□文/張長青
(黑龍江八一農墾大學科技園 黑龍江·大慶)
物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網絡的綜合應用,被稱為繼計算機、互聯網之后的信息產業第三次浪潮,將是推動世界生產力變革的核心驅動力,是信息產業領域未來競爭的制高點。
1999年在美國召開的移動計算和網絡國際會議首先提出物聯網概念,定義是:把所有物品通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。會議構造了一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網,同時提出“物聯網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。目前,很多發達國家一方面加大力度發展傳感器節點核心芯片、嵌入式操作系統、智能計算等核心技術;另一方面加快標準制定和產業化進程,謀求在未來物聯網的大規模發展及國際競爭中占據有利位置。美國已將物聯網上升為國家創新戰略的重點之一;歐盟制定了促進物聯網發展的14點行動計劃;日本的U-Japan計劃將物聯網作為四項重點戰略領域之一;韓國的IT839戰略將物聯網作為三大基礎建設重點之一。
當前智能農業、精準農業、以信息化帶動農業現代化的發展不僅成為目前發達國家農業發展的新潮流,也成為我國提升農業生產、管理、交易、流通等各個環節的智能化程度的重要內容。近年來,我國的食品安全問題越來越復雜,每當發生食品質量安全事件,監管部門往往難以及時全面了解食品質量安全信息,更難以及時公布相關信息,阻礙了公眾知情和社會監督。頻頻發生的食品質量安全事件危害公眾健康,危及整個食品行業,使中國制造形象在世界范圍內受到極大沖擊。為此,我國已出臺多項措施保證物聯網建設和發展的快速進行。2010年物聯網被寫入我國《政府工作報告》,2011年《十二五規劃》中明確提出重點支持物聯網在工業、農業、流通業等領域的應用示范。通過物聯網技術進行傳統行業的升級改造,提升生產和經營運行效率,提升產品質量、技術含量和附加值,促進精細化管理,推動落實節能減排,強化安全保障能力。2011年農業部辦公廳關于印發《全國農墾農產品質量追溯體系建設發展規劃(2011-2015)》的通知,規劃中提出了多層次追溯體系的要求,要求開發建設農產品生產信息網上填報系統和生產者信息跟蹤系統,以滿足不同生產主體建立追溯系統的需要,有效擴大了農產品質量安全監管范圍。2012年7月31日國家發改委批復的7個國家物聯網重大應用示范工程之一的國家重點食品質量安全追溯物聯網應用示范工程項目已經啟動。
黑龍江墾區位于世界聞名的黑土帶上,是目前我國三大墾區之一,主要農產品有糧食、油料、甜菜、水果,肉類、牛奶、水產品。經過60年的開發建設,黑龍江墾區目前已建設成為我國最大的國有農場群,成為我國重要商品糧基地、糧食戰略后備基地和全國最大的綠色、有機、無公害食品基地。因此,黑龍江省農產品質量安全追溯物聯網應用建設對推動黑龍江省乃至全國的農業發展具有重大的意義。
所謂物聯網,一般說來是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術,其核心和基礎仍然是“互聯網技術”,但用戶端可以延伸和擴展到任何物品和物品之間,進行信息交換和通訊。物聯網技術具體包括以下幾個方面:
(一)信息感知技術。超高頻和微波RFID——開展芯片、天線、讀寫器、中間件和系統集成等技術協同攻關,實現超高頻和微波RFID技術的整體提升;微型和智能傳感器——面向物聯網產業發展的需求,開展傳感器敏感元件、微納制造和智能系統集成等技術聯合研發,實現傳感器的新型化、小型化和智能化;位置感知——基于物聯網重點應用領域,開展基帶芯片、射頻芯片、天線、導航電子地圖軟件等技術合作開發,實現導航模塊的多模兼容、高性能、小型化和低成本。
(二)信息傳輸技術。無線傳感器網絡——開展傳感器節點及操作系統、近距離無線通信協議、傳感器網絡組網等技術研究,開發出低功耗、高性能、適用范圍廣的無線傳感網系統和產品。異構網絡融合——加強無線傳感器網絡、移動通信網、互聯網、專網等各種網絡間相互融合技術的研發,實現異構網絡的穩定、快捷、低成本融合。
(三)信息處理技術。海量數據存儲——圍繞重點應用行業,開展海量數據新型存儲介質、網絡存儲、虛擬存儲等技術的研發,實現海量數據存儲的安全、穩定和可靠。數據挖掘——瞄準物聯網產業發展重點領域,集中開展各種數據挖掘理論、模型和方法的研究,實現國產數據挖掘技術在物聯網重點應用領域的全面推廣;圖像視頻智能分析——結合經濟和社會發展實際應用,有針對性地開展圖像視頻智能分析理論與方法的研究,實現圖像視頻智能分析軟件在物聯網市場的廣泛應用。
(四)信息安全技術:構建“可管、可控、可信”的物聯網安全體系架構,研究物聯網安全等級保護和安全測評等關鍵技術,提升物聯網信息安全保障水平。
未來綠色農產品物聯網整個市場規模能達到幾千億,綠色農產品市場需求為剛性并呈穩步上升態勢。建立綠色農產品質量追溯體系可以大幅度提升產品的附加值,品牌建設可以使收益增加50%。除此之外,還可以降低20%的人力成本,25%的管理、物流、交易等成本,并能夠節約水肥、提升產量和品質。這有利于解決綠色農產品質量的安全問題,打造黑龍江墾區綠色農產品知名品牌;建立一套信息可傳遞、質量可追蹤、責任可追溯的農業物聯網技術管理體系,滿足農產品質量安全監管工作需要和消費者對綠色農產品的知情權要求;推進農業生產、管理和農產品流通的智能化、現代化、信息化。
(一)增加農產品附加值,保證農產品質量安全。我國食品質量安全問題近年頻發,危及人民群眾身體健康和和諧社會構建的全局,食品安全問題引起全社會的廣泛關注,由此綠色農產品消費在中國逐步升溫,綠色農產品受到消費者的普遍青睞。農產品生產企業、流通企業、加工企業質量管理信息系統的缺失,是產生農產品質量安全問題的根本原因之一。因此,基于物聯網搭建農產品質量追溯管理信息系統,能提高生態農業園內部的管理效率,加強農業生產、加工、運輸到銷售等全流程數據共享與透明管理,實現農產品全流程可追溯,對提高農產品的品牌建設進而增加農產品附加值,保證農產品質量安全具有十分重大的意義。
(二)提供消費者決策依據,保證消費者利益。綠色農產品可追溯系統是指綠色農產品從原料到終端用戶全過程中各種相關信息進行記錄存儲的質量保障系統,當出現綠色農產品質量問題時,可通過產品的身份標識快速有效地查詢到出問題的環節,必要時進行產品召回,試試有針對性的懲罰措施。一般農產品消費具有典型的經驗品特征,具有質量隱匿性、效用滯后性等特點。如何保證終端用戶購買到放心綠色農產品,防止以次充好的農產品進入市場是保證消費者利益的關鍵。通過物聯網追溯平臺,給消費者在購買商品時提供更好的決策依據。
(三)壯大墾區龍頭企業,培育國際品牌。黑龍江墾區位居世界三大黑土帶之一的東北平原上,天然的地理優勢有利于大規模開發綠色、有機農產品,農產品從種植到流通完全按照技術標準實行,成為全國最大的綠色農產品基地。規劃建立從農田到餐桌的全程監管體系,實現標準化流程操作,推動綠色農產品的品牌價值是黑龍江墾區推進農業產業結構優化升級和品牌農產品及龍頭企業發展的重要手段。規劃利用物聯網技術,為黑龍江墾區綠色食品增加RFID標簽,建立對其生產流通全過程跟蹤與監控,實現全過程的質量追溯體系,有利于黑龍江墾區的龍頭企業通過技術提升產品質量,做大做強,培育綠色農產品的國際品牌。
(四)引領墾區現代農業發展,促進可持續發展。將科技網絡應用到農業領域,移動嵌入式系統等技術在農業中的應用成為研究熱點。作為信息產業的新技術,物聯網對促進我國農業現代化的發展起到重要作用。為解決綠色農產品質量的安全問題,打造黑龍江墾區綠色農產品知名品牌,有必要建立一套信息可傳遞、質量可追蹤、責任可追溯的農業物聯網技術管理體系,該體系既可以滿足農產品質量安全監管工作需要又可以滿足消費者對綠色農產品的知情權要求。將物聯網技術對于確保食品安全,建立綠色農產品質量追溯體系,引領墾區現代農業的發展,進而促進現代農業可持續發展有著重要意義。
黑龍江是農業大省,黑龍江省農業建設是發展我國農業建設的關鍵。物聯網是利用信息技術進行物物連接的網絡,將物聯網技術應用于黑龍江墾區綠色農產品質量追溯體系的建設之上具有非常重要的意義。