近年来随着物联网的飞速发展,物联网技术与农业生产及其管理相结合,已逐渐成为农业产业发展的重要趋势,其应用前景非常可观。基于物联网发展智慧农业,其农业产业价值有极大的提升空间。

利用物联网技术,缩短农产品产销过程的中间环节,让生鲜农产品的生产者和消费者直接对接,实现从地头到餐桌直接供应,并以农产品加工配送中心为枢纽,实现生产者和消费者之间的直接互动和信息交流,使农产品农田生产过程“透明化”,采摘加工配送过程“可视化”,产品质量“可追溯”,农业产品“直接拿”,是未来基于物联网的智慧农业运营管理需要实现的目标。

物联网在农业中已经应用到果蔬和粮食种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖等方面。在农业生产管理上主要涉及到农业生产环境信息监测、农业生产精细管理、农产品质量安全溯源、农产品储藏及冷链运输等方面。然而,这些应用都是小规模的、零散的、局部环节的应用,尚未充分发挥物联网的集成作用,如何利用物联网技术,实现从“农田生产→农产品加工→农产品销售”全过程的运营管理,实现生产的精细化管理、农产品全生命周期的质量跟踪管理以及农产品营销模式创新等环节,以适应当代社会对规模化、集约化、安全化、透明化、产业化的新型农业生产的要求,则需要现代信息技术与管理理论的融合与交叉。

基于物联网的智慧农业管理领域的研究重点可概括如下。

（1）基于物联网的农业生产过程的精细化管理

基于物联网的农业生产过程的精细化管理的本原内涵就是农业生产全过程的智能化管理。智能播种作业系统、智能变量施肥机、化学农药减量使用精准喷洒机、智能机械除草机和农田作业机械智能复合导航系统等五大类重大产品是智能农业技术推广应用的关键技术产品。农业生产精细化管理近十几年的研发重点主要有：（ⅰ）信息采集、识别、监控技术的研发;（ⅱ）信息传输网络技术的搭建;（ⅲ）智能分析技术的研发、专家咨询知识库与决策支持系统的建立;（ⅳ）控制模型系统的研发等。

欧、美、日等发达国家的农业生产自动化管理程度高,物联网数据传输可靠性好、安全性好,传感器技术与制造工艺方面处于国际领先地位,其智慧农业的精细化生产管理已初具规模。近年来,我国的智慧农业领域也有了长足的发展,各地在智能农业技术的应用上做了许多有益的尝试。但我国农业物联网技术应用总体还处于初步阶段,与目前的需求差距很大,如：生产过程的科学管理方面研究刚刚起步且不健全;关键技术产品及集成体系成熟度较低,优质生产和标准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步;面向农村的快捷网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍未取得重要突破,农业物联网应用标准规范缺失、有效的运营机制和模式尚未建立等等。

（2）基于物联网的农产品全生命周期的质量跟踪管理

农产品安全问题是各国极其关注的重大问题。自本世纪初开始,欧美国家就已经着手建立一个完整的产业链的农产品安全控制体系。例如欧盟的食品可追溯制度、《食品安全白皮书》和《通用食品法》;英国的家畜跟踪系统（CTS）;荷兰的禽蛋综合质量系统（KIB）和盛酒桶的追踪系统等;日本的食品可追溯制度、农产品认证制度以及相关的法律法规;美国的《公共健康安全与生物恐怖应对法》、《食品安全跟踪条例》、《鱼贝类产品的原产国标签暂行法规》;韩国的全方位农产品追溯程序;澳大利亚的国家牲畜标识计划（NLIS）;加拿大的强制性活牛及牛肉制品标识制度等等。

我国农产品安全监管制度的建立也起步于本世纪初。多年来,我国在农产品质量跟踪管理方面已经取得了一定的理论成果和应用成果,但不可否认仍然存在一些问题,主要体现在如下三个方面：（ⅰ）农业标准化程度低,农产品质量追溯现状处于“碎片化”状态,各个地区的追溯信息存在差异,难以统一,而要建立统一的质量追溯系统需要以高度的农业标准化为基础;（ⅱ）我国的质量追溯体系与国际接轨程度低,国内外技术发展参差不齐严重影响了我国农产品的出口;（ⅲ）追溯技术落后,仅有少数大型企业和发达地区具备了信息化的追溯技术,大多数企业仍然在使用手动记录方式,数据的不规范性极大地限制了追溯的快捷性。

（3）基于物联网的农产品营销模式创新

近年来,物联网技术的发展为实现农产品“农宅直销”提供了可能。物联网技术支持“人-物”和“物-物”信息交互,借助物联网技术将销、产、储、运等环节有机结合在一起,全过程全方位地建设集生产管理平台、物流平台、交易平台、资金结算平台和信息平台于一体的智能应用系统,是“农宅直销”模式发展的新趋势。

目前,学术界对基于物联网的“农宅直销”模式提出了如下畅想：（ⅰ）集合服务中心客户订单数据,科学地生成农产品采摘计划,优化分拣打包方案、车辆配送方案,结合RFID标签指导工人完成工作;（ⅱ）配送过程中利用无线传感和GPS进行车辆路径实时监控,物流中断时快速响应,并实现远程温湿度预警监测与智能控制;（ⅲ）基于物联网打造配送柜系统与智能手机短信服务系统,以社区配送柜为中转,实现农产品异步签收,配送柜内嵌标签自动扫描发送装置告知消费者货物在配送柜中的位置。如此,可以在道路交通顺畅的夜间配送,在客户需要前送达,以效率更高成本更低的方式解决物流配送“最后一公里”问题。

总之,基于物联网的农产品营销才刚刚起步。新兴农产品营销模式需要物联网技术来保证,成功的营销模式又推动着市场对农业物联网终端产品的需求。可以预见,随着物联网技术的成熟和居民对新鲜安全的农产品的诉求增多,基于物联网的农产品营销模式将成为理论研究和应用实践的热点。

我国学者在物联网智慧农业管理领域的研究现状总结如下。

（1）基于物联网的农业生产过程的精细化管理方面

我国学术界代表性的成果有：刘艺对农业物联网生产过程数据的处理、分析和显示等关键问题进行了研究。王冬设计了基于物联网的智能农业监测系统。吴武豪研究了基于猪舍环境特点的传感器选型和布置、数据传输和信息处理应用。李海南基于物联网设计并实现了温室蔬菜大棚监控系统。王纪章对温室环境无线测控网络、网络中多传感器信息融合、温室环境信息处理及调控效果预测模型、作物模型库、多尺度的环境调控优化、基于物联网的温室智能管理系统开发等进行了系统的研究。吕伟国开发了基于EPC物联网的奶牛精细养殖管理系统,设计了定量配料、计量个体奶量、监测生理指标、推测健康状况,以及生长速率调节和效益评估等功能。近年来,我国基于物联网的农业生产过程的精细化管理已有了长足的发展,逐渐向国际先进水平靠拢。

（2）基于物联网的农产品全生命周期的质量跟踪管理方面

我国学术界研究成果集中在：农产品可追溯体系、可追溯编码设计、基于物联网的农产品跟踪追溯系统等。但我国在农产品质量跟踪管理方面仍存在追溯技术落后、质量追溯体系与国际接轨程度低、标准化程度低、产品质量追溯现状处于“碎片化”状态等不足。

（3）基于物联网的农产品营销模式创新方面

我国学者的研究主要分为“农超对接模式”、“农宅直销模式”、“家庭农场模式”三类。其中,“农超对接模式”通过减少农产品流通中间环节,显著降低了农产品流通成本,在物联网技术的帮助下,通过政府和企业对农产品流通的全过程监督,有效保证了我国农产品供应链的安全。“农宅直销模式”下,居民可从网络下单获得当天采摘的新鲜蔬果,并通过基于物联网的电子标签查看农产品生产包装配送状态。“家庭农场模式”下,城市居民足不出户,就能够通过物联网,在产前、产中和产后对自己的农产品进行生产和管理。当前,物联网已成为农产品营销模式创新的源泉,相信随着物联网技术的发展,产业界和学术界一定能创造出更多适合我国国情的农产品营销模式。

展望未来,我国物联网智慧农业运营管理的研究面临多方面的挑战,未来的研究方向包括如下几方面。（1）基于物联网的农产品生产运营管理的未来研究将集中于：海量异构数据物联网架构、多源异质性农业生产数据的知识发现和知识融合方法,及基于知识的农产品精准生产智能决策方法等方面;（2）基于物联网的农产品加工运营管理的未来研究将集中于：农产品加工–配送中基于情境的在线智能联合调度方法、及物联网环境下农产品加工组织体系架构优化设计等方面;（3）基于物联网的农产品销售以及售后服务的运营管理研究将集中于：农产品全生命周期的质量管理和安全追溯方法、基于物联网的农产品商业模式创新、农业物联网应用中的价值网络及其价值分析等方面;（4）以上述理论研究成果为指导,实现基于物联网技术的农业生产管理与农产品电子商务平台。

我国农业基于物联网的生产作业精细化管理、农产品全生命周期的质量跟踪管理以及农产品营销模式的创新等科学问题有待深入研究。打造现代智慧农业大国是我国农业生产和农业管理实现跨越式发展的战略目标,这就需要在我国推行以物联网技术为依托,对现代农业产业链进行高效整合与管理,对农业产业链进行全面重组和再造,最大限度地缩短生鲜农产品产销过程的中间环节,实现从农田到餐桌的直供服务,有效地实现农业生产工厂化、质量控制标准化、组织管理信息化。以此为基础推动整个中国农业生态产业链全面升级,为政府管理部门、农业生产部门、农业生产者提供及时有效、准确可靠的资源管理和决策支持服务。