全面的农业知识共享服务。
应用层：在上述工作基础上，围绕智能农业为政府决策部门、农业企业、农业合作社农业种养殖大户提供如农业生产决策支持系统、农产品质量安全监控及追溯系统、精准施肥决策系统、远程病虫害预警与诊断系统等一批智能农业服务系统，为农业生产管理、技术服务、农产品流动与品质控制、政府宏观调控提供支撑服务。
（3）示范基地，综合农业管理技术，实现集成应用
随着研发的深入，公司分别建立了以菊花和蕨类为代表的物联网科技产业示范基地，通过与公司优势种培资源相结合，综合农业管理技术，将物联网应用推进到菊花产业和蕨类产业。针对传输层实时、时空、多源、异构农业数据和农业生产、农业决策等过程的跨时空性和关联性特点，服务层将研究农业信息资源存储、集成、共享、处理和服务等关键技术，开发农业知识表示与转化、农业知识推理、农业数据透明调度与访问接口等组件，构建农业综合数据公共支撑服务平台，为应用层提供实时、准确、全面的农业信息与知识共享服务。
①农业异质数据转换与集成技术
②农业知识统一描述与共享
③农业实时历史数据库
④农业知识语义检索与专家系统
图7-8 智能农业生产信息技术平台架构
2.取得成绩
（1）物联网技术应用，提高园区生产效率
以往在棚内进行种苗培养，花卉、蕨类对于温度、湿度、光照、通风等都有严格要求，全部是靠人工经验进行操作，不仅效率低，而且精确度不够。通过物联网的应用，对大棚环境数据的采集，在统一的平台上进行存储和处理，能够全面掌握每个大棚的环境情况，通过高清视频查看作物具体发育情况，控制自动通风、光照等生产管理，极大地提高了生产效率。例如，以前一个人只能负责1个棚，现在通过物联网技术的应用，一个人可以负责3个棚，极大地降低了人力成本。以前人工控制生产环境时，每个棚的产品品质参差不齐，现在通过物联网技术的应用，产品品质标准化程度有了极大的提高，卖相好，销售价格比原来提高了10%左右。
（2）集成应用，解决产业难题
综合运用已有的农业传感器技术、农业智能信息处理和智能决策技术等成果，针对具体产业中存在的问题，开展种苗生长环境监测示范、生长过程监测、专家知识库、市场分析等应用集成。
（3）高科技应用，实现数据高速存取
公司强化科技创新，在数据存储与读取上做了深入的研究，采用崭新的高速事件序列数据库进行数据的存储与读取，使用小空间存储巨大的数据量。高速事件序列数据库是新型的为物联网而出现的高速数据库，它可以在普通磁盘上在线存储50年以上的数据，数据吞吐量高达每秒数百万事件。以前公司所有生产数据全部是生产人员适时人工记录，整理后人工电脑录入，记录不准确，录入不完整，浪费人力成本。新设备运行后，上述工作全部由软件自动生成，适时准确，管理人员在任何有网络的地方，都可以适时看到生产区域的具体情况，根据需要调度管理。
3.启示借鉴
吉鼎力达农业物联网科技系统建设之初，原型系统尚不完善，公司大胆尝试，先后以2个阳光温室和1个联栋温室作为实验场所，让原型系统直接落户棚室，在试用中不断完善。在棚室中直接进行测试、实验，极大地帮助了科研人员快速地发现原型系统中存在的问题，并能够及时与生产人员进行沟通，有效地解释了生产人员试用过程中的一些疑惑。正是因为有这样的科研环境，公司才能在短时间内，将系统进行多次升级改进，从仅具有采集功能的原型，逐步完善成为具有多模态采集、设备智能控制、数据分析、阈值报警等复杂功能的实用新型科技系统。
围绕农作物生长环境信息获取、农作物生长过程信息获取、农产品质量监测信息获取，配合建立以菊花产业为代表的智能农业传感网络示范，建立基于传感网的智能农业动态实时监测系统，为智能农业信息应用系统提供感知数据；同时对传感智能节点、接口标准和系统开发平台进行验证，为传感网络在智能农业中的大规模应用推广奠定基础，是应用上的重大创新。
随着物联网技术研发的深入，公司逐步引导、普及生产一线员工对于信息化认识与应用，使员工对物联网技术产生了兴趣，激发了学习的热情，坚定了科技创新促进企业发展的信心。
4.未来展望
（1）物联网体系在更大区域和更多领域得到推广应用
吉鼎力达公司在探索农业物联网应用的过程中，经历了想法的提出、产品的研制、试点实验、小范围部分领域推广等阶段，是一个逐步推进的过程。虽然产品以及技术的一些基本问题已经解决，但是仍然面临着技术不断更新以及如何降低推广成本等问题。今后公司将进一步加大投入，扎实推进，实现整个园区的大面积部署，打造高科技的物联网智能农业园区。加快智能农业传感网络体系构建、现场部署及推广应用。与农技部门和农户紧密结合，做到研究、试验、示范、推广四结合。通过菊花产业基地示范，建立一整套的现场部署推广体系。
（2）构建大型智能农业物联网实时数据库
根据智能农业传感网络的数据获取，构造大型智能农业物联网实时数据库和智能决策库，做到快速、准确地将生产实际数据传递给农业专家，为专家决策提供翔实依据，实现信息互动。
（3）智能决策与信息服务
以大型智能农业传感网络数据库和智能决策库为依托，为农业生产提供及时、定量化、规范化、自动化、智能化管理服务。
执笔人：张晓明（北京吉鼎力达生物科技有限公司信息部经理）
（九）九城天时应用物联网技术打造“沱沱工社”有机品牌
北京九城天时生态农业有限公司，2009年成立，是专注于有机食品生产、加工、贸易的有机食品企业。公司以“透明供应链”为理念，建立了以“沱沱工社”为品牌的有机全产业链的企业实体。在北京、上海等地投建千亩有机农场。其中，沱沱有机农场位于北京市东北部平谷区马昌营镇，总占地面积1050亩，其中保护地建有90个温室，32个冷棚。沱沱有机农场以庞大的销售队伍、设施齐备的库房、强大的冷链配送队伍为依托，于2008年推出了食品B2C网站——沱沱有机源（www.tootoofood.com）。
1.“透明供应链”理念贯穿经营模式
公司以“透明供应链”为理念，对食品、特别是有机食品进行严格的质量检验和追溯，从生产基地选择、品种挑选、土壤培肥、到产品运输、配送等环节实现全流程质量跟踪和控制，确保“沱沱有机源”为消费者提供安全、新鲜、健康、美味、营养和时尚的优质食品。凭借“透明供应链”独特模式，公司以信息化技术为手段，通过构建电子商务营销平台和全程保障质量的供应链，为人们提供放心的优质有机农产品。
2.物联网技术支撑，透明生产，保障产品质量
对种植源头的把控，是体现沱沱工社农场命名源由。沱沱工社引进以色列的番茄、日本的西甜瓜等优良品种，以有机生产技术体系和有机循环体系为依托，实施建立以物联网技术为基础的有机蔬菜种植管理体系，更加简单、透明且保证了产品质量。
（1）建立“农场云系统”远程智能监控
随着农业物联网技术的广泛应用，为提高工作效率和农业精细化管理水平，2012年农场投资14.4万元，在24个温室大棚安装了“农场云系统”远程智能监控。
该系统的主要功能：
①资源规划功能。丈量土地，估算收成。可以方便地规划土地、水面和温室等各种资源，并详尽记录这些资源的历史和当前使用情况，使得农场管理人员可以从整体上把握农场的生产布局，进行人员和物资的配置，从而可以轻松高效地管理农场。
②农事管理功能。排产数字化，根据订单及农场资源合理安排生产，帮助农场向订单模式转变。记录以前的生产计划，作为来年生产计划的参考，为以后合理安排种植计划提供直观的依据；记录执行中的生产计划，可以轻松了解到现在种植的所有作物；记录以后的生产计划，合理安排收获时间点，保证茬口合理对接。
③生长监控功能。通过各种传感器收集生产过程中的环境信息，使用大数据分析技术得出对生产环境状况的评价，提醒管理人员采取相应改进措施。通过传感器收集生产环境中的光、温、水、气的相关信息，根据植物自身生长的特性，对环境进行评价，提醒管理人员及时采取合理的措施，满足植物生长的所需的环境条件，保证植物正常生长。
④绿色履历功能。利用先进的互联网技术，完整地记录农产品从田间生产到餐桌食用的完整过程，实现了智能化农业生产。绿色履历是每一份在售农产品独一无二的“身份证明”，可以为消费者提供实时的环境、农产品真实状况的购买依据，是农产品生产者与消费者之间沟通的桥梁。
通过扫描二维码，将生产过程中的各种关键数据直观展示给消费者，帮助消费者建立对农场的信心。绿色履历也是一个农场通过产品与消费者互动的营销平台，消费者可以通过绿色履历了解到所购买产品的品牌、生产基地、采摘时间、成熟度、农事操作、推荐的食用方法以及其他消费者的消费评价。
主要作用有以下三点。
①准备阶段。利用传感器，分析实时空气及土壤温湿度、光照、二氧化碳浓度等信息，选择合适的农作物，根据不同时期不同生长因子数据和不同的作物，对棚室进行增温、降温、灌水等的措施。
②培育记录阶段。对采集上来的信息进行高效的自动化管理，应对环境的变化。将棚室每天的农事操作、种植时间、品种等信息录入到云系统上，实现对生产的智能管理，同时方便客户通过手机、网络随时随地地追溯到蔬菜的各个环节的情况，进行远程监控。
③收获阶段。利用物联网设备将蔬菜生产等各类信息采集、汇总、分析，对种植收获阶段进行更精准的测算。
（2）远程实时监控、实现透明化生产
为进一步规范化管理，在生产中充分利用网络技术手段，利用摄像头对生产基地实施24小时全程监控。搭建网络平台，使消费客户可以随时观察和了解基地蔬菜的生产过程及作物生长情况，查看蔬菜生产管理过程，做到有机种植的每一个环节完全受控，让消费者更加放心。
3.利用网络平台宣传销售
2009年公司整合了新鲜食品生产、加工、B2C网络化销售全产业链各相关环节，并依托“透明供应链”产品质量透明管理体系在食品行业供应链上的独特应用，以安全、透明、便捷和个性化的电子商务方式，向白领家庭提供新鲜、美味、营养和时尚的有机食品，将“新鲜日配”变成现实。2010年，推出国内首家专业提供新鲜食品的网上超市——沱沱工社（www.tootoofood.com）。
满足消费者更多细微需求，帮助城市白领家庭找到自己偏爱的生活方式。沱沱工社新鲜食品网上超市，为消费者供应农场直送新鲜蔬果、特色美味、母婴营养搭配、有机美食、生活必需品等在内的16个大类、上万种商品。整合了食品行业优质的供应资源，从商品组织、供应商评估、物流配送，确保每一件送达客户手中的商品均经过层层把关。沱沱工社网站成立至今，网站客户以每年300%的速度增长，已经达到80万，微博拥有50198位粉丝，微信拥有9832位粉丝。
4.为消费者提供配送和售后保障
沱沱工社拥有专业强大的采购评估团队，所经销的有机产品均经过国际国内权威认证机构认证。沱沱工社配有4000余平方米，集冷藏、冷冻库和加工车间为一体的现代化仓储配送物流中心，采用冷链物流到家的配送运作模式，承诺将最新鲜的食品精准交付给消费者。所售新鲜食品3天内如有质量问题，无条件退货。
沱沱工社专门配备冷链物流车，用于配送果蔬及冷冻、冷藏类商品，保障新鲜食品天天送。为适应北京地区的配送情况以及沱沱工社业务发展的需要，公司合理安排配送站点布局，在重点的、订单量相对集中的一级配送站点下，设立二级配送站点，缓解一级配送站点、配送司机及本部配送的压力，同时有效降低每订单的配送成本。在VIP大客户订单相对集中的区域，设立大客户专属服务的配送站点，缩小配送半径，提高配送时效和配送质量。配送网络将一级、二级站点有机结合起来，打造完整的物流配送平台，优化服务质量，降低配送成本，提高配送效率，为客户提供便捷、优质、一体化的综合服务。
5.启示与体会
现代农业是质量效益型、集约型农业，必须在保障必要数量平衡的基础上，优先质量和效益，以增强农业产业的市场竞争力。现代农业在资源环境可持续发展的基础之上，要依靠现代科技，获得较高的土地产出率、资源利用率和农业劳动生产率。
信息化是加快建设现代农业的重要途径，用信息技术对农业生产的各种要素进行数字化设计、智能化控制、精准化运行、科学化管理，能够大幅度减少农业消耗，降低生产成本，提高产业效益。
执笔人：蔺育华（市城乡经济信息中心）
张士良（平谷区农委）
（十）农业物联网搭建发展高速路
田村位于海滨区四季青镇的最南端，东临西四环、南邻阜石路、西邻西五环，是典型的城乡结合地区，素有“四季青南大门”之称。这里空气清新、环境优美、绿化覆盖率高，为生态观光农业的发展提供了十分有利的条件，特别是其紧邻市区、交通便利的优势，为市民的出行带来极大的便利。
田村有着深厚的历史文化渊源，据考证，在宋代田村已经成村，在清乾隆年间已是“三街六市七十二眼井”的大村了，同时还是京西古煤道上的重要路站。20世纪二三十年代，北京最早的国际高尔夫球场——万国球场，就修建于此。
2010年以来，田村积极响应北京市绿化隔离地区建设的政策，抓住四季青镇“一河十园”发展推进的机遇，利用得天独厚的地理环境和优美的自然环境优势，结合本地区实际，规划建设以葡萄种植为主题的生态观光休闲园项目。
田村葡萄观光园占地面积约600亩。园区内建有日光温室、陆地大棚、陆地避雨棚、阳光棚，设有采摘区、土地认养区、展览销售区、餐饮娱乐区等功能区。
园区内的22个温室、16道大棚和19道陆地避雨棚内共种植了80多亩的葡萄，园区内共有50多个品种的葡萄，根据成熟时间的不同分为早熟、中熟、晚熟品种，每年的5月—11月，都能在这里采摘到新鲜的葡萄。
园区葡萄园全面实施滴灌节水、绿肥栽培、果实套袋、无公害生产等一系列标准化现代化农业管理技术，真正实现有营养、无公害、无污染、食用安全的目标。2011年，通过葡萄无公害可追溯认证，同年园区被确定为“北京市现代农业物联网应用试点单位”。2013年底，园区全部温室的数据监控设备同时加装了整个园区无死角安防摄像头，24小时监控及全园背景音乐系统，通过大屏幕进行设备展示，以光纤设备上传视频画面及数据信息。
设备安装完成后，园区派专人对设备的使用进行了认真学习，并及时登录网站接收相关信息，通过手机、平板电脑等设备实现了对温室大棚的实时监控和管理，物联网技术，改变粗放的农业经营管理方式，提高植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，从而引领现代农业的发展。传感技术在精准农业的应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统等。通过实时传感采集和历史数据存储，能够摸索出植物生长对温、湿、光、土壤的需求规律，提供精准的科研实验数据；通过智能分析与联动控制功能，能够及时精确地满足植物生长对环境各项指标的要求，达到高幅度增产的目的；通过光照和温度的智能分析与精确干预，能够使葡萄的花期完全遵循人工调节。土壤养分、墒情监测，为作物选择和耕种方式提供指导；大棚温室监控、田间管理，通过连续监测土壤湿度数据，实现多点同时滴灌补水。加大对农产品从生产到流通整个流程的监管，则可以将食品安全隐患降至最低，而物联网则可在这方面发挥重要的作用。农业信息传送，从天气预报到施肥选择，从种苗遴选到病虫害防治，从幼苗培育到收割入库等方面所包含信息范围及时提供。智能化培育控制，通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统，可对整个园区的生态环境进行检测，从而及时掌握影响园区环境的一些参数，并根据参数变化适时调控诸如灌溉系统、保温系统等基础设施，确保农作物有最好的生长环境，以提高产量保证质量。生产不同的阶段，都可以用物联网的技术来提高工作效率。
在种植和培育阶段，应用物联网分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物；在农产品的收获阶段，应用物联网可以实现一个廉价的信息采集，从而在种植收获阶段进行更精准的测算，提高园区的产量和质量。物联网实际应用到农作物生产中，通过数据呈现农作物生长情况及存在问题，可通过视频影像看到农作物的生长情况，可以短时间内观察全部种植情况，不用再浪费时间进行每日的步行查看。更直观的在生产过程中进行有效的农事操作及安全措施。大大节省时间的同时，更有效的对农作物进行监管。专家在线配合自动报警系统，不仅及时提出警告，而且针对当下警告专家及时发布相关解决措施，并提出未来的防止方法，同时专家的联系方式体现在网站上，如有不清楚的问题，更可直接电话联系专家团队。
除了主打产品葡萄，园区内还种植了火龙果、草莓、西瓜、西红柿、黄瓜等各种蔬菜瓜果，真正实现了“月月可采摘，天天可休闲”的目标。
物联网为园区种植葡萄起到了重要作用，通过数字化数据的呈现，更有效更直观地对生长期的葡萄起到重要的防治措施，降低了葡萄病虫害发生的机率。
产量从安装物联网前的每亩3000斤左右，到现在的每亩5000斤左右的大幅度增产。在物联网的监管下，保证了葡萄的质量品质，果型与糖度控制更好，轻松达到无公害的高效安全质量标准。葡萄的销售收入情况比往年有所增加，农民人均工资也随之提高。增加收入的同时减少了人工劳动力，从原来一人管理一道温室，到现在两人管理五道温室，不仅增产而且提高了劳动效率。
物联网正式运作以来，园区已成为科技农业发展基地的示范参观点，从各级领导对科技农业的考察，到部分农业旅游团参观，不仅增加了园区知名度，更提高了园区的产品销售量，总体比物联网运用以前增加旅游观光人数。园区更成了小学幼儿园等院校的生态科普教育基地，让孩子们走入科学农作物生产一线，体验高科技生态种植技术的发展。
现今园区正处于物联网初期使用阶段，而葡萄生产管理在物联网数据库下并无标准化生产流程，未来园区要针对早、中、晚三个葡萄成熟期进行大量的数据采集，并对园区多品种葡萄的种植，采取相对应的数据监测，才能充分发挥物联网对优质葡萄的生产标准化管理。大量的数据采集和充分的生产日志，将成为开辟数字化物联网下的标准葡萄生产流程，这需要时间和经验才能完成。
农产品的可追溯，已成为未来农业发展的必要条件，而农产品视频可追溯，更是对农业生产园区的挑战。现今园区初成规模的视频数据物理网建成，将成为以后农产品可追溯的根基，当有机葡萄供应市场后，其生产过程将更直观透明地展现在消费者面前，是农业生产园区对消费者的承诺，同时也是园区宣传的重要途径，真正做到“有图有真相”。届时搭建田村农业观光园区无线网全覆盖，让游客身心得到休闲的同时，更可畅游在葡萄的网络紫海里，真正通过智慧农业、科技农业的技术，为市场提供更营养、美味、健康的农产品，做出田村地区农产品的品牌形象。
执笔人：温鑫垚（北京海舟慧霖农业发展有限公司）
方汉森（海淀区农村工作委员会）
蔺育华（北京市城乡经济信息中心）
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