作為面向農民和技術人員推廣使用的物聯網平臺，該系統操作簡單，共分為信息采集、信息傳輸和信息處理3個層次，通過安裝在大棚內的傳感器采集空氣、水、溫度、濕度、土壤等環境信息，利用無線網絡將采集到的信息傳輸到電腦、手機等終端上，用戶只需要按一下“開關”就能將相關指令，如澆水、施肥、加濕、降溫等要求反饋到大棚中，物聯網的使用使生產過程實現了智能化控制、科學化管理、信息化服務、全程化追溯。

在家里通過電腦就可能隨時了解大棚里的蔬菜長勢；拿起手機就可以遠程控制通風、照明、水肥滴灌設備，實現精細化種植……這可不是魔術師的穿越魔術，也不是網絡偷菜游戲，而是本市物聯網技術運用到傳統農業的開始。

　　今年，中央一號文件再次提出，把推進農業科技創新作為“三農”工作的重中之重。在“十二五”期間，物聯網首次被確定為我國重點發展的戰略新興產業。

　　當物聯網遇到農業，當設施大棚被傳感器武裝，當海河岸邊種出來自熱帶或寒帶的奇珍果蔬，我們的生活將上演怎樣的科技傳奇？

　　產學研用結合
農業轉向精準化科技化必由之路

　　物聯網
從實驗室走向大棚

　　物聯網應用于設施農業，使農業不再有“季節”的概念，而是從播種、育苗、定植到收獲需要的精準時間，是以小時計算；也不再有南北氣候的差別，在天津種出寒帶或是熱帶的珍奇果蔬已經不再是傳說。

　　在今年商務部主辦的首屆京交會上，一個全鋼骨架的“玻璃房子”吸引了很多人的目光。這是一個長3米、寬1.5米、高1.7米的微縮智能溫室，地源熱泵、水簾、滴灌、排風扇、軸流風機、遮陽網一應俱全。透過玻璃墻，可以看到剛剛定植的番茄苗葉子碧綠油亮、長勢喜人。“房子”的主人用了一年時間，將計算機、通信、機電、軟件等多學科技術整合創新，讓這座“房子”充滿了“智慧”什么時候給番茄苗澆水、空氣濕度夠不夠、溫度適宜不適宜、施多少肥，一系列曾被經驗“模糊”處理的問題，都由信息化智能監控系統實時定量“精確”把關，而人需要做的只是輕點鼠標或按下手機上某個按鍵。

     這個項目名為“基于物聯網的農業溫室智能化應用示范平臺”，是由天津大學、天津當代智慧有限公司、北京昆侖海岸傳感技術有限公司、北京奧爾斯有限公司、天津市農科院農業高新技術示范園區以及天津市中環電子計算機有限公司等6家單位組成的科技創新體聯合研發，目前已獲得兩項國家發明專利和一項軟件著作權登記，并順利通過由市科委組織的專家現場鑒定。

　　任長明、馮子華，天津大學教授、研究員，這兩位年逾七旬的“老科研”是項目的最初發起者，他們密切合作，深入研究國內外物聯網的發展趨勢，設計了農業物聯網的系統架構，并給出了整體集成方案。在兩年前國內物聯網概念剛剛提出時，兩位老學者就已經著手組建智慧農業物聯網的研發團隊，20余位來自高校、高科技企業和農業科研一線的碩士、博士和博士后，產學研用相結合，歷時一年聯合攻關，終于使農業物聯網技術從實驗室走向設施大棚。

　　在采訪中記者了解到，作為面向農民和技術人員推廣使用的物聯網平臺，該系統操作簡單，共分為信息采集、信息傳輸和信息處理3個層次，通過安裝在大棚內的傳感器采集空氣、水、溫度、濕度、土壤等環境信息，利用無線網絡將采集到的信息傳輸到電腦、手機等終端上，用戶只需要按一下“開關”就能將相關指令，如澆水、施肥、加濕、降溫等要求反饋到大棚中，物聯網的使用使生產過程實現了智能化控制、科學化管理、信息化服務、全程化追溯。

　　該項目的主要推動者、天津大學文法學院黨委書記鄒積明說，用物聯網改造、裝備農業，是實現農業現代化的重要途徑，是促使農業從粗放向精準、從經驗向科技全方位轉變的必由之路。設施農業改變了作物生長的季節規律，讓廣大市民吃反季節菜成為現實。而物聯網應用于設施農業，使農業不再有“季節”的概念，而是從播種、育苗、定植到收獲需要的精準時間，是以小時計算；也不再有南北氣候的差別，在天津種出寒帶或是熱帶的珍奇果蔬已經不再是傳說。

　　臟活累活全部包攬
      科學管理產量提高 
      物聯網讓農民與蔬菜對話

　　裝上一個小小的傳感器，大棚里的蔬菜就會說話、有感覺、有思想了，大棚里的溫度高了它會警告你，土壤里的濕度低了它會通知你，更準確地告訴你它的需求。

天津市農科院農業高新技術示范園區是本市物聯網項目的首家落地單位。什么是物聯網？物聯網有什么用？傳感器、RFID標簽、云平臺……馮子華說，他如果用這些名詞來解釋物聯網，估計那些在地里忙活的農民沒人花工夫去聽。跟農民打交道，他經常用的方法就是打比方。

　　“使用物聯網以后，我們馬上就能和大棚里的蔬菜‘對話’了。”走進4號番茄棚，馮子華對正在“吊秧子”的張建紅說，“就拿你手里這株番茄苗來說，它需要什么溫度？什么時候要澆水？什么時候要施肥？澆多少水？施多少肥？你并不完全知道，或是只知道個大概。但是裝上一個小小的傳感器，它就會說話、有感覺、有思想了，大棚里的溫度高了它會警告你，土壤里的濕度低了它會通知你，更準確地告訴你它的需求，使大棚內植物所需要的生長環境永遠保持在最佳狀態。”

　　張建紅對馮子華所說的“物聯網”多少知道一些。“不就是這個嗎？”張建紅指著幾個白色的小盒子對記者說。記者看到，在這棟70米長、8米寬的溫室大棚里，靠近中間位置架起了一副“天線”，上面掛著幾個小盒子，馮子華說這就是傳感器，分別采集環境溫度、濕度、土壤溫度、水分、光照以及二氧化碳濃度，每隔5分鐘采集一次數據，通過智能傳感器與嵌入3G模塊的無線物聯網網關，發送到上位機系統。

　　“西紅柿不好種。”張建紅對記者說，特別是對于她這種以前沒有任何蔬菜種植經驗的農民來說，到園區做農業工人好長時間都感覺“摸不著門兒”。園區技術人員告訴記者，西紅柿對于溫度的要求很高，整個生長周期140天，有效積溫要達到3700℃，但是每天晝夜溫差很大，溫度稍掌握不好，就會影響坐果。“雖然有技術人員指導，但是更多時候我們農民種菜還是憑借自己的經驗。”張建紅說，有時經驗也不牢靠，她拿前些天那次降雪舉例。“那天剛到下午兩點半，我還沒覺得冷，但是打開手機登錄物聯網后，上面提示的溫度曲線卻急驟下降，我趕緊把保溫簾子蓋好。按照經驗，我應該是5點鐘放簾子，真等到那時就晚了，一宿就有可能把苗子都凍死，損失可就大了。”物聯網精準的感知，讓張建紅很驚訝，現在她種菜全聽物聯網的，由于科學精細管理，她種的西紅柿產量和質量都比以前有了很大提高。

　　管理7號草莓棚的董志俊以為棚里的傳感器是“報天氣預報”的，很顯然，到園區時間不長的她對物聯網的設施還不了解，她一直不知道物聯網悄悄幫她“干”了不少活。董大姐的草莓棚一共三層，相當于一個人管3個棚，按理說工作量應該很大。“活不累，給的錢還不少。”董大姐快人快語。原來澆水、施肥、測溫、通風都由物聯網干了，由于園區內架設了由天津市中環電子計算機有限公司提供的點對點無線網橋系統，技術人員可以在1公里之外的中控室上位機上輕點鼠標，她只干些電腦實在無法替代的手工勞動。

　　時值下午3點，與以色列合作的智能溫室內傳感器顯示室內溫度20℃，許書華按了一下墻上操作柜的“內保溫”按鈕，這是物聯網手動模式，幾十秒鐘時間，溫室的天窗徐徐降落、緊緊地關閉了，10分鐘后，溫度上升到了24℃。在園區的農業工人里，許大姐算是個“老字輩”了，她同時管理著3個棚。有著多年種植經驗的許大姐對記者說，現在園區種菜科技含量越來越高了，她最大的感受就是，物聯網的精細管理使大棚里的病蟲害少了，各類藥品投入減少了二分之一，蔬菜的安全性有了很大提高，有關部門對園區蔬菜的農殘檢測合格率達到100%。

遠程操控 科學種田
全程追溯跟番茄“視頻”抓害蟲

　　馬云生坐在辦公室里，筆記本電腦的頁面停留在幾片番茄葉子上，用鼠標一點點拉近，他清晰地看到葉片上趴著幾只小蚜蟲。“實驗棚西南角有幾棵西紅柿秧遭了蟲害，得抓緊防治。”馬云生通過物聯網的遠程監控系統發現了“敵情”，立即拿起電話，給棚里的農業工人提了個醒。

　　馬云生是園區的農業技術專家，一直負責物聯網相關數據的分析和處理。現在他的電腦“管著”園區一期13個溫室大棚、兩個智能溫室，隨著園區建設以及物聯網的不斷完善，覆蓋范圍將會越來越大。馬云生告訴記者，現在他每天一項重要工作，就是通過電腦屏幕遠程操控大棚里的農業生產。

　　“遠程操控？最遠能有多遠？”“只要能上網的地方，用電腦或手機，就能對大棚內的農業生產進行即時在線遙控。”馬云生告訴記者，特別是在出差或是夜間天氣突變時，物聯網帶來的便利就明顯體現出來了。其實便利并不僅僅體現于出差在外。以往在蔬菜種植過程中，技術人員對大棚內各類數據的采集大部分依靠人工，1個小時采集一次，邊測邊記，工作量很大。“溫度、濕度、土壤水分都得測，每個指標取6個點，一個棚至少要測20個數據，一趟下來最少要走兩個小時。”馬云生說，一個數據從1號棚測到13號，前后間隔一兩個小時，時間跨度太長，即使數據出來了，也失去了它應有的意義。而有了物聯網就大不一樣了，現在通過放置在大棚里的傳感器實時采集數據，打開電腦或是手機，隨時就可以看到各種數據的曲線圖了，為技術人員指導農民生產提供了科學的依據。

　　僅僅一個月，馬云生的后臺數據庫就已經積累了16萬個數據。根據這些數據，馬云生再做進一步分析，更為精準地了解每種蔬菜的成長需求，逐步形成對蔬菜種植的標準化管理規程。同時，這些數據也是每種蔬菜的“成長日記”，加上高清攝像頭的忠實的記錄，形成了對蔬菜品質的全程監控，與二維碼相結合，就構成了對蔬菜安全的全程追溯。比如，在超市買一棵白菜，掃一下二維碼，馬上就能知道這棵白菜是哪個基地種的、種植過程中用過什么藥、發生過哪些病蟲害、如何防治等很多方面的信息。

　　南開大學博士、該項目的核心研發人員之一天津師范大學教師劉洋告訴記者，農業專家系統將是智慧農業物聯網項目的重要組成部分。簡單說，農業專家系統是將人類對自然、植物的理解、種植經驗全部進行量化，以數字的形式加以體現，以科學的方法來指導農業生產。目前為該系統開發的軟件已經初步完成，并在籌劃版本的升級工作。所獲得的數據也在不斷地積累，這些信息將可以通過云服務平臺實現共享。中國移動天津武清分公司專門為此項目引入了公網專線，中國移動天津公司為今后云服務提供平臺支持。“我們研發的最終目的，是讓物聯網具有智商。”基于云平臺而做的專家系統，相當于賦予了物聯網靈魂，使物聯網不再依靠人為“指令”，而是真正實現全自動、智能化操控。

　　傻瓜模式
     好用易學 
     推廣需建立商業模式

　　據測算，在農業高新技術示范園區，每個大棚雖然多投入5000多元，但使用物聯網以后，一個棚就可以節省0.2個勞動力，僅這一項，一年就減少開支4000多元，粗略算下來，用于物聯網的支出1年就可收回。

　　物聯網用于農業，農民學得會嗎？用得上、買得起嗎？

　　“這可不是‘高射炮打蚊子’。”作為項目的發起者兼推廣者，馮子華多次強調，現代農業絕不僅僅是設施的現代化，更包括信息的現代化，高科技傳感器、高清攝像頭，雖然聽起來與農業毫不搭邊，卻是今后津郊大棚中的重要角色。馮子華說，農業物聯網主要著眼于解決農民在生產中遇到的難題，是為了滿足農民的生產需求，歸根結底是為農民服務的。因此，在研發過程中，為了適應農業生產的特點，他們采用無線傳輸的形式，實現了蔬菜大棚與數據世界的融合，物聯網在農業領域的應用，最關鍵的不是頂天，不是追求最高端的技術和設備，而是立地，是從農民真正的需求出發。因此，“好用易學”、“傻瓜模式”是其突出特點。

　　“如果您家里承包了蔬菜大棚，您會自掏腰包，用物聯網指導自己種菜嗎？”在農業高新技術示范園區，記者就是否會選擇使用物聯網采訪多位農業工人，正“身處網中央”的他們，對于物聯網帶來的好處表示贊同，也有不少人對記者實話實說：“如果不考慮成本，物聯網的確是個好東西，要是‘動真格’的，就必須得計算一下投入與產出比，看看合不合算，再決定買不買。”

　　對于成本敏感度相對較高的農業來說，投入確實是個大問題。馮子華給記者算了一筆賬：以一個70米長、8米寬的蔬菜大棚為例，需要配置一套傳感器、一個攝像頭，再加上控制模塊、控制箱以及網關等其他設備，各種費用加在一起差不多5000元—8000元，而這筆一次性的投入換來的是水肥節約、產量提升、品質提高、人力減少。據測算，在農業高新技術示范園區，每個大棚雖然多投入5000多元，但使用物聯網以后，一個棚就可以節省0.2個勞動力，僅這一項，一年就減少開支4000多元，粗略算下來，用于物聯網的支出1年就可收回。

　　在采訪中記者發現，雖然物聯網對于農業發展所帶來的好處顯而易見，但在使用上還未形成剛性需求。作為一個新興事物，農業物聯網正處在邊試驗邊示范的階段，有著廣闊的應用前景。“十二五”期間，全市設施農業面積將達到100萬畝，其中智能溫室20萬畝。馮子華在推廣過程中明顯感到，一些農業示范園區的積極性比普通農戶要強烈得多。在本市，物聯網在農業方面的應用基本上是一些示范工程。對于傳統農業來說，物聯網的成本過高，在沒有見到效益之前，讓農民提前投資難度較大。馮子華對此深有感觸，他認為，對于這一新事物，很多農民，甚至一些農業干部、政府部門還需要一個接受的過程，迫切需要轉變觀念。在加大政府扶持、建立補貼制度的同時，應盡快建立適應農業發展需求的商業模式，由市場引導、向市場要錢，是推動物聯網發展的有效方法。