物联网发展趋势和农业应用展望

在科学发展史上，个人计算机（PC）和国际互联网（Internet）无疑是20世纪最重要的科学发明和技术创新之一，其对人类社会的巨大贡献和产生的影响，几乎很少有其他能与之媲美。前者产生于上个世纪的60年代，而后者的普及应用则仅仅开始于上个世纪90年代，在近20年的时间里，网络信息技术的发展日新月异，并以惊人的速度渗透到各个角落，进

入21世纪，网络信息技术更是以前所未有的速度发展，“IPv6”、“Cloud Computing”、“M2M”、“网格技术”、“WSN”、“移动互联网”等新技术不断推出力，因此欧美等发达国家纷纷投入研究，“物联网”已经成为未来高科技领域国际竞争的热点。

我国农业正处于传统农业向现代农业的转型时期，全面实践这一新技术体系的转变，网络信息化技术将发挥独特而重要的作用，也为现代农业发展提供了前所未有的机遇。充分利用智能化信息管理技术发展现代化农业，同样成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。以欧美为代表的世界发达国家，在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利

用等方面，全方位推进农业网络信息化的步伐，利用“5S”技（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，对农作物生产进生产规模小、时空变异大、量化与规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业性弱点。网络信息技术在农业领域的普及和应用，使“电脑上也能把地种”的愿望变为可能，使“运筹帷幄决胜千里”的管理调控理

念梦想成真。2009年8月，温家宝总理提出建立中国传感信息中心的战略设想，物联网再度成为热点，也为发展“农业物联网”或“物联网农业”提供了契机和动力，农业网络信息化建设似乎又迎来了新的春天。

本文试图对网络信息技术和物联网的发展做简要回顾，并针对其在农业中的应用现状和未来进行分析和展望。

1基于互联网的现代信息技术的发展

众所周知，互联网（Internet）可以说是上个世纪美苏二个超级大国冷战的产物。1969年美国国防部为了研制抗核打击的计算机网络系统，提出“ARPANET （Advanced Research Projects Agency Network）”计划。1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议，此后随着该协议的不

断流行普及，从而诞生了真正的Internet。国际互联网真正在民间普及应用，大体上开始于上个世纪90年代初。

互联网在中国的发展历程可以大略地划分为三个阶段:第一阶段为1986～1993年是研究试验阶段。在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术，并开展了科研课题和科技合作工作。第二阶段为1994～1996年，是起步阶段。在中国陆续启动了中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）等多个互联网络，互联网开始步入公众生活，并在中国得到了迅速的发展。第三阶段从1997年至今，是快速增长阶段，网络应用无处不在，渗透到社会的每个角落。

现有互联网技术在大规模发展和普及应用的同时也遇到了难以逾越的瓶颈。IPv4是互联网协议（In-ternet Protocol version 4）的第四版，是构成现今互联网技术的基石的协议。IPv4地址空间几乎耗尽的迫近，急需解决基于IPv6版本的互联网协议，也就是所谓的下一代互联网的协议。1998年，中国教育科研网（CERNET）在我国第一次搭建了IPV6试验床，在全国第一次实现了与国际下一代高速网的互联，已引起社会各界的关注。有人按保守方法估算，IPV6实际可为整个地球每平方米面积上分配1000多个地址，更有人形象比喻可以为地球的每个沙粒分配一个IP地址。目前互联网正处在从IPv4向IPv6过渡的时期，同时在中国移动通信网络正在实现从2.5G（GPRS/CDMA）向3G（第三代移动通信技术）转变。另外，在我国尽管3G尚未全面铺开，但4G已开始实验示范，展示相关业务，足见移动技术发展的高速度。在日本和欧美等发达国家，3G业务发展迅猛，特别是日本已是最成熟的国家之一。移动通信与Internet的融合，极大地延伸了网络的发展应用空间，移动互联网的概念已悄然兴起，“网络即一切(Network is Ev-erything)”的理想正在变成现实。

以互联网为主要核心技术，带动了网络信息化技术呈现出势不可挡的发展势头。1992年，美国参加竞选总统的候选人克林顿提出将建设“信息高速公路”作为振兴美国经济的一项重要措施，并成为后来美国政府的建设计划。日本、加拿大和欧洲等工业发达国家也都决定要加速建设“信息高速公路”。“信息高速公路”是指通过建立可以交流各种信息的大容量、

高速率的通信网络，让各种各样的信息迅速实现交换和共享，不仅为科技和经济发展经济创造有利条件，同时也将提高人们的工作效率和生活质量。1998年美国副总统戈尔提出了“数字地球”的概念，这是一个与3S、网络、虚拟现实等密切相关的概念。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地优化和利用自然和社会资源，并能通过多种方式技术快速交换与获取信息。

从技术层面上看，要实现数字化地球的构想，其主要支撑基础包括信息高速公路（宽带高速网）的建设、高分辨率空间影像和其它相关空间技术的研发、海量数据处理与科学计算、可视化和虚拟现实技术等。在数字地球的基础上，很容易联想到“数字农业”的概念，可以说是数字地球的重要组成部分。简单地讲，数字农业(Digital Agriculture)是指使用3S（或5S）

技术、计算机和自动化、通信和网络等数字化技术，实现对农业生产、决策管理、经营流通等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制等，使农业按照其科学规律实现可持续发展。目前精准农业和设施农业智能化控制技术发展迅猛，是数字农业发展进程中的典型代表，在提升农业现代化装备水平，推进农业现代化管理进程上发挥了日趋显要的作用。

2008年美国IBM公司正式提出“智慧地球”（Smart Planet）的概念，此后不久则成为美国国家战略的一部分。“智慧地球”的核心理念是要把传感器嵌入到各个领域的仪器装备中，形成所谓“物联网”实现全面感知。并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。2009年，温家宝总理提出“感知中国”，真正拉开了

全面建设中国物联网的序目。

2 从M2M到物联网

物联网概念在1999年由美国麻省理工大学首次提出。国际电信联盟ITU2005年度报告中提出：信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，而万物的连接就形成了物联网。从M2M到“物联网”的本质来看，二者有着非常密切的关联，有时甚至可以作为同义语，但严格讲二者的确又不尽一致。从技术层面上看，“物联网”与互联网有着天然的紧密联系，二者都是基于某种开放的网络间通信协议，实现了同构或异构网络的互联