农业物联网标准体系框架研究

图1 农业物联网标准体系相关要素图
图2 农业物联网标准体系框架
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感知层技术标准等。 ②传输层标准体系：主要规范感知信息传输网络
相关产品的技术要求以及技术规程。 ③处理层标准体系：主要规范感知数据结构、采
集频率、采集精度、量纲等。 ④应用层标准体系：包括应用层架构，信息智能
参考文献
Research on Standards System Framework of Agricultural IOT
YANG Lin
（Standardization Research Institute of Fujian） Abstract: Based on the national standards system of the Internet of things (IOT), and the network architecture of agricultural IOT, the paper applies the system engineering and modularization concepts and puts forward the three components of agricultural IOT modularized standards system framework, including basic general standards, technical standards, and agricultural IOT standards, aiming to provide references for the construction of agricultural IOT standards system which accords with China’s situation and international standards. Keywords: internet of things, agricultural IOT, standardization, standard system
（1）基础通用标准 ①总体共性标准：包括农业物联网导则、农业物 联网总体架构、农业物联网业务需求等。 ②共性关键技术标准体系：包括标识和解析、安 全、网络管理等标准。 （2）技术标准 ①感知层标准体系：主要涉及各类信息获取设备 的数据接口、感知数据模型、描述语言和数据结构的 通用技术标准、RFID标签，特定行业和应用相关的
对于该体系框架（如图2所示），需要说明几点。 （1）《国务院关于推进物联网有序健康发展的 指导意见》在谈到标准体系中，两次提及“共性”两
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字。在该体系框架中，因考虑标准化专业的长期专业 用语的原因，使用“通用”提法，其意与“共性”等 同，即体系框架中“基础通用标准”意为“基础共性 标准”。
1 国内外农业物联网标准化发展现状 和存在的问题
国际上，物联网标准化工作早已开展。2009年以 来，物联网标准化已成为国际标准化组织工作热点。 由于物联网的技术体系庞杂，因此，国际上物联网标 准化工作是分散在不同的标准化组织中开展。
目前，参加物联网相关整体架构研究的国际标准 化组织有ISO/IEC、ITU等。ETSI、IEEE、ZigBee等区 域标准化组织和联盟组织等也在物联网及其相关技术 的标准化方面做了大量的工作，发布了相关的标准，
2 农业物联网网络架构根源自信息生成、传输、处理和应用的原则，农业 物联网自下而上可分为感知层、传输层、处理层和应 用层4个层面。其中，标准与规范体系、集成及运行维 护不属于农业物联网网络的某个特定层面，而是与农 业物联网网络架构的4个层面都有关系。
感知层是通过农业传感器、RFID、GPS等识别技 术感知各种农业环境和个体要素。传输层主要利用各 种近距离、远距离、有线和无线传输渠道实现农业现 场信息和处理后信息的双向传递，确保信息传输可靠 通畅。处理层是综合运用高性能计算、人工智能、数 据库等技术，搭建农业物联网管理与处理平台，对收 集的感知数据进行存储、分类、优化、管理等处理。 应用层是针对农业具体应用领域，构建预测、预警、 优化等各种农业模型，开发农业物联网应用系统。
3 农业物联网标准体系框架构建
3.1 构建原则 （1）突出重点，狠抓关键：重点解决我国农业
物联网所需的共性、基础性标准化问题，集中力量突 破总体性、互连互通、农业物联网工程建设方面的关 键技术标准研制。
（2）急用先行，循序渐进：按技术驱动和需求 牵引统一的原则，轻重缓急合理安排农业物联网标准 项目研发。
根据构建原则和思路，进一步综合分析得知，体 系构建以产前、产中、产后整个农业产业链为主线， 兼具考虑对象和领域两方面。体系涵盖的相关要素形 成示意图形式（如图1所示）。 3.4 体系框架 3.4.1 体系框架图
根据构建原则、思路及体系构建相关要素，应用 系统工程学和模块化理念，确定农业物联网标准体系 框架由基础通用标准、技术标准、农业产业物联网标 准三大部分组成（如图2所示），属于农业物联网标 准的顶层设计。 3.4.2 体系框架特别说明
（3）从该标准体系框架字面看，冠以“关键” 只有一处，就是“共性关键技术标准体系”，但“关 键技术标准”分布于整个体系中，是否“关键”，应
视具体情况和内容而定。“关键技术标准”是蕴涵在 体系扩展和细化后，这种情形的“关键技术标准”与 《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》 中所指“关键技术标准”内涵是一致的。 3.4.3 体系框架内容分析
物联网标准在产业领域中的应用还存在诸多问 题。物联网产业领域的标准制定工作已引起许多国家
作者简介： 杨林，物流工程硕士，高级工程师，长期从事物流标准化、农业标准化、物品编码等研究工作。
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和标准化组织的重视。由于农业的行业特点，已有的 物联网标准往往不能直接应用于农业领域。因此，在 农业物联网标准化方面，全球几乎处于同一起跑线[4]。
4 农业物联网标准化工作策略
（1）农业物联网标准的制定一方面要确保与正 在制定中的物联网标准的一致性，另一方面需要切实 针对农业生产现场、农业生产环境等特性制定特有的 有关农业物联网标准。
（2）物联网是在物品编码技术的广泛应用基础 上产生的。无论其概念的内涵和外延发生多大变化， 它的技术基础仍然是编码标识、自动识别和网络技 术。因此，农业物联网的建设要加强物品编码标识标 准化工作。
处理技术以及行业、公众应用类标准。 （3）农业产业物联网标准 ①大田种植物联网标准体系:主要包括大田种植
专用传感器技术标准、大田种植感知数据传输网络建 设标准、大田作物生产感知数据标准3部分。
②设施园艺物联网标准体系：主要包括设施园艺 专用感知设备技术标准与接口规范、设施园艺物联网 感知数据标准、设施园艺物联网环境控制系统设计标 准3部分。
我国由于对农业物联网本身的认识还不统一，因 此大多数标准只停留在战略性粗线条层面，农业物联 网标准制定进程缓慢。概括地说，目前我国农业物联 网标准化工作还很薄弱，相关标准缺失，完善的农业 物联网标准体系尚未建立。
我国政府已充分意识到农业物联网标准化工作的 重要性，并开始对相关工作进行统一规划和部署。自 2011年以来，成立了“农业物联网行业应用标准工作 组”和“农业应用研究项目组（HPG3）”。
3.2 构建思路 体系框架总体思路基于以下几方面。 （1）根据《国务院关于推进物联网有序健康发展
的指导意见》精神，农业物联网标准体系应着重急需基 础共性标准、关键技术标准和重点应用标准几方面。
（2）目前，我国提出初步的物联网标准体系框 架大体上由总体共性标准、感知层标准、网络层标 准、服务支撑标准、应用层标准等几大部分组成[3]。 农业物联网标准体系是国家物联网标准体系的重要组 成部分，其构建应基于国家物联网标准体系为背景和 基础。
（3）农业物联网标准体系与农业物联网网络架 构是一个紧密关联的整体，农业物联网标准体系构建 应以农业物联网网络架构为依托，应在农业物联网网 络架构基础上提出。
（4）按照GB/T 4754—2011《国民经济行业分 类》，第一产业农业共分为5类，即：农业、林业、 畜牧业、渔业和农、林、牧、渔服务业。按照生产要 素划分，又可划分为种植业、养殖业、渔业、农产品 加工等[7]。在此基础上，按照目前农业中行业的规模 和信息化状况，以及农产品产前、产中、产后的农业 产业链，可以划分选取大田种植、设施园艺、畜禽养 殖、水产养殖、农产品物流5个有代表性的农业应用 领域。在每一个领域下，设立模块1，2，3，…，n。 3.3 体系构建相关要素
并在国际物联网标准化领域中产生较大的影响[3]。 我国物联网标准化工作刚刚起步。自2005年以
来，我国相继成立电子标签标准工作组、传感器网络 标准工作组、中国通信标准化协会（CCSA）泛在网 技术工作委员会（TC10）和中国物联网标准联合工作 组。相关的物联网研究机构和企业通过积极参与物联 网国际标准化工作，在国际物联网标准化领域中已占 据一席之地，如无线传感网络及其应用标准研究居于 世界前列，所提交的相关传感网标准早于国际标准。
③畜禽养殖物联网标准体系：主要包括畜禽养殖 专用数据采集与传感设备技术标准、畜禽养殖感知信 息传输网络建设标准、畜禽养殖感知分析标准、畜禽 养殖环境控制标准4部分。
④水产养殖物联网标准体系：主要包括水产养殖 专用传感设备技术标准、水产养殖感知信息传输网络 建设标准、水产养殖感知数据分析标准、水产养殖环 境控制标准4部分。
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农业物联网标准体系框架研究
杨林
（福建省标准化研究院）
摘 要：本文以《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》为指导思想，基于国家物联网标准体系为 背景和基础，以农业物联网网络架构为依托，应用系统工程学和模块化理念，提出农业物联网模块式标准体系 框架由基础通用标准、技术标准、农业产业物联网标准三大部分组成。目的旨在为建立既符合我国国情又与国 际接轨的农业物联网标准体系构建提供决策参考。 关键词：物联网 农业物联网 标准化 标准体系 DOI编码: 10.3969/j.issn.1674-5698.2014.02.003