【正文】 通過不同層次的農(nóng)村信息中心群和共享服務(wù)網(wǎng)的建設(shè)以及共享技術(shù)的研究開發(fā)與 應(yīng)用，形成跨部門、跨地區(qū)、跨學(xué)科、多層次、分布式的國家農(nóng)村信息共享服務(wù)體系。并借此開展農(nóng)村遠程教育，提高農(nóng)民的整體素質(zhì)、推動農(nóng)村家庭上網(wǎng)工程。 (4)深入研發(fā)智能化服務(wù)產(chǎn)品 研究和開發(fā)適于農(nóng)村市場和農(nóng)民需求的智能化產(chǎn)品，包括應(yīng)用軟件、多媒體光盤、智能化終端等。為此，不僅要建立一批典型的農(nóng)村信息化示范縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而且要建立一批示范村、戶。我國的廣大農(nóng)民的文化水平普遍偏低，文盲比例較高。隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展和信息工作的逐步開展，我國農(nóng)民群眾對信息服務(wù)的需求越來越迫切。到 2020 年 12 月 31 日，農(nóng)林牧漁業(yè)網(wǎng)站僅占網(wǎng)站總數(shù)的%；全國農(nóng)民上網(wǎng)的平均比例只有 ％，農(nóng)林牧漁業(yè)人員使用電子郵箱和進行網(wǎng)上購物兩方面都僅占 %。 2020 年農(nóng)業(yè)部一項對我國 1000 個農(nóng)村固定觀察點農(nóng)戶信息使用情況的調(diào)查顯示，在我國，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)獲得市場和技術(shù)信息的農(nóng)村家庭只有%。國內(nèi)涉農(nóng)網(wǎng)站主要集中在北京和主要沿海省份，山東、北京、浙江、江蘇、廣東為前五位，其總和占全國總數(shù)的％，西部地區(qū)涉農(nóng)網(wǎng)站數(shù)量較少。目前，我國農(nóng)村平均每鄉(xiāng)鎮(zhèn)科技信息員不足 3 人，數(shù)量和素質(zhì)遠不能滿足基層科技信息服務(wù)的需要。 科技信息資源多頭建設(shè)、分散管理，基層科技信息“孤島化”，科技信息資源不能有效共享：農(nóng)業(yè)部門實施的“金農(nóng)工程”，重點針對農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)；教育部門的“校校通”主要面向農(nóng)村中小學(xué)校；廣電部門的“村村通”主要集中在光纜布線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上。 一是盡快形成政府主導(dǎo)和市場引導(dǎo)的農(nóng)業(yè)信息投入機制。美國以政府為 主體構(gòu)建了龐大和完整的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，收集、分析和發(fā)布農(nóng)業(yè)信息，美國國家自然科學(xué)基金會投資 5300 萬美元建設(shè)一個大型涉農(nóng)網(wǎng)絡(luò)項目，歐盟委員會 2020年投資 5200萬歐元推進 25個成員國之間的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，英國也投資 億英鎊支持網(wǎng)絡(luò)研究項目。國外經(jīng)驗表明，加快推進農(nóng)村信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，積極建設(shè)技術(shù)先進、功能完備的農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施，是順利實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要條件。如，設(shè)立作物基因資源、作物育種和動物改良等信息管理系統(tǒng)，用于收集、存儲和管理新物種、海外種質(zhì)資源信息，這些數(shù)據(jù)通過信息網(wǎng)向大學(xué)和研究所提供，研究人員通過網(wǎng)絡(luò)共享物種資源信息。重點加強中國農(nóng)業(yè)科技、教育和經(jīng)濟信息網(wǎng)絡(luò)中心的建設(shè)，盡快完善農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng)，逐漸完善農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫，為農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)創(chuàng)造良好的技術(shù)條件。日本政府于2020 年 11 月正式公布了 “ 高度信息通訊網(wǎng)絡(luò)社會形成基本法 ”( 簡稱 “IT 基本 法 ”) ，旨在通過建設(shè)高度信息化的通訊網(wǎng)絡(luò)和公共服務(wù)體系，創(chuàng)造一個新的社會發(fā)展環(huán)境，為實施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的 IT 戰(zhàn)略和加快農(nóng)業(yè)信息化進程提供制度保障。同時，政府有關(guān)部門還要盡快制定信息化標(biāo)準，完善農(nóng)業(yè)信息采集、貯存、發(fā)布和傳播的監(jiān)管制度，建 立科學(xué)的信息需求評估機制，引導(dǎo)各類信息服務(wù)主體提高信息服務(wù)水平，防止信息偏差。近年來，日本政府制定一系列發(fā)展農(nóng)村信息化支持政策。我國要 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，建設(shè)社會主義新農(nóng)村，政府必須出臺一系列促進信息農(nóng)業(yè)發(fā)展的財政支持政策，加大農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和農(nóng)業(yè)信息技術(shù)推廣的投融資力度，從而改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營條件和增加農(nóng)民收入。所以，建立健全農(nóng)村信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系，加強農(nóng)村信息服務(wù)和向農(nóng)民提供準確的市場信息，指導(dǎo)農(nóng)民的生產(chǎn)和及時調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，應(yīng)成為我國農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的重點。同時，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、經(jīng)營者的信息需求多種多樣，這就需要有多元信息主體和提供豐富的服務(wù)內(nèi)容，并采用多樣化的信息服務(wù)形式。 目前，由于我國一些農(nóng)業(yè)信息開發(fā)經(jīng)營人員缺少相關(guān)的專業(yè)知識，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)信息產(chǎn)品的質(zhì)量不高，服務(wù)水平低而收費高，嚴重挫傷農(nóng)民利用信息資源的積極性，制約了農(nóng)業(yè)信息化的健康發(fā)展。地方政府有關(guān)部門應(yīng)定期組織開辦信息培訓(xùn)班、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練班等，著重培養(yǎng)農(nóng)民的信息意識、信息知識和應(yīng)用信息技術(shù)的能力。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動注入新的活力，必須加快解決農(nóng)產(chǎn)品市場體系不健全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織化程度低、農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)體系不完善等方面的突出矛盾，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動有效納入社會主義市場經(jīng)濟體制，將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營連接市場經(jīng)濟體系的關(guān)鍵紐帶，推動信息化與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的緊密結(jié)合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的無縫結(jié)合，使廣大農(nóng)民享受現(xiàn)代科技進步成果，提升農(nóng)業(yè)應(yīng)對紛繁復(fù)雜的市場環(huán)境 。面對城鎮(zhèn)化發(fā)展的新趨勢，特別是不同區(qū)域的比較優(yōu)勢，應(yīng)區(qū)分輕重緩急，推進農(nóng)村文化教育、公共衛(wèi)生、醫(yī)療救助、社會保障等方面的信息化建設(shè)，加快城鄉(xiāng)公共服務(wù)均等化，切實縮小因受限 于技術(shù)進步成果所產(chǎn)生的數(shù)字鴻溝，將深化農(nóng)村信息化作為農(nóng)村改革發(fā)展的重要機遇。 總體規(guī)劃思路 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是數(shù)字化、精確化和智能化。近年來，物聯(lián)網(wǎng)（ The Inter of Things, IOT) 的興起又為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了一個良好的應(yīng)用平臺。系統(tǒng)通用性和擴展性強。加強農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)體系，提高信息化裝備，健全信息服務(wù)隊伍，延伸信息網(wǎng)絡(luò)，提高信息服務(wù)能力。各站點的匯聚節(jié)點通過 GPRS模塊實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸，并與 Inter 連接。 農(nóng)業(yè)信息化管理平臺構(gòu)建 基于“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”構(gòu)建信息化管理平臺。無線傳感器節(jié)點隨機部署在感知區(qū)域內(nèi)，每個節(jié)點都可以采集數(shù)據(jù)、獲得信息，并采用自組多跳路通過無線方式把數(shù)據(jù)傳到匯聚節(jié)點 (網(wǎng)關(guān) )，同時匯聚節(jié)點也可以將信息發(fā)送給各節(jié)點，匯聚節(jié)點直 接通過互聯(lián)網(wǎng)以無線方式實現(xiàn)與終端用戶的通信。良好的協(xié)議標(biāo)準有利于網(wǎng)絡(luò)的健壯、傳輸穩(wěn)定性等。其中， ZigBee 協(xié)議相當(dāng)適合在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)環(huán)境中使用 ZigBee 標(biāo)準 隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，短距離無線通信技術(shù)已經(jīng)成為通信技術(shù)中的一大熱點。這一標(biāo)準主要用于近距離無線連接，適合承載數(shù)據(jù)流量較小的工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備及汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和消費性電子設(shè)備等。ZigBee 的特點有 8 個。 ②短延時。 ④近距離。 ⑥大容量。 ⑧免執(zhí)照頻段。 ZigBee 聯(lián)盟所制定的基于 標(biāo)準 的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) ZigBee 是一27 種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與其他近距離無線通信協(xié)議相比具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。 CC2430 芯片只需少量外圍部件配合就能實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集功能，采用鞭狀 天線，兩點間的有效傳輸距離大于 100m。此外，其芯片體積微小、響應(yīng)迅速、低能耗（供電 ）、可浸沒、抗干擾能力強，需要監(jiān)測其他農(nóng)業(yè)參數(shù)時，很容易擴展。信息采集層涉及的技術(shù)有： 二維碼 標(biāo)簽和識讀器、 RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、 GPS、傳感器、終端、傳感器 網(wǎng)絡(luò)等。信息匯總層涉及的技術(shù)有：有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)等。農(nóng)業(yè)作為關(guān)系著國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)其信息化、智慧化的程度則尤為重要。良好的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有賴于森林、草原、水域等生態(tài)系統(tǒng)的支持、保護和調(diào)節(jié)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理的目標(biāo)是利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)改善生產(chǎn)系統(tǒng)的工作效率、提高投入資源的附加值、減少不必要的浪費及資源損耗，從而滿足客戶需求。 作業(yè)標(biāo)準化制定各項工作流程與注意事項。設(shè)施農(nóng)業(yè)在農(nóng)林牧副漁業(yè)所占比重標(biāo)志著農(nóng)業(yè)的進化程度，是農(nóng)業(yè)產(chǎn) 業(yè)升級的重要標(biāo)志。 系統(tǒng)主要功能如下： 32 質(zhì)量安全管理 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理以農(nóng)業(yè)企業(yè)檔案數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，圍繞 “ 生產(chǎn)、庫存、銷售 ” 三條主線，對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)活動、銷售狀況實施電子化管理。 通過一系列技術(shù)措施實現(xiàn)該系統(tǒng)的安全管理： 質(zhì)量安全管理 質(zhì)量安全管理采用各傳感器、視頻設(shè)備、 GIS 地理信息技術(shù)、 GPS 定位技術(shù)、二維碼技術(shù)、并建設(shè)一個智能分析模型，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)質(zhì)量安全管理平臺，能夠在互聯(lián)網(wǎng)及桌面電腦、智能手機等終端上進行系統(tǒng)訪問與管理各個設(shè)備。采用最新的紅外、激光、無線、編碼、識別、定位、傳感器、 RFID 等高新技術(shù)，實現(xiàn)物流運輸安全。 技術(shù)實現(xiàn)方面，通過采用各傳感器、視頻設(shè)備、 GIS 地理信息技術(shù)、 GPS 定位技術(shù)、二維碼技術(shù)、并建設(shè)一個智能分析模型，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程信息化管理平臺，實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)及桌面電腦、智能手機等終端上進行系統(tǒng)訪問與管理各個設(shè)備。 精耕細作管理 “ 精耕細作 ” 在一定面積的土地上，投入較多的生產(chǎn)資料和勞動，采用先進的技術(shù)，進行細致的土地耕作，以提高單位面積產(chǎn)量。 該系統(tǒng)解決方案主要功能如下： 標(biāo)準化管理 組織標(biāo)準化將每個成員的職責(zé)及工作調(diào)配加以標(biāo)準化，使組織的運作在成員各司其職、分工協(xié)作下發(fā)揮團隊的力量。 通過集成大量科學(xué)合理的采用各傳感器、視頻設(shè)備、 GIS 地理信息技術(shù)、 GPS 定位技術(shù)、建設(shè)一個智能分析模型，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境信 息化管理平臺，能夠在互聯(lián)網(wǎng)及桌面電腦、智能手機等終端上進行系統(tǒng)訪問與管理各個設(shè)備。 管理平臺 建立合理、高效、穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個以自然生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的人工生態(tài)系統(tǒng)，它遠比自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，生物種類少，食物鏈短，自我調(diào)節(jié)能力較弱，易受自然氣候、病蟲害、雜草生長的影響。應(yīng)用層是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的 “ 社會分工 ” 與農(nóng)業(yè)行業(yè) 需求結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化。傳輸層是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理。 圖 5 傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點電路框圖 第 6 章 信息化新農(nóng)業(yè)管理平臺構(gòu)建與實現(xiàn) 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) 農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案架構(gòu)： 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)解決方案，如下圖所示： 28 圖 6：智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)解決方案 系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，分別由感知層、傳輸層、應(yīng)用層構(gòu)成，其功能如下： 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層 該層的主要任務(wù)是將大范圍內(nèi)的現(xiàn)實世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等的各種物理量通過各種手段，實時并自動化的轉(zhuǎn)化為虛擬世界可處理的數(shù)字化信息或者數(shù)據(jù)。數(shù)字式傳感器越來越普及，性價比高，使用簡單。 CC2430 有 21 個可編程的 I/O口引腳，方便和多種傳感器、 MCU、外圍設(shè)備接口。此外， ZigBee 具有高節(jié)能性，主要歸功于 IEEE 802． 15． 4技術(shù)以及其低功耗特性。 ⑦高安全性。 ⑤低成本。 ③低速率。在低功耗待機狀態(tài)下， 2 節(jié)干電池可使用 6～ 24 個月，從而免去了充電或 者頻繁更換電池的麻煩。 ZigBee 技術(shù)并不是完全獨立、全新的標(biāo)準，它的物理層、 MAC 層采用了 IEEE 802． 15． 4 協(xié)議標(biāo)準， ZigBee 協(xié)議棧模型見圖 4。 ZigBee 聯(lián)盟成立于 2020 年 8 月。 表 1 各種協(xié)議的比較 從表 1 可以看出，各種協(xié)議具有不同的特性，適用的場合也就不同。此外，還包括定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、電源自供電裝置及復(fù)雜信號處理系統(tǒng) (包括聲音、圖像、數(shù)據(jù)處理及信息融合 )，即圖中虛線所示，可以根據(jù)不同的應(yīng)用做出取舍 (圖 3)。 “ 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) ” 既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，也能提高農(nóng)作物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。 4． 2 軟件開發(fā)工具選擇 應(yīng)用軟件開發(fā)遵循通用性、可讀性、復(fù)用性、可擴展性和信息隱蔽（封裝）的原則，采用面向?qū)ο笏枷?，類屬性和操作的設(shè)計源于系統(tǒng)一般模型，可方便地移植。 23 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負責(zé)數(shù)據(jù)采集，分為不同的遠程站點，如溫室、果園、養(yǎng)殖場、大田等。 提高農(nóng)業(yè)市場監(jiān)管的電子化、網(wǎng)絡(luò)化水平，公開一站式服務(wù)，提高工作效率，降低企業(yè)成本。農(nóng)業(yè)信息遠程監(jiān)測和服務(wù)系統(tǒng)實際上就是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個子集。農(nóng)業(yè)監(jiān)測目標(biāo)具有分散性、多樣性、環(huán)22 境偏僻等特點，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ Wireless Sensor Network, WSN） 是由低成本、低功耗的具有傳感、計算與通信能力的傳感器節(jié)點構(gòu)成的近距離無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，非常適合局部范圍內(nèi)分散或野外目標(biāo)的自動監(jiān)測。農(nóng)業(yè)農(nóng)村改革開放不僅為社會主義新農(nóng)村建設(shè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)，而且為農(nóng)業(yè)農(nóng)村長期發(fā)展和繁榮提供了豐富的人力資源。長期以來，城鄉(xiāng)差別一直是制約農(nóng)村發(fā)展的瓶頸之一。 第 3 章 總體規(guī)劃 項目定位 農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化是改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的客觀需要。包括建立農(nóng)村信息技術(shù)培訓(xùn)基金，明確培訓(xùn)的重點、內(nèi)容、方式和措施等。另外，盡快轉(zhuǎn)變我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求嚴重脫節(jié)的局面，形成信息技術(shù)研究與推廣的良性循環(huán)機制，及時將農(nóng)業(yè)技術(shù)的新成果廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動，使農(nóng)業(yè)技術(shù)由潛在生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的生產(chǎn)力。韓國制定了方便農(nóng)民上網(wǎng)的優(yōu)惠政策，農(nóng)民上網(wǎng)的費用比市話便宜 30%～ 50%。 20 為農(nóng)產(chǎn)提供信息服務(wù)是農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的重要目標(biāo)，建立和完善農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系應(yīng)成為農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的重點。尤其在民間力量難以實施高速信息網(wǎng)絡(luò)的邊遠山區(qū)，日本政府采取必要的扶持措施，實行 “ 官民分擔(dān) ” ，發(fā)揮政府在山區(qū)因特網(wǎng)建設(shè)中的主導(dǎo)作用。農(nóng)業(yè)信息化硬件和軟件建設(shè)分別屬于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施與信息支持的范圍，符合 WTO 的 “ 綠箱政策 ” 。但我國農(nóng)業(yè)信息立法工作嚴重滯后，農(nóng)業(yè)信息化缺乏法律和制度保障。 一是完善法規(guī)和制度建設(shè)。目前德國的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已遍布各地，農(nóng)業(yè)信息通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)資源共享，德國的 13 個聯(lián)邦州都可通過農(nóng)業(yè)文獻信息中心系統(tǒng)得到該中心的庫存文獻資料。其中，信息資源開發(fā)利用是信息化的核心內(nèi)容。同時，我國還應(yīng)發(fā)揮市場的引導(dǎo)機制，積極利用民間投資，允許和鼓勵企業(yè)、科研機構(gòu)、社會組織、個人、農(nóng)村專業(yè)合作經(jīng)濟組織、農(nóng)民信息協(xié)會和農(nóng)戶等投資信息