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[论文摘要]本文就生物资产在农业经济中的性质与会计确认计量规范阐述了两个方面的内容:一是生物资产的性质、特征。二是生物资产确认与计量。
2006年我国建立了与国际账务报告准则高度趋同的企业会计准则体系,其中的生物资产(企业会计准则第5号)第一次以资产命名在农业经济上,这是世界经济全球化新时期下,我国为规范企业与农业生产相关的生物资产会计处理和相关信息披露而提出来的,也是与世界农业经济发展接轨,而把农业经济中有生命的资产归集在生物资产下进行确认、计量及账务处理,保证了农业企业对不同类型的生物资产作出正确的会计核算和反映。
我国是一个农业大国,农业作为国民经济的基础有其重要的地位,长期以来,我国的农业在大部分地区还依靠家庭式的分散生产,一些农业产品还需要进口,没有体现出一个发展中国家的坚实农业基础。为改变农业现状,近几年来,国家十分重视农业发展问题,尤其是把解决“三农”问题提到了议事日程上来,一些专门从事农业生产的企业组织也在不断应运而生。而我国先后出台的针对农业企业的企业制度等远远不能适应农业经济的发展。虽然我们在20世纪90年代对农业企业会计制度作了二阶段的改革,但还是不能适应现阶段现代农业经济的快速发展,为顺应这种经济的快速增长,需要与之相适应的出台管理制度和方法,才能与世界经济同步发展。2006年新的《企业会计准则—基本准则》所制定的新的准则体系为农业经济的发展,规范农业这一特殊行业的特殊经济活动的会计处理,是一个非常大的突破,也奠定了生物资产在各类资产中的独立地位,满足了农业经济的会计核算和分析的要求。
一、生物资产的性质、特征
1.生物资产是指有生命的动物和植物,或者通俗讲是企业所拥有的富有生命力成长性的生产资料,如:粮食生产企业的大田作物、畜牧、养殖企业的存栏生猪等。根据不同的用途把生物资产划分为三种资产:一是消耗性生物资产,该资产是为出售而持有的,或在将来收获为农产品的资产,如:大田作物,蔬菜,存栏待售的生猪、菜牛。这类资产通常是一次性消耗并终止服务能力或未来的经济利益。二是生产性的生物资产。这类资产是指产出的农产品,提供劳务或出租等目的而持有的资产,如:经济林、产畜等。三是公益性生物资产,主要是以防护、环境保护为主要目的的生物资产,如:防风固沙林等。
对于收获之后农产品、农副产品加工和与生物资产相关的政府补助,则不属于生物资产核算范围。
2.生物资产的特征
生物资产作物具有生命的动物和植物的一项资产,有着自身的特征,与企业固定资产和无形资产有着本质的不同。作为会计核算与财务管理,应根据生物资产的特征,在资产的确认、计量和会计的管理上区别于其他资产,那么生物资产的特征主要表现在哪些方面呢?
第一,具有生物转化功能和自然增殖性。生物转化是指导致生物资产质量或数量发生变化的生长、蜕化生产和繁殖的过程,这是自然再生产与经济再生产共同作用的结果。第二,周期性的差异。不同的生物资产其生长的周期性不同,甚至差异较大,如:大田作物、生猪等周期性较短,而林木的周期性就较长,周期性不同的生物资产,其流动性和性质也有差异,需具体区分、合理计量和会计核算。第三,具有不可分割性。部分生物资产与其附着物具有不可分割的特征,一旦原有动植物停止其生命活动就不再是生物资产。如:农产品与生物资产密不可分,当其附着在生物资产上时,作为生物资产,不需单独会计处理,而当其收获时,离开生物资产这一母体,就不再是生物资产,而作为农产品在工业企业存货中去反映。第四,具有双重性质资产的特性。生物资产如因用途不同,就具有流动性和长期性资产的双重性质,而且可以相互转化。如:牛、羊等家畜,取其肉皮时,只能用一次,生命就结束,这是流动资产的性质;当取其毛、乳等产品时,可多次利用,就是长期资产的性质。第五,未来经济利益的不确定性。生物资产在存续期间具有较大的风险,与其他资产不同,其他资产只受市场影响,而生物资产还要受自然条件的制约。特别是自然灾害会造成生物资产的毁灭。动物植物疾病发生会使生物资产的未来经济利益具有很大的不确定性。第六,后续费用投入较大。由于生物资产是具有生命力的生产,在存续期间,需要不间断的投入,而且费用较大,否则会影响生物资产活体的存在或收货时的数量、质量。
二、生物资产确认与计量
1.生物资产确认的条件。根据《企业会计准则第5号—生物生产》规定,需要满足下列三个条件:一是企业因过去的交易或者事项而拥有或者控制的生物资产,企业过去的交易,是指已经发生的交易或事项的结果,而不是预期的生物资产。拥有或者控制,拥有是指企业享有某项资源的所有权,如外购的种猪、奶牛。控制是指虽然不享有某项资源的所有者,但该资源能被企业所控制,拥有该项资产的全部收益和风险,并能带来经济效益。如:融资租入一项生物资产,国家把资产所有权交给企业管理。二是与该生物资产有关的经济利益或服务潜能很可能流入企业,不论什么样的资产,只要在经营过程中,预期均能为企业带来经济效益。直接或间接导致现金和现金等价物流入企业的潜力。服务潜能主要对于公益性生物资产,虽然不能直接为企业带来经济利益,但具有服务潜能,有助于企业从相关资产获得经济利益。三是该生物资产的成本能够可靠的计量。
2.生物资产的计量。资产计量是运用一定的计量单位,选择被计量对象的合理计量属性,确定应予记录的各项资产金额的合计处理过程。
按照《企业会计准则第5号——生物生产》第六条规定,“生物资产应当按照成本进行初始计量”,计量模式采用历史成本,这与国际会计准则不同,国际会计准则一般采用公允价值。对不同性质不同类别的生物资产,应具体应用计量方法来确定其成本费用。由于各类生物资产取得的方式不同,所以实际成本的确定方法也不同,我们从以下几个方面来分析生物资产的初始计量。
(1)生物资产初始计量及价值。第一,外购生物资产的成本包括购买价款、相关税费、运输费、保险费以及可直接归属于相关资产的其他支出。第二,自行栽培作物的成本。如大田作物、蔬菜成本及包括收获前的种子、肥料、农药等、人工费、材料费(大棚材料等)和分摊的间接费用;第三,自行营造林木类生物资产成本,包括郁闭前发生的造林费、抚育费、营林设施费、良种试验费、调查设计费和应分摊的间接费用,对郁闭后的林木生物资产发生管理费用较少,应计入当期管理费用。郁闭是指林木类生物资产的郁闭度达0.20以上(含0.20)。郁闭度是指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度,是反映林地密度的指标。以林地树冠垂直投影面积与林地面积之比表示,完全覆盖地面为1。第四,自行繁殖性成本(产畜、役畜、育肥畜),包括达到预定生产经营目的(出售)前发生的饲料费、人工费和分摊的间接费用。达到预定生产经营目的是指生产发生生物资产进入正常生产期,可以多年连续稳定生产出农产品、提供劳务或出租。第五,水产养殖的动物和植物成本。包括在出售或入库前耗用的苗种、饲料、肥料等材料费、人工费和应分摊的间接费用。第六,其他生物资产的成本要视其情况处理。如:生物资产成本的借款费用按照会计准则——借款费用处理,而消耗费林木类发生借款费用,在郁闭时停止资本化。投资者投入的生物资产,按照合同或协议价值确定,不公允的除外。非货币性资产交换、债务重组和企业合并取得的生物资产成本,应分别按各自会计准则7号、12号、20号确定。天然起源的生物资产成本按照名义金额确定。如从土地、河流、湖泊中取得天然生长的林木、水生动植物,因为未进行过相关农业生产,所以只能采用名义金额为入账价值。
(2)生物资产的后续计量问题。生物资产的后续计量问题主要包括计提折旧、计提跌价准备和减值准备。
其一,生物资产的折旧。企业是对达到预定生产经营的生产性生物资产按期计提折旧,而对消耗性和公益性生物资产则不提取折旧费。计提折旧方法只采用直线法,(年限平均法、工作量法、产量法等)在计提折旧时,要根据生物资产用途分别计入相关资产的成本或者当期损益。同时还要考虑生物资产性质,适应情况和有关经济利益的预期实现方式。合理确定其使用寿命、预计净残值等。特别是对使用寿命的确定,要充分考虑该资产预计产出能力或实物产量有形和无形损耗,市场需求变化,这样才能合理确定生物资产使用寿命的周期。每年度年终了时对生产性生物资产的使用寿命,预计净残值和折旧方法要进行一次复核。如使用寿命或预计净残值的预期数与原估计数有差异的,或有关经济利益预期实现方式有重大改变的,应作为会计估计变更,调整其资产的使用寿命或预计净残值或者改变折旧方法。
其二,计提跌价准备。生物资产在资产负债表日应当按照成本与可变现净值孰低计量,当成本高于其可变现净值的,应当计提生物资产跌价准备,计入当期损益。可变现净值是指企业在正常经营过程中以估计售价减去估计完工成本及销售所必需的估计费用后的价值。需要引起账务核算注意事项是消耗性生物资产除林木类资产跌价准备一经计提不得转回外,其余类资产当影响因素消失后,减记金额应当恢复。在原已计提的跌价准备金额内转回。计提消耗性是生物资产的跌价准备的操作方法比照工业企业存贷进行。
其三,计提减值准备。生物资产计提减值准备依据企业会计准则第8号——资产减值进行。拥有生物资产的企业应当在每年年度终了时对生产性生物资产进行检查,如有确凿证据表明由于受自然灾害、病虫害、动物疾病侵袭或市场需求变化等原因,使生产性生物资产的可收回金额低于其账面价值的,应当按照可收回金额低于账面价值的差额,计提生物资产减值准备并计入当期损益。为了避免企业利用计提资产减值损失来扩大亏损额或缓慢企业业绩等情况,企业会计准则规定了禁止资产减值损失的转回。对公益性生物资产一般不计提减值准备。计提生产性生物资产减值准备的操作方法比照工业企业固定资产进行。
目前,我国农业经济发展过程中,对生物资产应用于农业经济中,特别是乡镇村办企业、民营企业、个体户数量不多,规模不大,这与我国市场经济发育不完善,农产品市场体系不健全,信息化程度低,专业财务人员少有关。如奶牛饲养、生猪养殖、鸡、鸭、鹅、各类林木果树等,都依靠各专业户进行养殖、种植。在会计核算上,都是个体建账、核算,没有形成象制造业企业的规模与形状,许多地方在会计核算与财务管理上都还沿袭老一套的方法,有生命的生物资产与无生命的资产在资产的确认、计量与核算管理都有一定的距离。我们以上市公司为例,在几十家的农业上市公司中,2007年仍未执行生物资产准则的较多,在资产负债表中把消耗性生物资产作为存贷列示,生产性生物资产作为固定资产列示。生物资产分类信息披露存在一些问题,如生产资产分类信息列示少,而且不明确,不系统,分类信息可比性较差,如把育成畜大多列在固定资产上,有的列在存贷中,对信息使用者的决策造成影响。随着经济全球化和国际贸易的交往,对生物资产核算管理提出了更高层次的要求。只有正确对生物资产进行准确的计量、确认,才能反映正确的利润,才能提供真实、可信的财务状况和经营成果来。所以,对生物资产在农业经济中的性质的确认、计量与核算、管理,必须遵循企业会计准则提出的要求,把生物资产的准则和工业企业资产的准则一样,贯彻到各类不同农业经济的企业之中。
参考文献
[1]王清刚.企业会计准则精解与题库[M].北京,中国财经出版社,2008.
智慧农业把关食品安全
智慧农业作为今年活动新增的重点板块,以“慧三农、聚万物”为主题,集中展示物联网技术提升下农业信息数字化、生产自动化、管理智能化的创新成果。国内农业物联网双巨头上海农业物联网应用工程技术研究中心和安徽朗坤物联网有限公司首次同台亮相,分别展示其自主研发的“水产养殖物联网系统”以及“智慧农业生态圈”等。同时,欧洲相关领域著名研究机构(LEI Wageningen UR)也带来了未来智慧农业的美好远景,并和中国优秀企业共同探讨行业未来发展。智慧城市勾勒美好生活
一、4G通信技术
所谓4G通信,即新出的第四代新型移动通信。目前的4G已经确定了其实质性内容、定义、国际标准、业务内容、网络结构以及技术参数等。4G通信将会是人类无线通信技术上的又一代革新,将会超越3G,更加符合消费者所需。
二、4G通信技术核心内容
(1)OFMD技术。OFMD技术的中文名称为正交频分复用技术,4G通信技术中的核心内容就是它,能够分信道为多个正交子信道,让将高速数据信号变换成为低速数据流的形式,进而能够调整每个子信道上信息的传输,频谱效率也是由此得以提升,即让高速传输和抗码间干扰在某种程度上得以实现。(2)SDR技术。软件无线电即SDR技术。连接每项通信技术,让模拟信号数字化的过程得以提升,进而保证期能够在最大尺度上接近天线,然后更好的去实行信道的分离与编译码工作等。其无地域限制的通信服务的实现,实质上就是由于在建立改软件系统过程中,利用运行高弹性软硬件平台,从而使得不同的系统间能够进行兼容性工作,通信质量得以提升。(3)SA技术。SA技术又名智能天线技术,构成该技术的主要因素为天线阵、波束形成网络、波末形成算法。其根本功能是新号的干扰防御,然后再利用各阵元的信号加权幅度、相位等的调整,然后对其天线阵列方向图形进行操作改变,从而让其拥有了抗干扰能力。(4)无缝互联技术。4G技术中的一个主要技术为无缝互联技术,即在IP核心网功能基础上得以实现的。供端到端的整个IP业务都是由核心网实现的,向内引入独立性无线接入,进而让核心网与其他核心网之间能够达到有效共融。其有着较为开放的结构,能够将核心网与众多的空中接口相连接;通过分离信息的方法来将其业务、传输、管理控制等实现独立化。
三、4G通信技术的应用前景
(1)4G在智能手机中的应用。4G技术应用环境下,能够使得智能手机在进行语音通话的时候再使用各种资料、图画、影音的双向传递功能。且4G手机能够对其手机所处的环境、时间、背景等因素来时刻提醒主人应做和不应做的事情。比如其能够直接下载电影院的票房资料、售票的情况、座位的情况等,进而让主人根据这些信息来决定是否进行在线购买。(2)在智慧家庭中的应用。所谓4G通信技术,其还是一种超高速的无线网络,即无需电缆的信息超高速公路,进而让电话用户利用无线、三位空间虚拟实景连线。4G通信时代下的人们交流更方便更通畅,让人们与机器之间能够有一条更加自由的交流通道,进而使得智慧家庭朝着智能化、个性化、综合化、全球化的方形发展。4G通信技术能够使得智慧家庭进行有线无线网络相结合的方式,进而让信息无处不在,不仅能够让其外网数据通道高速运转,同时也能够让内网信息流的运转、传递更高效。(3)在农业中的应用。随着4G通信技术的到来,农业领域中开始有了嵌入式的通信技术应用。为了实现我国现代化农业发展目标,让农业信息能够得以高速度、高精度、高密度和低成本的进行传递和使用,进而能够在各地进行因地制宜形式,从而解决各地的农业生产中出现的问题,进而促进智慧型农业的发展。现代化农业自从有了4G通信技术以来,其信息化服务更加精确,与管理农业生产的对象相结合,让农业知识灌输在智能通信技术内,从而对农业生产进行智能化管理,制定多种信息管理方案措施,得出拥有查询信息、诊断、大信息量、先进知识与信息和及时性多种特点的应用技术。(4)在单位研发中应用。已经有部分单位和企业等展开了4G移动通信技术的开发工作,并且已经有所突破。其单位内的4G通信技术可以实现图像、视频、音频、文学等的高速传输功能,并且逐渐应用到了多种类型和种类的工作之中,例如根据不对称设计,从而得到了通信技术方面可进行互联网、计算机、手机之间的自由通信以及多点控制的应用技术。
四、小结
4G通信技术的不断发展让通信信息量得以提升、信息传播速度得以加快、信息服务质量得到不断强化,再加上比如MIMO、OFDM等4G通讯中独有的技术构造,其自身技术不断得以发掘,使用空间和使用路径也得以扩展,从而更好的应用到信息服务功能中去。
参考文献
1、前言
由于我国幅员辽阔,传统林业管理在一定程度上限制了林业的快速发展,而随着科技的进步,伴随着智慧林业的出现,传统林业也开始逐步转向了管理、服务以及感知等为一体的新模式。而在智慧林业发展过程中,物联网技术起到了无可替代的重要作用,本文正是结合物联网及智慧林业的相关理论概述,针对物联网技术在智慧林业中的具体应用进行了详细的探讨,希望能够为同类的实践提供借鉴。
2、物联网及智慧林业相关概述
2.1物联网技术概述
物联网技术主要是通过GPS系统、RFID系统、红外感应器以及激光扫描器等设备,将我们生活中的各类物品连接到一起并接入到互联网之中,继而以此为基础进行信息的采集、交换、处理以及反馈,从而达到智能化管理、监测以及识别的目的。下图展示了物联网系统的主要构成,主要包括传感器系统、中间件系统以及应用系统等三个重要部分。
图1 物联网技术的主要构成
2.2智慧林业概述
目前,传统林业正在向着数字林业、智慧林业快速转变,而物联网技术则在这一转变过程中发挥了非常重要的作用。所谓智慧林业,主要是指将移动互联网技术、物联网技术以及大数据技术、云计算技术等新兴的信息技术运用到林业开发之中,从而达到快捷高效以及智能管控的目的。从目前情况来看,我国林业若要在未来取得更好的发展前景,智慧林业是必由之路,只有通过打造智慧林业,才能不断提升我国林业发展质量,促进林业的可持续发展。同时,智慧林业也使得我国在林业资源管理、绿色林业发展以及构建生态系统等方面能够和谐共进,实现经济和社会的最大效益。
3、当前物联网技术对于林业发展的重要性
众所周知,我国幅员辽阔,林业在空间上具有明显的广阔性,而且在时间上也保持着很长的周期性,正是由于这些特征的存在,使得林业和其他的生产实践有着很大的区别。以林业资源监测为例,不仅需要较大的外业工作,而且任务量非常繁重,更有甚者,在管理过程中还会产生大量的林业数据,种种都使得工作人员在处理工作中面临着较大的困难,当然也比较难以保证精准性。在这种情况下,如果将物联网技术应用其中,必定能够取得明显的效果,从而发挥出巨大的作用。在林业管理和监测中,可以通过物联网技术随时获取到林业中野生动植物、森林等相关的数据信息,使得管理人员可以随时掌握林业的动态,也正是由于物联网技术的运用,使得林业发展更快地从传统林业转变成为智慧林业,使得林业发展实现了很大的跨越。
4、物联网技术在智慧林业中的具体应用
4.1实现对林业资源的监测和管理
在林业管理中,林业资源的涉及面是最为广泛的,林业管理人员可以通过物联网实现对特定区域的特定对象进行智能管理。比如,可以在具有代表性的树木根部设置传感器,对树木生长所需要的温度、水分以及养分等指标数据进行自动采集,然后通过网络传送到管理中心,管理人员可以通过对采集数据的分析,确定树木的生长环境。此外,林业管理人员还可以在林区设置摄像机等安防监控设备,以达到对林区环境随时监控的目的,一旦出现树木生长超过临界值,或者盗伐林木的不法分子进入时可以随时向有关部门报警,以便于及时采取应对措施。
4.2实现对森林病虫害和火灾的预防
对于森林资源来说,病虫害和火灾可谓是两大危害,国家林业部门也一直都比较重视,但是面对着庞大的森林面积,如果不能够借助于先进的物联网技术,单靠人工观察监测,其工作量也是难以估计的。首先,通过物联网技术中的传感系统,可以实现对森林病虫害的自动监测,实现动态跟踪的目的。当然,我们也可以基于森林环境中的温湿度等客观数据,以实现对病虫害的预防等,这样也能够有效防范森林病虫害的大面积发生。此外,在森林防火方面,可以通过选取合适的观测点,通过传感器实现对不同林区区域环境的干燥度、温度、风力等关键气候的监测等,通过相关的数据可以为有效防火策略的制定提供重要的依据和参考。
4.3实现对野生动植物的有效保护
在智慧林业中应用物联网技术还能够有效实现对野生动植物的保护作用。通常是通过在林业的重点区域设置相关的传感器,对动植物进行监测和管理,从而有效实现动植物的可持续开发。具体来说,首先可以在珍贵的野生动物身上或者其所处的活动区域中设置相应的电子标签,通过电子标签能够掌握该种动物的生活习性,以更好地监测与定位,当然,如果野生动物发生意外,也便于相关部门及时采取有效的措施。同理,林业管理人员也可以在珍贵植物身上设置相应的电子标签,以对其年龄、种类、生长状态等信息进行收集和分析等。可见,基于物联网技术还能够有效实现野生动植物保护的现代化。
5、结束语
总之,物联网技术作为当前发展非常迅速的一门科技,在很多领域中都发挥了十分重要的作用,而林业亦是如此。笔者相信,随着物联网技术在未来与智慧林业的进一步深入融合,必定能够有效推进我国林业发展的现代化,继而促进我国林业的健康、可持续发展。
【参考文献】:
[1]乌日根,简帅. 物联网技术在林业信息采集与处理中的应用[J]. 信息化建设,2016,05:309.
[2]陈光. 物联网在林业发展中的探析[J]. 计算机与网络,2015,10:60-61.
[3]糜艳丽,刘明红. 物联网技术在林业信息化中的应用前景[J]. 北京农业,2015,15:18.
中图分类号 F49 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)14-0338-03
Discussion Development of Internet of Things and Wisdom Agriculture
DONG Miao HUANG Rong-rong ZHENG Yong ZHAO Shi-jing CHEN Jie *
(Tongji University,Shanghai 201800)
Abstract With the development of internet,wisdom agriculture is a trend of agriculture in our country,and the internet of things is the key technology of wisdom agriculture. This paper mainly introduced the connotation of internet of things and wisdom agriculture,architecture of internet of things,mainly including perception layer,network layer and application layer.At the same time,the paper concretely introduced the internet of things in wisdom agriculture development situation and existing problems.
Key words internet of things;wisdom agriculture;framework of internet of things;development situation; problems
智慧农业是我国近几年根据农业的发展而新产生的一个概念,就是在传统农业的基础上应用物联网技术,充分利用传感器和其他平台软件对农业生产生活进行监测和控制。由于我国农业已经步入由传统农业向现代化农业发展的阶段,越来越多的现代化智能技术融入到农业中,而物联网技术则是智慧农业的主要支撑技术,我们越来越多地感受到智慧农业给我们带来的便捷、高产和优质,这是我国未来农业发展的一个主要趋势。
1 物联网与智慧农业
1.1 物联网
物联网[1](internet of things)定义的核心和基础仍然是互联网,主要是将物品与物品之间用互联网进行连接,所使用的技术包括智能感知识别技术、普适计算等通信感知技术,简而言之,就是利用互联网等通信技术实现远程管理控制的智能化网络,从而更好地将物与物、人与物进行连接,可以说物联网是互联网的延伸,在兼容了互联网所有的应用后,同时又具有自己的私有化和个性化。农业物联网是将物联网技术与农业相结合,是将其具体应用在农产品生产、经营、管理、服务的整个产业链当中,即将农产品与农产品之间的信息应用现代智能感知技术进行采集测定,然后将收集到的信息数据进行识别处理,再传到操作终端,实现智能化控制[2]。物联网在农业生产中的具体应用就是通过在农业生产中安装各类传感器,如温度传感器、湿度传感器等,通过数据连接,将无线传感网络、电信网、互联网进行集成,实现农业生产信息在各个环节的传输,最后将大量农业生产信息进行整理融合,由操作终端实现对农业生产的过程监控,进而实现现代化农业生产高产、高效、集约的目标。
1.2 智慧农业
智慧农业即在传统农业的基础上应用物联网技术,充分利用传感器和其他平台软件对农业生产生活进行监测和控制,使农业系统不再像传统农业一样封闭,而是具有“智慧”,智慧农业不仅可以进行基本的感知、控制和管理,更是扩展到了电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容,物联网技术可以说是智慧农业的基础[3]。
2 智慧农业物联网架构
2.1 信息感知层
顾名思义,感知层相对于物联网而言,类似于人类的感觉器官,主要是用于识别物体并进行信息采集。信息感知层通过采用先进的传感技术,即利用温度、湿度、光照、风速等各种传感器,得到农业生产过程中的精细化信息,如设施内温度、湿度、光照情况、CO2浓度、土壤湿度、营养液浓度等信息,是对植物生长状况进行判定的基础[4]。
2.2 信息传输层
信息传输层由互联网、云计算平台、移动通信网、无线传感器网络等组成,主要负责传递和处理感知层获取的信息,也是物联网的中枢环节。信息传输层主要作用就是将信息感知层获取的数据以多种通信协议向局域网或广域网。其中应用较多的为无线传感网络。无线传感器网络[5]通过无线通信方式自行组网,对网络覆盖区域中的对象的动态信息进行采集,并进一步计算处理。由于其监控效率高,且具有成本低的有点,因而在农业领域的信息采集工作中应用广泛。
2.3 信息应用层
信息应用层通过对数据进行科学处理而制定相应的管理决策,从而实现对农业生产过程的控制。例如利用无线传感器网络获取作物生长环境的温湿度、光照强度等信息,并对各类信息进行分析,依据制定的管理策略,与传动机构进行通讯,控制传动机构,进行自动灌溉、施肥、加温、控光等,同时对异常信息自动报警[6]。
3 智慧农业物联网技术分析
3.1 信息感知技术
物联网技术是智慧农业的基础,而信息感知技术又是物联网技术的基础,信息感知技术是整个智慧农业中最基础的环节。该技术包括射频识别技术、全球定位系统技术、农业传感器技术、遥感技术等。
3.1.1 射频识别技术。射频识别技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术,该技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。射频识别技术在食品行业中主要应用于食品的跟踪和溯源。应用射频识别技术系统可确保食品供应链的高质量数据交流,可确保食品源的清晰,实现产品追踪,从而实现质量监控和追溯[7]。同时,射频识别技术与传感器技术相结合,可以感知食品加工和储藏过程中环境的状态信息,因为环境因素对食品品质影响很大,记录分析这些因素就显得十分重要。利用无线通信技术可以方便地把这些状态信息及其变化传递出来。
3.1.2 全球定位系统技术。全球定位系统(global positioning system,GPS)是美国从20世纪70年代开始研制,在1994年全面建成,可以在海陆空的三维空间中进行全方位的导航和定位。全球定位系统技术的定位定时功能能够实现对农田具体生产状况的跟踪与描述,同时辅助农业机械将农作物肥料等定点运送并喷洒到准确的位置[8]。
3.1.3 农业传感器技术。农业传感器技术是农业物联网的核心,主要用于采集各类农业信息,包括空气温度、湿度等环境指标参数,畜禽养殖业中的有害气体含量,种植业中的光、温、水、肥、气等参数,以及水产养殖业中的酸碱度、氨氮、溶解氧、浊度、电导率等参数。
3.1.4 遥感技术。遥感技术从不同高度的平台上,使用不同的传感器,对地球表层各类地物的电磁波谱信息进行收集,并进行分析处理。遥感技术利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性,通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。在智慧农业采集地面空间分布的地物光谱反射或辐射信息,实施全面监测,同时根据光谱信息,进行空间的定性与定位分析,从而提供大量的田间时空变化信息[9]。
3.2 信息传输技术
农业信息感知技术在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络[10]采用无线通信方式,由部署在监测区域内大量的传感器节点组成,负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息。蓝牙(bluetooth)[11]是一种短距离无线通信技术规范 ,能够实现数据和语音通信,蓝牙通信带宽为lMb/s,一个“蓝牙”主设备最多同时与7个其他的“蓝牙”设备通信,支持点对点和点对多的连接,使用灵活的无基站组网方式。目前主要的应用场景有数码相机图像传输,计算机、手机等的交互会议,耳机、游戏机等的电子娱乐产品等,汽车产品等。Wi-Fi(wireless fidelity)是IEEE定义的无线网络通信的工业标准(IEEE802.11),主要特点是可靠性高、速度快,在开放的环境通信距离达到300 m以上,在相对封闭的环境里通信距离在100 m。组网灵活、成本低、可移动性好,与现有的有线以太网络非常容易整合。但是其明显的缺点是信号强度影响其稳定性,抗干扰性不好,且设备的功耗非常高。目前,Wi-Fi应用在如手机、PAD等的便携式电子产品中,有效解决校园网或办公室无线局域网的无线接入问题[12]。
3.3 信息应用技术
信息处理技术是物联网技术的最后环节,也是智慧农业实现自动控制的基础,应用的技术有云计算、决策支持系统、专家系统、地理信息系统、智能控制技术等技术。
3.3.1 云计算。云计算指将计算任务分布在资源池上,使应用系统实现根据需要获取存储空间及软件服务。面对智慧农业中的大量数据,云计算可以实现信息存储资源和计算能力的分布式共享,超级强大的信息处理能力同时也为大量信息提供支撑[13]。
我国近年来开展云计算对于农业生产的应用,在农业相关领域的应用都有研究。目前农业云体验平台包括农业信息智能搜索与服务平台和绿云格平台,通过这2个平台能够实现农业市场信息和实用技术的准确获取与分析,为农业主管部门、企业及农户个人提供个性化检索,同时提供全方位的农业生产环境远程管理服务[14-18]。
3.3.2 决策支持系统。决策支持系统以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策。农业决策支持系统在农业节水灌溉优化、大型养鸡厂管理、小麦栽培、饲料配方优化设计、农机化信息管理、土壤信息系统管理上进行了广泛应用研究[19]。农业决策支持系统可对地方农业生产过程进行分析和模拟,预测不同决策方案的效果与效益, 从而优化农业生产决策。目前决策支持系统技术在农业结构优化、产量预测及潜力分析、确定农业投资规模等方面得到广泛应用[20]。
3.3.3 专家系统。专家系统模拟人类专家解决各种复杂的实际问题,具有与专家水平解决问题的能力。该系统在利用农业专家多年积累的知识与经验的基础上,对需要解决的农业问题进行分析判断,提出决策,使计算机在农业生产中起到人类农业专家的作用[17]。例如专家系统在榨菜病虫害防治中的应用,为农户和科技人员提供了病虫害信息交流平台,为菜农提供了病虫害防治的科学指导,现实意义显著[18]。
3.3.4 地理信息系统。地理信息系统主要用于建立自然条件、生产条件、土壤数据、作物病虫草害发展趋势、作物产量等的空间信息数据库,为分析差异性和实施调控提供处方决策方案[15]。利用地理信息系统进行土壤适宜性评价就是将土壤质地、类型、氮磷钾含量、有机质含量等土地数据进行整合,并赋予权重,再进行分析运算,生成土壤适宜性评价图,也可建立数学模型,实现土地适宜性的分级[16]。
3.3.5 智能控制技术。智能控制技术主要用来解决用传统方法无法顺利解决的复杂问题。目前智能控制技术的主要研究方向包括神经网络控制、模糊控制、综合智能控制技术,并在设施园艺、大田种植、畜禽养殖等方面得到初步应用[20]。比如,用神经网络分析甜瓜质量的物理测量指标与人们感官对甜瓜香味、甜度、酸度、组织结构、水分等质量指标的相关关系,来预测甜瓜质量。将实测物理标与人的感官分类联系起来,对食品质量进行预测,在食品工业中有很重要的意义。
4 智慧农业物联网技术应用现状
4.1 传感器在温室中的应用
为了提高农作物的产量和质量,优化作物品种,使作物的生长不受或少受季节的影响,现代化设施农业快速发展,它的主要发展形势是温室大棚,相配套的温室栽培技术也得到了广泛的关注和应用。该种技术主要是利用对温度、湿度、光照、喷灌量、通风等影响因素的测量和控制,实现对作物生长的精准控制。
在此过程中,对各类参数的测定采集尤为重要。主要是采用温度、湿度、光照、CO2、土壤湿度、土壤养分等各类传感器检测农业环境中的各项物理量参数,并根据生产控制策略,实现生产自动控制,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境[21]。
4.2 传感器在自动化农业机械中的应用
由于农业现代化的快速发展,对农业机械精度的要求也越来越高,对于机械各部分强度的测量也就尤为重要。例如,应用传感器技术测定农机的性能指标及零部件的结构强度;用应变式传感器测定犁体的阻力,为犁体曲面设计提供科学依据;播种机上安装的光电传感器可随时监测机器是否堵塞,保证农作物出苗率;自动灌溉装置中土壤温度、湿度传感器的使用,在保证农作物灌溉用水的同时实现节约用水[22]。
4.3 遥感技术在农业中的应用
遥感技术是一种现代测量技术,它是通过非接触、少破坏的方法对农林业等方面信息进行测定获取,它可以测定农作物品种的分布区域、植物品种的分类、土地肥沃程度、植物生长情况、植物受灾情况等,然后通过遥感所获得的信息来确定最合适的种植和最适度的施肥,这也就在一定程度上控制了农药化肥的不合理使用,防止了环境污染,从而获得更高的效益[23]。
5 智慧农业物联网技术存在的问题
农业物联网是一项创新型现代化信息集成技术,正在不断改变着我国传统农业的面貌,即便如此,农业物联网也遇到了一定的问题[24]。
5.1 物联网设备概念性产品多于实际应用性产品
我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,很多都是学生们研究出的概念性产品,实际应用推广并不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
5.2 不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值
物联网技术虽然说是在农业中要进行普遍推广,但更多的注重试点示范而不看重经济指标,尚无法实现大规模商业化应用,实际价值不大。由于我国农业仍处于弱势地位,物联网在我国农业领域的应用受限,发展初期同时受到资金的限制。
5.3 资金投入回报周期长,不利于物联网推广
农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。
5.4 传感器的缺乏
目前我国农用传感器种类较少,主要集中在温度和湿度监测方面,对其他农业生产环境因子的监测传感器严重不足,对生物本体的感知传感器则更少。同时,国产传感器性能不稳定,监测数据的准确性不足,且器材寿命较短[25]。
6 结语
智慧农业是我国未来农业发展的主要趋势,是未来农业的发展方向,随着信息技术的进一步发展,物联网技术会得到更大范围的应用。现在,已经可以看到物联网技术为智慧农业带来更多智能化和信息化,而现在要做的就是提升农业物联网的自主创新能力,加快低成本、高可靠性、使用期限长的传感器开发,加强 Zig-Bee技术等新型无线传输技术在农业上的应用研究,提升专家系统等智能决策系统的实用性和可靠性,通过单项技术突破与多项技术集成应用并举,加快技术研发应用步伐,使基于物联网的智慧农业可以在农村地区大范围使用,这是我国未来农业的趋势和目标。
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《动态》:项目听起来不错,能否展开为我们谈谈?
孔铭:好的。视频大数据及智能终端产业化项目由公安大数据分析应用平台、视图机器识别云服务平台、视频云联网服务平台、警用智能硬件四部分组成。该项目拓展了公司传统平台在大数据、云计算、人工智能技术中的运用,增加了视频平台运用场景,契合公安机关安防信息化、智能化的发展方向;智能服务机器人方面,公司依托子公司北京东方瓦力机器人科技有限公司,在服务家居机器人市场爆发的前夕提前布局,注重人工智能、人机交互、入侵检测等功能开发,抢先试水家居安防领域,市场前景广阔。
《动态》:东方网力是我国视频监控管理平台的龙头。本次定增从公司产业链布局来看,有何亮点?
孔铭:公司的发展战略是紧紧围绕核心优势将视频技术广泛应用,公司目前已有“联网、大数据和深度学习”的技术布局,同时参股了JIBO、Knightscope等美国智能服务机器人公司,与Sense Time Group合资成立公司共同研发深度学习技术,在行业内有着良好的客户关系和品牌美誉,本次项目分部针对B端和C端市场打造视频大数据和服务机器人等核心产品,深化战略布局。 此外,服务机器人是大数据、人工智能融合发展的结晶,是正在兴起的新一代智能硬件,也是未来确定性发展方向。据IFR预测分析,2014年至2017年全球将产生3165万台服务机器人的市场需求,而中国正受老龄化和劳动力下降等影响需求逐步兴起,结合中国巨大的市场,服务机器人发展空间广阔。我们对该项目的前景看好。整体而言,如顺利完成此次定增项目,公司成长空间彻底打开,加速切入更为广阔的市场,中长期成长无忧。
《动态》:东方网力当天还了另外一则公告。是公司2015年年报。年报显示,公司去年实现营收10.17亿元,同比增长58.92%;实现净利润2.49亿元,同比增长83%。同时公司预计2016年一季度实现归属母公司净利润为2819.4万元一3588.3万元。同比增长10%一40%。可以说,公司的业绩还是相当不错的。对此,你怎么看?
孔铭:公司的高增长得益于公司的内生+外延战略。处延方面,公司收购华启智能、嘉琦智能、动力盈科、参股中盟科技,几家主要公司并表增厚了公司业绩约8849万元,同时这些公司的业绩承诺对后续两年业绩形成了较好的支撑。
扣除外延部分,内生业绩约为1.6亿,剔除股权激励费用四千多万,实际增长约为2亿,同比增长也超过五成。内生高增长一方面受益于安防行业持续景气;另一方面,公司占比较大的PVG网络亮频管理平台毛利率提升了3.23|%,也有明显的业绩贡献。
随着未来行业景气度的持续提升,以及公司整合产业链上下游不断推进,业绩有望实现持续高增长。
《动态》:从东方网力二级市场走势来看。也相当给力。
孔铭:是的。我们看到,即便是在大盘创新低的背景下,该股的股价还是相当坚挺的,拒绝新低。而且自1月底以来,走势相当稳健,其中股价上涨超过5%的天数4天,表现抢眼。从技术形态来看,公司的均线修复已基本完成,目前股价已经在向上的趋势内运行,投资者可以积极关注。
《动态》:本周还有哪些公告值得大家关注?
孔铭:京蓝科技(000711)收购沐禾节水,投身智慧农业的公告,也值得投资者关注。因为可能在A股市场又有乌鸡变凤凰的戏码上演。
《动态》:我们也有注意到,京蓝科技近期不断释放利好消息,易主、扭亏、摘帽、重组……目前公司正处于停牌中,但关于这则公告,你还是和我们展开谈一下吧。
孔铭:在新任实际控制人郭绍增的主导下,京蓝科技拟作价15.88亿元收购沐禾节水l00%股权,以农业节水作为切入点加快主营业务转型,布局“生态环境产业”。 根据公告,京蓝科技拟通过发行股份及支付现金相结合的方式购买乌力吉、杨树蓝天、融通资本及科桥嘉永等合计持有的沐禾节水100%股权,交易作价15.88亿元。本次发行股份购买资产价格为15.98元/股,公司停牌前股价为21.21元/股。
《动态》:京蓝科技原有主营业务为商业地产租赁、煤炭开采,如今转型的幅度也算是不小了。
一、花乡智慧旅游建设的路径分析
旅游业虽是花乡重点扶持的产业,但花乡并没有充分调动资源发展智慧旅游业,本文根据花乡的现状针对性的提出了六条智慧旅游建设的路径。
(一)周边服务智慧化
周边是指景区的周围,周边服务的智慧化也会带动游客的热情,吸引更多的游客。周边服务的智慧化包括周边酒店的智慧化、交通的智慧化、旅行社的智慧化、购物的智慧化等。不管是新型城镇化还是智慧旅游,核心都是以人为本,周边服务的智慧化就是基于游客体验的更加人性化的服务。如世界公园的周边有公交站点,但智慧酒店、智慧旅社、和智慧购物等都相对欠缺。其他旅游景点也都是这种情况。
(二)智慧景区的建设
花乡的旅游景点普遍缺乏智慧系统的建设,据调查很大原因是花乡大部分的旅游产业都隶属于北京花木集团,也就是说这些产业的建设、管理都是由花木集团承接的。智慧景区的建设也要依靠花木集团的改革。
智慧景区包括智慧风景名胜类、智慧博物馆类和智慧文物保护类。这三类智慧景区花乡都可以建设,插花博物馆是即将建成的博物馆,还有北京汽车博物馆应该考虑建成智慧博物馆;世界公园等应该建设为智慧风景名胜;大葆台西汉墓应建设成为智慧文物保护区。
(三)开发APP智能终端、建立微信公众号
调查发现花乡在手机APP和微信公众平台的建设上尤为欠缺。花乡虽不像河南省洛阳市是首批“国家智慧旅游试点城市”,但花乡被誉为“中国花木之乡”,花乡花卉市场被命名为“全国重点花卉市场”。花乡的花卉登上了北京奥运会、深圳大运会的颁奖台。花乡花卉的质量不比洛阳牡丹差,且品种多样,而洛阳牡丹节惊动全国,花乡花卉只留名北京。花乡应以洛阳或其他智慧旅游试点城市的建设为模板,结合自己的优势开发出适合自己的手机APP和微信公众服务平台。
1、APP智能终端
如今的用户对智能终端的依赖程度越来越高,移动终端应用市场也越来越大。每个人都喜欢轻装出行,所以智能终端的开发无疑是获得广大市场的明智之举。
系统的界面主要显示各种功能的按钮,包含景点、线路、美食、酒店、门票、购物、娱乐和个人中心等。比如其中的电子门票功能的使用就可以为用户和景区工作人员提供很大的方便性。游客想要购票时首先进入手机或平板APP智能终端,点击购票按钮,接着界面就会显示可以选购的门票,可以选择套票或者单个旅游目的地的门票,接着填写订单信息,完成网上支付,手机就会接收到二维码或门票序号的信息,按时出示信息就可以直接进入景区了。
2、微信公众平台的建立
用户关注了一个公众号,就像安装了一个App一样,他要找这个公众号的时候就像找一个App一样。我认为微信公众号比APP终端更加方便,因为社交是人们必不可少的,更多的用户微信、QQ等社交平台每天都是运行着的,那么如果我们能够在微信公众号上查路线、找旅店、订餐、购票、扫二维码了解花卉信息等那么大部分人就不再需要APP终端。花乡可参考智慧旅游试点城市洛阳市的微信公众号“洛阳旅游”,现已建设的十分成熟,可以说去洛阳旅游,只关注“洛阳旅游”这个公众号即可。而花乡有关旅游互联网平台只有微信公众号“北京花乡花卉”,菜单栏有花卉养殖、图片欣赏和行业动态,只有“图片欣赏”有一个子菜单“多肉植物”。可见其应用性不强。
(四)一村一景,联动开放
坚持“一村一景”避免“千村一面”。多元化发展是一个地区可持续发展的保证,花卉是花乡的重点产业,世界公园、世界花卉大观园都是国家4A级景区,都是要重点扶持发展的旅游业,但是各自要有各自的主题和品牌。花香还有不少的郊野公园,榆树庄村的榆树庄郊野公园、六圈村的御康郊野公园、看丹村的看丹公园、新发地村的海子公园等几乎每个村都有某个产业或公园,那么要想发展起来必须突出自己的特色,形成“一村一景”的局面。联动开放是指利用物联网、大数据等整合各村的资源,对花乡各村开放数据有利于对各村资源的调配,也有助于各村进行沟通,共同谋划花乡的发展之路。
(五)开发工业、农业智慧旅游
新型城镇化核心是以人为本,也就是各个产业的发展更加注重消费者或用户的体验,那么在这个新的形势下,花乡应该抓住机遇,利用自己的资源优势,积极开发农业、工业旅游,第一产业第二产业向第三产业转型,响应北京市非首都功能疏解的大政策。
中国的工业旅游起步较晚,目前首钢、燕京啤酒、海尔集团的工业旅游项目都已开展的如火如荼,这种模式使得工业企业在盈利的前提下打响了自己的品牌,还节省了做广告的费用。其实工业、农业的智慧旅游模式在技术上和景区旅游业使用的技术是一样的,关键是怎么设计旅游模式,在推销了自己的工业、农业产品、打响了自己的品牌同时让游客体验的满意度最大化,这也需要“智慧”的技术支撑。
(六)依靠顶层设计和万众创新,打造花乡特色
1、顶层设计
在对羊坊村的访谈中,政府人员也表示花乡建设的重点是打响自己的品牌,让花乡走出北京,享誉全国,面向国际。这就需要顶层设计。花乡要发展智慧旅游业,需要政府的大力扶持,一是花乡政府要积极响应国家政策,完成产业结构的调整,做好对智慧旅游建设的资金支持,申请更多的智慧旅游建设项目,引进相关人才或与高校合作,重技术的同时做好管理;二是国家应给花乡建设更多的支持,让“中国花木之乡”走向国际。
2、万众创新
新型城镇化背景下,人人都是建设的参与者。如腾讯的泛娱乐战略,发展粉丝经济,创作了手游、电影等许多优秀的作品,其核心理念也就是“开放”。腾讯CEO说马化腾说我们把半条命都交给合作伙伴了,这样才会形成一种生态。腾讯希望把开放平台打造成最大、最成功的全要素重创孵化平台,成为最好的支持“大众创业,万众创新”和“互联网+”行动计划的社会价值创新平台、社会责任平台[2]。花乡也是需要这样做,产业转型升级现在处于国家的“风口”,每个人都看得到风口,但政府不必挤上去,政府要做的是给这个风口搭个梯子或者提供其他的便于人们去往风口或在风口停留、观测、创造等的工具,简而言之花乡需要一个支持“万众创新”的开放的平台。
二、花乡智慧旅游建设的SWOT分析
三、花乡智慧旅游建设对政策的启示
(一)高度重视智慧旅游的建设
花乡智慧旅游建设的不足根本原因还是政府的不够重视,智慧旅游的建设是融合了新型城镇化、非首都功能疏解、互联网+等国家一系列政策方针的举措,是智慧城市建设的必由之路。
(二)强化花乡智慧旅游运营管理创新与政策制度保障
第一,成立专业化的智慧旅游运营管理部门,推动乡村旅游运营管理创新。第二,制定有关投资、财政、金融、税费、土地等激励性的优惠政策,通过出台这些政策以降低乡村旅游开发与经营的成本与风险,鼓励和吸引农民和有关企业积极参与乡村旅游开发与经营。第三,约束性法规与制度包括有关标准以及旅游市场秩序管理条例,通过这些标准和制度的研制与颁布,以规范乡村旅游中游览、交通、住宿、餐饮、购物等有关服务,保护乡村旅游资源环境和市场环境,促进乡村旅游的可持续健康发展[3]。第四,建设支持“万众创新”的开放性平台,保障人人可以参与创新。
(三)做好整体规划和顶层设计
整体规划和顶层设计就是保证各个工作的协调发展,坚持十三五创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展的理念,时刻明确智慧旅游建设的目的是花乡的整体性发展。
(四)开发独具特色的花乡旅游产品,推动乡村旅游产业融合发展
1987年5月,为了更好适应市场经济发展,提高本乡花卉的知名度,经市区批准,由黄土岗乡改名为花乡。可见花乡早就想利用自己的资源优势发展自己的特色。那么在新型城镇化背景下,花乡未来的发展应该以花卉为主,不是花卉的种植而是观赏,是发展旅游观光业。加之北京市非首都功能疏解的政策背景,旅游业要和战略新兴产业相结合才会有较好的前景,也就是和移动互联网、大数据等高新技术的结合。所以发展智慧旅游业是必然趋势。
四、结论
这是海南“智慧餐饮”的一个缩影。它利用信息化的手段,通过两化融合的促进,至少从技术上实现了政府对餐饮业的智能化监管。
实际上,由于信息技术的引入,各行各业都在面临一个全方位的革命。以智能化、信息化为特征,信息技术已经渗透到了包括农业、工业、服务业在内的各个领域,而两化融合成为重中之重。
其中,海南是个独特的范本。海南省工业和信息化厅总工程师董学耕告诉《中国经济和信息化》,“我们对两化融合的理解更加宽泛一些。”
在他看来,从比较窄的含义上讲,两化融合多限定于农业、工业制造业领域。而向前景巨大的第三产业—服务业的拓展,是海南两化融合的亮点和出路。
事实上,早在1997年,海南就根据岛屿经济特色,以较为超前的发展思路在全国率先提出建设“信息智能岛”的发展战略。1999年出台的《海南省“信息智能岛”规划框架》,提出“一个基础、三个电子、三个产业和一个环境”的规划。即建设一个大容量、高速率、安全可靠的信息网络基础设施;推进电子政务、电子商务和电子社区建设;发展信息产业,培育新的经济增长点,改造提升传统产业,优化经济结构,带动相关产业如物流配送等。
董学耕介绍,海南省利用信息技术改造传统工业、加强渔业信息化、促进现代工业做大做强已取得明显成效:全省各行业骨干企业基本实现了资源配置、生产调控、营销服务的自动化和信息化控制;率先建设形成了中国最大的天然橡胶现货电子商务平台,推动了海南农垦橡胶销售体制改革;中石化海南炼化公司、海汽集团、海南先声制药公司等大中型企业通过应用ERP系统实现综合监控、企业资源管理及网络营销的综合集成应用,海航集团运用信息技术构筑企业运营管理模式。
而与传统的工业制造业相对的是,海南正在大力发展软件、服务、电子信息制造等能耗较低、排放较少的新兴产业。而一些更加绿色的产业逐渐成为海南未来发展的重要抓手,比如旅游、文化创意、会展等生产业。
在董学耕眼中,海南两化融合推进的重点还是旅游业。
最新的消息是,由海南牵头参与的、工业和信息化部制定和建设的“旅游业的两化融合评估体系”工作,目前进度已经过半。这囊括了旅游行业的“吃住行、游购娱”,智慧酒店、智慧景区、智慧餐饮、智慧旅行社等的建设和评估。董学耕说,通过这一评估体系的建立,会对旅游业在海南的规范发展起到指导作用。
这是智能家居生活的一个典型场景。通过近年来的努力,物联网技术日益嵌入人类生活,从智慧家居生活领域逐渐扩展至行业应用、城市管理,与人们生活、社会运行深度融合。其日益进化的“类人”功能,不断改变着人们的生活。
无处不在的家居应用
“物联网有三大关键主体――传感器、数据传输通道、数据处理设备。通过三者有机结合,不断创新解决方案,能为人们生活提供越来越多的服务应用。”电气和电子工程师协会(IEEE)院士李世鹏说。
应用需求是物联网技术发展的强大动力。近年来,家居服务是物联网发展最快的应用领域之一。《中国智能家居市场专题研究报告2015》称,2016年中国智能家居市场规模将会出现明显增长,2018年市场规模将达到1800亿元。
海尔集团的U+智慧生活平台是业内物联网生活应用的典型案例。记者了解到,海尔U+智慧生活平台构建起了一个庞大的智能家居生态圈,涵盖美食、安全、娱乐、健康等生活领域,就像给用户打造了一位“管家”:“馨厨”冰箱,通过图片识别、语音识别、电子商务等技术融合,提供自动采购服务;智能防盗、防火和防水,通过手机APP实时告知“主人”家居安全信息;用户在客厅里说一句“我热了”,空调会听到并分析用户以往的温度习惯,自动打开、调整到适宜温度……
目前,国内外众多家电企业和IT巨头均在瞄准智能家居市场:联想创投5亿美元二期基金2016年5月初启动,聚焦四方面技术创新投资,首当其冲即是开发智能家居等下一代智能设备;小米公司也推出“米家”品牌――“小米智能家庭”;苹果、谷歌等均大力涉足智能家居市场。
不断进化的类人功能
近年来,物联网正在不断“进化”,具备的“类人”功能日益丰富,呈现出日益智能化的特点,进一步提升着人们的生活体验。
专家介绍,每个物联网应用方案,主要由三部分功能实现:一是全面感知,即具备各种前端传感器,广泛收集数据。二是可靠传输,即通过卫星、蓝牙、WiFi等实现数据传输和交换。三是数据处理,具备数据分析、决策、执行、互动等功能。
海尔家电产业集团副总裁赵峰说,总体上看,我国物联网生活应用经历了三个阶段,一个比一个先进:控制阶段,即把手机变成“遥控器”,通过发送短信等方式远程控制家用电器,十多年前便已基本实现;感知阶段,家用电器增加了数据计算功能,如空调实现自动开关;思考阶段,电器实际上成为一个“能听、能看、会说、能思考、有情感、会执行”的“人”。
“它采用了语音识别、图像识别等自然交互技术,以及云计算、大数据等数据处理技术,并融合电子商务等多种‘互联网+’服务解决方案,可以像人一样分析、决策、执行。目前,此类产品多数已开始在企业的实验室里完善。”赵峰说。
如今,不同品牌、不同行业之间的机器正加速兼容、互联互通。
华为荣耀公司总裁赵明表示,华为去年底启动了“华为HiLink计划”智能家居战略,将与越来越多的厂商合作,化解各品牌智能家居APP和产品之间各自为阵、产品互不兼容,用户家电不能很好互相连接、体验大打折扣的问题。
联想集团也表示,将在智能家居领域打造更加智能的连接,让用户能够方便地在多种设备之间迁移和切换。
《中国移动互联网发展报告(2016)》预测,随着语言、手势甚至眼神和意念等交互方式和虚拟现实、深度学习等技术创新推动,硬件之间、网络之间的交互将会变得更为智能。
万物互联前景可期
除了智慧家居服务,物联网技术正在不断扩大应用领域,向物联网农业(衣食)、智能交通(行)、医疗保健、政务商务、环境保护、治安及边防管控等领域深度延展。而且,随着5G、大数据等技术的发展,万物互联、万物感知前景可期,电器和人的融合将会更加全面、无缝。
在近期举行的“2016中国国际消费电子博览会”上,记者了解到,一种农业物联网应用,可根据大棚内的温度和湿度,自动卷帘、打开风扇或喷水;一种智能交通解决方案,可实时监测并播报各个路段的交通状况,引导人们选择交通畅通的道路通行;一种智能环保设备,可通过自动采集、分析排污口的水质指标,提示环保部门排污情况;一种智慧医疗保健产品,通过穿戴设备分析用户的运动习惯、血压等规律,并和权威的健康医疗服务信息平合,能为用户提供运动方式、饮食习惯的健康指导……
施农业是集种植、农业装备等多领域为一体的系统工程,是一种在人为可控环境下进行的高效农业生产方式,具有成套的生产技术、完整的设施装备和生产规范[1]。近几年,随着信息技术的发展,物联网技术逐渐被应用到农业生产和科研中,这是现代农业依托新型信息化应用的一次进步[2]。本文结合人工智能研究成果,着重介绍人工智能技术在设施农业种植领域方面的应用前景,根据设施农业产前、产中、产后3个阶段,对现有研究成果进行了阐述。
人工智能概述
“人工智能”一词是1956年在Dartmouth学会上提出。从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,它是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的新型科学技术[3]。
作为计算机科学的一个重要分支,人工智能技术着眼于探索智能的实质,模拟智能行为,最终制造出能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义:“人工智能是关于知识的学科,即怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一位美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”@些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。人工智能自诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域不断扩大,可以设想,未来应用了人工智能的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。
随着人工智能技术的日益成熟,人们意识到人类已经具备了设计和建造智慧型设施农业所需的硬件和软件技术条件,结合设施农业高投入高产出,资金、技术、劳动力密集型的特点,完成工厂化农业生产已经不是梦想[4]。依靠人工智能技术,作物可以在适宜的温度、湿度、光照、水肥等设施环境下,生产优质、高产的农产品,摆脱对自然环境的依赖,实现设施生产的高度智能化,提高农业生产的效率,降低劳动成本[5]。
人工智能在设施农业领域的应用
人工智能技术在产前阶段的应用
在设施农业产前阶段,凭借人工智能技术可对土壤、灌溉水量需求、作物品种质量鉴别等方面做出分析和评估,为农民做出科学指导,对后续的农业生产起到很好的保障作用。
土壤分析是农业产前阶段最重要的工作之一,是实现定量施肥、宜栽作物选择、经济效益分析等工作的重要前提[6]。在土壤分析等农业生产智能分析系统中,应用最广泛的技术就是人工神经网络(简称ANN)。ANN是模拟人脑神经元连接的,由大量简单处理单元经广泛并互连形成的一种网络系统,它可以实现对人脑系统的简化、抽象和模拟,具有人脑功能的许多基本特征。目前可以通过该技术分析土壤性质特征,并将其与宜栽作物品种间建立关联模型。土壤性质特征的探测主要是借助非侵入性的探地雷达成像技术,然后利用神经网络技术在无人指导的情况下对土壤进行分类研究,进而建立起土壤类别与宜栽作物的关联关系;土壤表层的黏土含量也可通过人工智能方法预测,该技术通过分析电磁感应土壤传感器获取的信号,使用深度加权方法从中提取土壤表层质地信息,然后使用ANN预测土壤表层的黏土含量。
传统农业对灌溉用水的使用量往往依靠经验,无法根据环境变化进行精确调节,对多目标灌溉规划问题也无能为力。人工智能技术可帮助人们选择合适的水源对作物进行灌溉,保证作物用水量,大大减轻灌溉问题对作物产量造成的不良影响。在美国,有专家研制出一个隐层的反馈前向ANN模型和一个位于科罗拉多州地区阿肯色河流域的消费使用模型,使用它们可勘察区域气候变化对灌溉用水供应和需求可能产生的影响。在灌溉项目研究中,为了选择最好的折中灌溉规划策略,还可基于多目标线性规划优化,利用神经网络将非支配的灌溉规划策略加以分类,将这些策略分为若干个小类别。结果表明,在对多目标灌溉规划问题加以建模时,综合模型方法是有效的。
人工智能技术在产中阶段的应用
在设施农业产中阶段,主要应用是农业专家系统、人工神经网络技术、农业机器人等。这些技术能够帮助农民更科学地种植农作物并对温室大棚进行合理的管理,指导农民科学种植,提高作物产量。这些人工智能技术的使用推进了农业现代化的发展,提高了农业生产的效率,使农业生产更加机械化、自动化、规范化。
专家系统是指应用于某一专门领域,拥有该领域相当数量的专家级知识,能模拟专家的思维,能达到专家级水平,能像专家一样解决困难和复杂问题的计算机(软件)系统。国际上农业专家系统的研究始于20世纪70年代末期的美国,1983年日本千叶大学研制出MTCCS(番茄病虫害诊断专家系统),到了20世纪80年代中期,农业专家系统不再是单一的病虫害诊断系统,美国、日本、中国等国家也相继转向开发涉及农业生产管理、经济分析、生态环境等方面的农业专家系统。农业科研人员把人工智能中的专家系统技术应用到农业生产中,开发出了农业专家系统。它可代替农业专家走进生产温室,在各地区具体指导农民科学种植农作物,这是科技普及的一项重大突破。
在设施生产中可以使用机器人来代替农民进行作物采收,不仅可以降低劳动成本,也可以提高工作效率。Wolfgang Heinemann等人研发出的具有独特设计结构的采收机器人,该机器人可以在无需人类干扰的情况下自动采收白芦笋。为了保证机器人能够精确行进,它使用了2个独立的速度控制轮和级联控制结构(其中包含了一个内部的定位误差控制器和一个外部的横向偏置控制器)。借助PID算法①,机器人系统可以分析自己的运动轨迹,优化驱动电机的控制参数,保证系统能够稳定自主的运行。
在中国,应用人工智能技术的智能杂草识别喷雾系统已经得到了长足发展。图像分析系统通过分析田间图像的颜色模型,根据色差分量②颜色特征实现杂草实时识别,并基于Canny算子对识别到的杂草进行边缘检测,提取其特征参数,配合超生测距等技术可以精确控制喷头位置及用药量[7]。该技术的应用可以大大提高除草剂的经济性,对保护环境也大有益处。
人工智能技术在产后阶段的应用
人工智能技术在设施农业产后阶段也有相当多的应用前景。
在农产品分类方面人工智能技术能提供很好的支持。张嘏伟[8]等提出了一种基于图像识别的番茄分类方法,该方法根据番茄的表面缺陷、颜色、形状和大小,使用遗传算法训练的多层前馈神经网络对番茄进行分类,并与BP训练神经网络③进行了比较。结果表明,遗传算法在训练次数和准确性上都具有优势。谢静[9]等对图像识别分类中的图像预处理方法进行了研究,包括图像噪声去除方法、图像分割方法、边缘提取方法等。提出了使用改进的canny算法④和当量直径法相结合来检测水果大小的新思路,并使用模糊聚类方法处理gabor滤波器提取水果表面缺陷特征,对水果表面缺陷进行了分类。
随着社会的发展,人民生活水平的提高,广大消费者及国家都对食品安全问题越来越重视,农产品质量检测方法也在不断进步。图像识别、电子鼻等技术都应用在了农产品检测中。李洪涛[10]等利用人工嗅觉装置,模拟人的嗅觉形成过程分析、识别和检测农产品在腐败过程中释放的不同特征气体。其制作了小型化的传感器阵列并利用半导体制冷片搭建了一个PID温度控制系统,保证传感器正常工作的温度及湿度。在当前技术的发展下,科学家们以彩色计算机视觉系统为重要技术手段,综合运用图像处理、人工神经网络、遗传算法、模拟退火算法以及决策树、专家系统等人工智能领域的技术,研究出了众多实现农产品品质检测和自动分级的新方法。
草莓、葡萄等农产品很容易破损和受伤,依靠人工采摘和搬运,不仅增加了劳动成本,也影响农产品采摘后的品质。结合磁流变(MR)流体技术,工程师们设计出了一种可用于搬运农产品的磁机器人手爪,该手爪经过精确设计,可以搬运胡萝卜、草莓、西兰花和葡萄等不同形状食品,而且不会在食物表面留下任何淤痕和凹陷。为了让机器人手爪更为快速、准确地工作,在磁流变手爪的基础上结合力传感技术开发出了更为灵活、智能的新型手爪。该手爪可在410~530 ms内抓握50~700 g重量的农作物,还能显著减少细菌的交叉感染。
人工智能发展前景
近年来,人工智能技术已经取得了长足的进步,语音识别、自然语言识别、计算机视觉、自动推理、数据挖掘、机器学习以及机器人学都在蓬勃发展。人工智能的未来就是在智能感知的前提下,结合大数据技术自主学习,椭人们做出决策、代替重复性工作。在农业方面出现全天候全自动平台,实现农业生产的全自动化[11]。物联网技术在设施农业中已经得到普及,在温室大棚中的大量智能传感器是机器感知的基础,而感知则是智能实现的前提之一,通过感知,农业数据源源不断地汇集在一起。云计算的发展为大数据存储和大规模并行计算提供了可能[12],而数据则是机器学习的书本。设施农业是物联网、云计算、人工智能三大技术结合应用的领域之一,它们的结合颠覆了传统农业生产方式。
面对众多的新技术、新成果,把它们投入到生产中去才是关键。如何让技术能够适应中国复杂的农业生产环境,同时还要面对不同知识水平的用户,这些都是人工智能技术、云计算技术等高新技术在农业生产中所面临的问题。设施农业高产出高投入的特点,正适合应用这些新技术,这样既可以让新技术有实践的机会,又可以让其他涉农用户对新技术有直观的感知,这对技术进步和技术推广都很有帮助[13]。
人工智能技术虽然前景光明,但其应用的研究才刚刚起步,离目标还很远。未来,人工智能技术可以更好地为人们服务,改善人们的生活,并带来巨大的社会和经济效益[14]。在人工智能的引领下,农业已迈入数字和信息化的崭新时代,借助其技术优势来提高农业生产的经济效益,是全面实现农业生产现代化、智能化、信息化的必由之路。
参考文献
[1]李雪,肖淑兰,赵文忠,等.信息技术在农业领域的应用分析[J].东北农业大学学报,2008,39(3):125-128.
[2]施连敏,陈志峰,盖之华,等.物联网在智慧农业中的应用[J].农机化研究,2013(6):250-252.
[3]刘现,郑回勇,施能强,等.人工智能在农业生产中的应用进展[J].福建农业学报,2013,28(6):609-614.
[4]姜芳,曾碧翼.设施农业物联网技术的应用探讨与发展建议[J].农业网络信息,2013(5):10-12.
[5]陈超,张敏,宋吉轩,等.我国设施农业现状与发展对策分析[J].河北农业科学,2008,12(11):99-101.
[6]邹承俊.物联网技术在蔬菜温室大棚生产中的应用[J].物联网技术,2013(8):18-24.
[7]石礼娟.基于可见光/近红外光谱的稻米质量快速无损检测研究[D].武汉:华中农业大学,2011.
[8]张嘏伟.计算机视觉系统在番茄品质识别与分类中的研究[D].保定:河北农业大学,2005.
[9]谢静.基于计算机视觉的苹果自动分级方法研究[D].合肥:安徽农业大学,2011.
[10]李洪涛.基于农产品品质检测的专用电子鼻系统的设计与研究[D].杭州:浙江大学,2010.
[11]张震,刘学瑜.我国设施农业发展现状与对策[J].农业经济问题,2015(5):64-70.