以下为国家农业信息化工程技术研究中心主任、首席专家赵春江在联盟活动中的演讲实录:
大家好,很荣幸参加这个会议前面可能做了物联网在不同领域的报告了,今天下午做一个关于农业方面的报告。这个报告第一是基于我实践研究的一个情况;另外一个,最近我们刚完成国家发改委委托中国工程院做的物联网技术在精细农牧业当中的应用的一些情况。目前我们单位也成立了很多的关于物联网在农业领域、食品安全领域应用的一些项目的课题,把一些体会跟大家汇报一下。
首先就是基本的背景情况,近几年物联网技术对我们国家的影响是比较大。IBM提出“智慧地球”的基本概念之后,强调三个技术:一个是感知技术,一个是互联网,一个是计算和软件。IBM想在物联网的基础上,通过智慧地球的概念,它是希望通过互联网到物联网,让科技更加深刻的渗透,并融入经济生活和社会生活的过程中来,提供可持续发展的可能。
IBM也提出了十大领域,包括我们发改委关于物联网技术在农业里的应用,规划了可能是14个领域。其中农业这一块,比较紧密相关的就是智慧的食品系统,农产品安全。当然现在农业物流这一块,属于大的物流范畴之内。但是农业物流也有自身的特点,比方说及时性,跟一般的钢铁材料这种物流有很多差异。因而,物联网技术在农业物流当中的应用,有它独特的特点和特色。
物联网技术的发展,将是我们信息科学技术,特别是应用技术发展,应该是一个里程碑性的一个提法,也是一个时代的到来。从1950年电脑的出现,到1965年主机时代,到1980年的PC,1995年的互联网,然后2010年物联网,都是这种快速的发展。应该说物联网发展,应该是一个具有里程碑性质的时代特点的到来。
我们国家2009年提出感知中国,别的国家也在积极推动物联网技术的应用,欧洲提出的物联网应用连接方向,涉及到18个领域。这里面和农业有关的,一个是食品溯源;第二个是农牧业;第三是物流和供应链管理,它是更大范围的供应链管理。食品溯源和农牧业这一块,是农业紧密相关的两大领域。
关于物联网在农业里面的应用,得到了我们政府部门的高度。发改委委托工程院启动了物联网发展战略规划研究一个重大的资金项目。其中精细同牧业物联网发展战略规划研究是14专项之一,今天我报告的内容也是我们重大软课题研究其中的一个成果。
另外工程院自身也列了一个项目,物联网及其在重要领域的应用。这个是工程院邬贺铨副院长牵头。包括物联网在农业里的应用,其中农业这一块属于八个课题之一。
科技部在今年的“863”计划里面,那个总体是我牵头设计的,大概投资一个亿,重点在农产品和食品安全物流领域里面进行应用,这是整个国家的一个基本考虑。
农业部最近关于物联网技术在农业领域的应用,启动三个试点项目。第一个是在黑龙江的农垦总局,他们是大农业,以粮食生产为主要背景。我们北京主要是以设施农业生产为背景。还有一个江苏,江苏以养殖业,就是动物养殖业,包括一些猪,还有一些水产等等,包括一些奶牛,以这种背景启动三个重大的示范项目,希望通过这些示范项目的应用和发展,来探索物联网技术在农业里面应用的技术模式,可持续发展的一些技术途径。特别是今后,通过哪些技术的集成,要建立一种商业化的模式,推动物联网在农业里面产业化的发展,这是一个大的初衷。
我们国家应该说,农业对于物联网的需求,还是非常有明显突出的一些必要性。我们国家现在农业发展,按照16亿人口来算,我们目前耕地18亿亩,实现这个红线保不住,耕地在减少,城镇化速度发展很快,我们国家现在城镇化速度46.8,也就是说很多农田将会被占用。
农田减少之后,怎么样去高产?这是一个。第二个,资源短缺了,土地少了,怎么样合理利用这些土地资源,包括我们农业生产的一些基本要素,肥料、水,还有其他的一些种子等等这些要素。所以保证我们农业的可持续发展,必须要用现代的信息科学技术。怎么优化我们的生产技术规程,动态采集我们的信息,通过科学的监测,然后再加上物联网技术自动化的实施,提高我们农业现代化的水平。这些大的背景,我就不详细说了,水也是很缺的。
我们现在研究出低能耗的节点的话,两节七号电池能够支持半年,这里面当然把休眠机制等等各方面,包括数据采集的周期要控制。这样唤醒技术等等综合在一起。现在有的用太阳能,时间长了的话,光能转成电能的效率不太高,特别是受到环境条件的影响还是比较大的。
传感器可以感知这么多的因素,哪一个都很难,除了水以外,还有一些气体可以感知以外,现在都很难,所以还要通过科学技术的创新来解决实际问题。
传输层要具有广域、自组织、高可靠性和节能的特点,这种部署、协议等等,低成本、全覆盖、高实时性信息传输。
最近逐渐四季产生之后,现在国家标准还没出来。比如说图像的信息采集之后,农业上特别强调影像信息的采集,图像信息的采集,因为它直观。如果你的高精度的图像采集设备,能够把蚜虫,蚜虫知道有多大吗?相当于我们的跳蚤,比跳蚤稍微大一点。如果在叶片上的分布能够看得很清楚的话,我们就可以进行管理上的决策。
但是一般的话,图像的采集设备离作物比较远的话,一般照得不是特别清楚。你要是清楚之后,这个马上传输量就会大。所以将来这种高通量、快速传输的技术,在农业领域是需要的。这是第一。
但是农业特点跟工业不一样,我往往需要上行的时候需要高通量;我下行,我发布信息的时候,我只发布一个结果,基本上是文本信息,用低通量的信息就可以。
现在我们在搞实验示范,上行的时候,我们用高通量的这种传输技术;下行的时候,我们就用普通的,比如说GPRS就可以。
从应用层面上,我觉得这个是将来我们农业领域经应用的重点。我不知道大家都是什么领域,可能IT领域比较多。这里面我们照样需要云服务,需要数据挖掘,需要指令决策等等。但是不是从信息领域谈这些应用,一定要从农业领域的需求,要认清。比如说一个管理,业务的流程是什么,真正的难点和关键点在什么地方,这个要把它的业务模型搞清楚。只有这样,我们才能真正实实在在地把互联网技术,在农业里面实现应用。
当然物联网在农业里面的应用,目前还有很多的困难和问题。这里面一个是目前科研项目支持下的无线传感网技术的研究、示范应用,成为研究热点,但是产业化的技术体系尚未形成。另外一批农业应用急需的先进感知与控制技术装备,瓶颈性技术尚未真正突破,相关的制造与服务业尚未建立。
这是我们制造业,我们很多产品,我们技术是一流的,但是我们制造的水平是十流的。所以我们最后出来的产品,样子和封装特点、稳定性各方面都有问题。
第三,基于信息和知识支持的农业产业链环节的智能化决策支持方法与技术研究,需要进一步跟踪先进的信息科学技术,面向农业提出相应解决方案。另外农业上缺乏人才,需要我们搞培训,建立这种跨学科的研究。
当然现在农业、农村,今年中央一号问题又是农业。今年的农业的主题是农田水利基本建设。这个大家有活干,因为农田水利基本建设,就是刚才我说了,这个地平整不平整,可以用激光测距仪、激光屏蔽仪来搞。
另外,农田水利基本建设,毕竟涉及到水资源的使用问题,水质的问题,灌水量有多少,墒情的监测等等一系列的问题。
应该是两万亿,就是计划解决我们国家,要把中低产田拿出一部分,大约四亿亩要搞到八亿亩的高产田。高产田什么概念?一亩地产800-1000斤,我们要保证一万亿斤粮食。我们国家粮食安全的底线,必须一万亿斤粮食。这两年是1.1万亿斤,这是我们维持现在生活水平需要的最低的指数。
我们1996年达到过人群400公斤的粮食,这是发达国家一个最低的指标。但是从1996年以后到现在,没有一年实现过。我们平均300多公斤粮食。粮食并不是吃,粮食要转化成饲料,你要吃鸡蛋、牛奶、肉,这都是用粮食转化过来的。
所以我们现在粮食生产仍然是国家的主旋律,今年大搞农田基本建设,提高我们的粮食生产能力。要培育新兴的产业,要把产业化推进应用作为农业上一个重要的方向考虑。
好的,今天就讲到这里,谢谢大家。
作者简介:
赵春江
国家农业信息化工程技术研究中心主任、首席专家
国家863计划专家
国家863计划重大项目“智能化农业信息技术示范工程”总体组组长
财政部农业科技成果转化资金项目专家
国家科技部农业科技成果转化资金项目专家