基于互联网的农业管理体系研究

薄利军，杨　枫，费　铮，王苏然

（中华全国供销合作总社北京商业机械研究所，北京 100070）

摘　要：随着“互联网+”技术的兴起，借助互联网和物联网技术为传统农业提供全面、实用、便捷的管理运营模式成为一种趋势。本文基于物联网技术提出“透明云”农场的概念，实现农业从种植、生产到销售、追溯的全过程、标准化、透明化管理。实践证明，利用“互联网+物联网”技术，可以实现农业的智慧化运行、农作物的标准化生产和农产品的透明化管理，对解决目前我国面临的“三农”问题、实现我国农村可持续发展意义重大。

关键词：透明云农场；互联网；物联网；农业管理；农产品追溯

DOI:10.15904/j.cnki.hnny.2019.05.031随着“互联网+”技术的兴起和大数管理等方面的技术，中华全国供销合作据时代的来临，通过互联网与传统产业总社北京商业机械研究所研究了从农产相结合实现传统产业的精确化、数字化、品生产、种植到销售、追溯的全过程一智慧化管理，是新时期全球一体化背景下体化农业管理方案，并在此基础上提出的发展趋势，已在国外尤其是发达国家得了“透明云”农场的概念。透明云农场（见到快速发展[1]

。基于物联网技术实现农业图1）是基于互联网技术，集综合展示、的良性发展是我国农业走向现代化的必农作物环境自动监测和信息管理等功能经之路。国内外许多学者就数字农业、智于一体的大型信息服务系统，实现了农慧农业等展开了大量的实践性研究。在前场农作物从监控、预警到调控、追溯的人研究的基础上，该文提出了“透明云”透明化全过程管理和标准化、优质化生农场的概念，并基于“互联网+物联网”产。从软件功能上，该系统由物联网传技术实现了农业标准化、透明化管理，为感系统、数据采集与预警系统、生产管实现农业现代化发展打下了良好的基础。

理与调控系统、信息追溯与评估系统、一、“透明云”农场的提出标准化生产及改进系统等子系统组成。

结合计算机、物联网和农业标准化

图１　“透明云”农业信息化平台

（一）物联网传感系统

长环境信息和生长信息，可以帮助农民运用无线传感器获取精确的作物生

及时发现问题，并且准确地捕捉发生问

题的位置，从依赖于孤立机械的生产模式转向以信息技术手段和软件为中心的生产模式，促进了现代农业的转型升级。

（二）数据采集与预警系统运用客户端实时查看采集到的土壤的温湿度、盐分以及空气的温湿度、二氧化碳和光照等实时数据。通过一系列的传感器、集线器将数据传送给网关，网关将数据融合处理后传送给服务器，服务器端将数据进行解析处理之后存储于数据库中，至此客户端便可以查看到实时的数据。通过收集特定病虫草害发生的外在因素（如空气温湿度、土壤温湿度、气象条件等），利用计算机软件建立模型，这样就能对该病害或虫草害的发生进行预测报警，提前采取防治措施。

（三）生产管理与调控系统基于时间驱动和条件驱动的任务管理系统，结合大家多年的认证经验和自己开发的认证管理体系流程，为从事规模化生产的农业企业提供标准化生产管理流程，实现工作任务的自动创建、分配、跟踪与管理，实现农业生产高度规模化、集约化，提高农产品产量和质量。对于用户摸索出的成熟生产管理流程，其还能通过流程分享商店进行有偿授权，让实用、科学的农技得到最大限度的推广。农业精细化管理，有效节水、节肥和节药，使整体资源消耗显著降低。通过透明云平台长期收集到的各种农作物的生长所需的各种环境信息，利用传感器数据存储、数据查询、数据分析、数据挖掘，结合认证标准化体系建立起一套标准的

农作物生长模型。实现对农业生产环境的立体化全方位监控，指导农业工作者科学种植，科学预测农业生产，提高农

河南农业 2019年第2期（中）

HENANNONGYE５５农业研究NONG YE YAN JIU业抵抗灾害、减少灾害的能力，大幅度提高农业生产效益。

（四）线上线下服务系统

线上电商平台、供销e家；线下通过分散集中式的销售运营站点实现农场农产品的销售，包括物流系统。“透明云”农场，就是对线上销售进行维护管理、动态跟踪，对线下站点进行统一调控管理。

（五）信息追溯与评估系统农业信息服务是为农业生产相关方提供相关企业档案、农资档案、农产品追溯档案等信息的服务[2]

。系统根据标准化流程记录以及规范种植过程中的化肥和农药使用情况，记录农产品各个生长关键时期的图片形成溯源档案。按照批次为每一批农作物生成独立的安全质量档案，通过条形码及二维码给产品包装进行标识，实现对完整业务链的全程监控，最终使消费者能够通过手机客户端扫描产品包装上的二维码来实现农产品全程溯源。

（六）标准化生产及改进系统为保证企业产品的质量以及生产和加工过程符合规定要求，根据统一标准专门研发认证系统，实现办公自动化、信息化，减轻认证受理员、检查员、审核员的工作负担，提高工作效率，保证消费者和认证产品生产者的利益，并有助于增加消费者的市场透明度。通过对产地的标识管理来提高认证产品在市场上的地位。运用大数据理念、技术和方法，解决农业或涉及农业领域数据的采集、存储、计算与应用等一系列问题。通过对气候、土壤和空气质量、作物成熟度，甚至是设备和劳动力的成本及可用性方面的实时数据的收集和预测分析，有助于做出更明智的决策，实现农业精准化发展。

二、基于“互联网＋物联网”的农业管理系统研究

在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力[3]。而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。“透明云”农场通过利用传感器、集线器、数据采集器、计算机平台、数据库存储等硬件以及软件技术，对农产品数据进行采集、传输、

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５６HENANNONGYE处理、存储与反馈，实现农作物与管理人员的双向管控、线上平台与线下站点的双重服务。中华全国供销合作总社北京商业机械在与重庆市江津区供销合作社的合作中运用了“互联网+物联网”技术，开发了一系列产品，对“透明云”农场展开了一次良好的实践。

（一）系统介绍1．硬件整合支架

为提高系统适用性，本项目分别针对大面积农田及温室大棚设计了不同的硬件整合支架。大面积农田具有需监测范围较大、野外环境较恶劣、设备易丢失损坏等特点，故在设计中选择地笼式固定，预先将地笼及主杆埋进泥土后浇筑水泥，待水泥成型后固定成功。此固定方法稳定、耐用、适合农村环境，能满足项目需求。温室大棚相对空间较小、整体环境可控、设备安全可保证，故在设计中选择移动三脚架，在三脚架上安装总控制箱、各种传感器及监控摄像头。三脚架安装简单、较为灵活、成本较低，适合在温室大棚内进行使用。

2.总控制箱

总控制箱作为核心部件，连接了电源、传感器、摄像头、互联网接入等模块。总控制箱箱体材料具有耐高低温、抗鸟虫、防腐蚀、防水等性能。

3.摄像头

在对农田进行监测的过程中，为提高设备使用率、降低成本，摄像机需具有可获取360°全方位实时影像的功能，故选择球机（球型摄像机，见图2）作为设备的摄像机。

图２　球型摄像机

4.传感器

本项目利用农业物联网传感器系统，对农田中的空气温度、湿度、土壤温度、

湿度、光照强度、PM2.5、土壤盐分和土壤氮磷钾元素含量等参数进行监测，也适合现代农业温室大棚的长期监测。

由于农田昼夜温差、土壤湿度均较大，蚊虫较多，整体环境较为恶劣，容易对传感器的转换集成电路造成损害，影响传感器功能。为保证传感器正常工作，需对传感器进行妥善封装。综合考虑，选择利用热塑管（利用其热收缩性对电路进行保护）对传感器集成电路进行封装，保证传感器的正常工作。

5.“透明云”农场数据采集“透明云”农场数据采集是整个项目比较重要的一个环节，用户可以通过客户端实时查看采集到的土壤温湿度、盐分以及空气温湿度、二氧化碳和光照等实时数据。通过一系列的传感器、集线器将数据传送给网关，网关将数据融合处理后传送给服务器，服务器端将数据进行解析处理后存储于数据库中，至此客户端便可以查看到实时的数据。

6.Linux服务器

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，相比Windows操作系统，将服务器部署在Linux将会更加稳定、安全、高效。常见的Linux版本有RedHat、Ubuntu、CentOS等。CentOS是基于Red Hat Enterprise Linux（收费昂贵但口碑极佳）的源代码再编译出来的免费版，因此不仅继承RHEL优越的稳定性，还提供免费更新，因此在服务器提供商、中小型公司中装机量几乎是最大的Linux发行版。作为服务器，目前CentOS市场占有率位居第一。因此，本项目选择更优越的CentOS作为服务器部署平台。

（二）成果展示

通过对农作物生长环境的检测，实现对农作物生长数据的采集传输与处理，并结合农作物病虫害防治模型和农作物生长模型对其进行灌溉、施肥作业，实现农作物的良好生长。通过电商销售平台和线下站点进行农作物的销售，并在本系统中实现线上线下的综合调控、实时指挥。通过对农作物种植、生长、销售全过程的追踪溯源，实现对农产品质量的全程把控，保证农产品安全。此外，根据农产品生长状况与外界环境的耦合

（下转第58页）

农业研究NONG YE YAN JIU成一个统一的整体，共同面对市场中的风险，最终实现互利共赢。第二，开放性。开放性是农村电商生态圈最为鲜明的特征，这也就充分表明单独的成员或者主体是无法完全、有效地控制整个生态圈。第三，动态性。为了能积极应对外部市场环境的变化，这就要求农村电商生态圈必须要具备较强的应变能力。第四，自我组织性。农村电商生态圈内各个成员之间相互影响，通过不断加强自身的学习，不断改善农村电商生态系统的平衡性，这就是自我组织性。

（二）农村电商生态圈的影响因素农村电商生态圈的影响因素主要包括内部因素和外部因素两方面。其中，内部因素是指要保持农村电商生态圈内成员结构的稳定性、丰富性和合理性。保持生态圈内成员的丰富性为生态圈的运行提供基础保障，有利于系统内成员之间的分工协作，并且形成适度竞争的环境，有利于提升生态圈的活力和运行效率。外部因素主要是指农村电商生态圈的外部环境，外部环境是影响农村电商生态圈运行的重要影响因素。外部环境因素主要包括基础设施建设环境、经济社会环境及信息资源等，这些因素均会对农村电商生态圈的发展带来非常显著的影响。

四、乡村振兴背景下农村电商生态圈形成路径

（一）遵循农村电商发展规律

每个农村区域均有着自身非常鲜明的特色，人文环境和自然环境各异。因此，在乡村振兴的时代背景下，构建农村电商生态圈的过程中，应严格遵循农村电商发展规律，必须要充分考虑当地的实际情况和自然特色，尽可能不

破坏本土资源，立足于农村，与农村资源形成优势互补，从可持续发展的角度出发，与物流企业、电商企业等共同构成和谐的、稳定的农村电商生态圈。

（二）完善农村产业结构，形成新的农村电商生态圈

我国在农业生产方面面临着经营规模散小、经营方式粗放型、劳动力老龄化严重、组织程度较低、基础设施建设不够完善以及服务体系不够完善等问题，这些问题对于农村电子商务生态圈的构建带来了不利的影响，对于农村经济发展造成了一定的制约。所以，农村必须要采取积极有效的措施不断完善农村产业结构，打造全新的农村电商生态圈。因此，当电商企业入驻农村后，必须要紧密结合农村地区实际情况，充分发挥资源优势，形成具有异质性的农村电商生态圈，不断提升农村电商生态圈盈利能力，实现农村电商生态圈可持续发展。

（三）设立专项资金，加强与电商平台的战略合作

地方政府部门应充分发挥自身的正确引导作用，可以通过设立专项资金，积极推进农村电商生态圈内的电商主体与电商平台之间的战略合作。例如，可以通过将各项要素集聚在农村地区以更好地吸引各类主体入驻农村电商生态圈，加强各项资源的有效整合，实现主体与资源之间的互动性[2]。同时，可以利用大数据技术，为农村产业结构调整及销售方式的改善提供支持，促进农村电商生态圈的有效运行。

（四）加强物流、信息和交通等基础设施建设

现阶段，由于农村地区整体经济发

展落后于城镇地区，农村交通、信息及物流配送等基础设置建设仍处于较为薄弱的状态。因此，政府部门应加大资金投入，出台各项政策措施发挥指导性作用，引导社会多方面力量加强农村基础设施、通讯设施及供应链设施的建设，形成完善的、科学的物流网络体系，提高农村冷链物流设备与技术水平，充分发挥农村电商生态圈内支持成员的服务保障作用，为生态圈的稳定运行提供重要保障。

（五）多渠道引进农村电子商务人才有关部门应积极组织各类培训教育活动，不断提升电子商务人才的理论知识水平及实践能力；通过多渠道引进适合于农村电商发展的复合型人才，不断提升农村电商生态圈内经营主体的电子商务应用能力。此外，应培育一批具有较强的营销推广、技术支持、品牌培育及数据分析能力的电商增值服务商，特别是应提升电商人才及电商增值服务商的品牌打造、供应链管理的能力，促使农产品朝着品牌化方向发展，实现人才朝着专业化的方向发展，从而不断提升农村电商生态圈的竞争能力。

五、结语在乡村振兴的战略背景下，推动农村电子商务生态圈的形成，将会促使农业朝着现代化的方向发展，提高农产品的核心竞争力，实现农村产业的转型升级。参考文献：

[1]刘婕，陈蕊.云南省农村电商集群生态系统的构建研究[J].云南农业大学学报（社会科学），2018（5）：81-87.

[2]马璇，闫建.农村电商生态系统发展中的金融支持研究[J].商业经济研究，2018（8）：160-162.

（上接第５６页）

分析，实现农作物的标准化生产管理；根据系统对线上线下销售平台的实时监管，实现农产品的标准化物流管理，通过上述一系列追踪监管，实现农业的自动化、智慧化和透明化生产管理。

三、结论

通过将互联网和物联网技术运用到农业管理中，本文提出了“透明云”农场的概念，研究一套农作物种植、生长、销售、

追溯和标准化管理系统，并取得了良好效果。随着我国社会的不断发展和现代科技的不断进步，通过互联网技术实现农业的数字化、高效化、智慧化和透明化将成为未来农业发展的方向。如何通过新兴的技术解决传统的问题是摆在政府机关、科研院所甚至整个社会面前一个宏大的课题。本文针对农业现代化做了初步的探索，为我国农业未来的发展指明了方向。

参考文献：

[1]成石.发达国家在农产品追溯方面的经验[J].商业现代化，2011（Z1）：18.[2]黄激.物联网环境下农产品追溯系统构建研究[J].农业与技术，2013（1）：23-24.[3]赵文颖，周修理，邓铭辉.农产品质量与安全追溯系统的研究与应用[C]//中国农业工程学会2011年学术年会论文集，2011：1761-1767.

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