從北疆到南陲，從東海到西防，中國復雜的地理、氣候環境，決定了農業也以不同的形態呈現出鮮明的地域特色，即便如北京這樣的政治、經濟、文化中心，亦有獨具個性的都市農業發展思路。這種多樣性給了ICT技術極大的用武之地，比如物聯網。

　　物聯網技術并非新生事物，早年的傳感網就是其雛形。近幾年來，無線通信技術和數據處理技術的發展，使得傳感網逐漸演進為今天的物聯網（Internet of Things）。經典的物聯網模型基本可以分為傳感、傳輸、存儲、計算四個環節，近兩年興起的移動互聯、云計算、大數據等概念和物聯網也密不可分。某種意義上，數據量的爆發式增長正是因為泛在的聯接，由此對傳輸、存儲和計算能力提出了新的要求。

　　當物聯網遇上農業，一般人首先想到的可能是用傳感器獲取溫度、濕度、光照、風力等數據進行作物監控管理，或者在牛耳朵上打上RFID耳標進行動物溯源。但今天，看似簡單的物聯網技術對農業的滲透其實遠超常識，因為應用場景的不同，物聯網漸漸改變著古老農業“靠天吃飯”的傳統。

　　農機有“智慧”

　　我國重要的糧食主產地東北，是應用大型農機裝備的主要區域。在東北，糧食生產主要以農場為單位，比如黑龍江紅星農場、856農場、閆家崗農場等。由于耕地面積廣大，農場的生產經營與“一畝三分地”式的小農作業完全不同。

　　比如土地平整和起壟作業，一方面對拖拉機手的技術和經驗提出了很高的要求，因為這直接決定了作業質量如直線度、平整度；另一方面由于作業過程中需要注意力高度集中，造成勞動強度很大，非常需要拖拉機在作業過程中減少人為操作。

　　因此科研人員想到給拖拉機安裝傳感器、激光儀、導航設備等，賦予拖拉機“智慧”，使得拖拉機在導航狀態下自動走直；利用激光發收設備結合傳感器精確完成土地平整作業。

　　除了生產作業之外，農場的管理同樣需要借助物聯網。據黑龍江紅星農場技術負責人孫洪江介紹，基于精準農業和現代化大農業的發展趨勢，紅星農場近年引進了一套機車監管服務系統。

　　孫洪江說，紅星農場屬于國營農場，行使國家土地管理職能。農場把土地承租給農戶，機車由農戶自己購買，農場實行統一管理，每輛機車在農場有編制。農場根據農戶的作業量進行結算。

　　以往每年耕種時節，是由農機統計員手工統計每個農戶的工作量，但因為耕種面積大，往往一塊地有3~5臺機車作業，有的車干得多，有的車干得少，統計員就偷懶取平均數，農戶吃大鍋飯。

　　因此，為了能準確獲[FS:PAGE]取每個農戶每天的工作量，農場和國家農業智能裝備工程技術研究中心合作，給每臺機車上安裝一個傳感器和GPS定位，傳感器能實時獲取機車作業數據并傳送到機載終端，終端把數據發送到農場的系統平臺。

　　孫洪江說，就是這樣一套系統，一方面能讓農場管理者實時了解機車的田間位置、作業軌跡、農戶的作業量，系統自動生成日、月、年報表，給核算提供支持；另一方面由于機載終端可以自動生成作業報表，農戶自己也可以很清楚地知道每天干了多少活，產生了多少效益。

　　美國風河公司認為，利用物聯網等技術使農田與農機網絡化、為農場主提供決策支持是未來智能農業的發展趨勢。未來不管是火星上的探測車、空中的飛機還是田間的農機，都需要具備一些基本能力——物聯網中每一個終端設備都需要網絡互連性、可管理性和安全性。

　　孫洪江對這樣的趨勢看得很清楚，但多年的實踐也讓他深切體會到理論與現實的差距。他以精準農業中的變量施肥為例指出，困擾變量施肥的瓶頸在土壤取樣和化驗，雖然國外提供了土壤取樣機和快速化驗的設備，但誤差率高，所以精確的變量施肥依然沒有從技術上解決。

　　溫室與節水

　　如果說大型農場的物聯網技術還有些“粗獷”，那么對于溫室種植而言，物聯網加上自動控制技術，已經讓整個生產過程變得智能化。

　　在北京瑞正園種植部經理穆金星眼里，如今的草莓種植與十幾年前已完全不同。穆金星介紹，他手下的一位草莓技術員種了20多年草莓，來瑞正園之前一直在遼寧老家種。“3個棚五畝地，一天看三次，夫妻二人忙得沒時間扭秧歌。”穆金星笑說。

　　在草莓種植過程中，濕度控制很關鍵，所以農戶都會在大棚里放濕度計。“濕度不夠就要澆水，所以人得成天在棚里呆著。”

　　北京瑞正園成立于2008年，創始人張建國稱最初的想法就是讓家人吃上健康食物，養雞種菜。后來漸漸涉足有機蔬菜水果的種植，基地面積從最初的160畝發展到現在2000余畝，投資超過3億元。

　　2011年瑞正園和北京市農林科學院、國家農業信息化工程技術研究中心合作利用物聯網技術種植草莓，在大棚里裝上可以探測土壤和空氣溫度、濕度以及光照強度的傳感器，通過無線網絡把數據實時傳到監測系統，系統自動調節棚內的溫度、濕度和光照。

　　穆金星說，瑞正園的草莓一共156個大棚，技術管理員有52人，平均一個人管理三個棚，生產效率大為提高。

　　節水灌溉是農業生產中相當重要的技術熱點。在重慶忠縣柑橘種植過程中，智能灌溉控制系統圍繞“信息[FS:PAGE]監測—決策控制—系統集成”三個關鍵環節，根據柑橘種植特征，對不同海拔高度柑橘生理生態信息及本地氣象進行實時監測，同時配套灌溉施肥系統，為柑橘生長提供了最優的水肥保障。

　　柑橘園相關負責人表示，這套系統的運行實現了果園信息采集自動化，信息管理遠程化，生產經營決策智能化，大幅度提高了柑橘栽培與經營的效益，為柑橘產業現代化提供了基礎數據源。

　　嘗到甜頭的瑞正園，接下來還要把物聯網及自動控制技術引入到葡萄等其他水果蔬菜的種植中。但是穆金星也承認，目前有些工作機器仍然沒法替代人工，比如摘除老化的葉片、梳花梳果。

　　蜜蜂的啟示

　　把傳感器安裝在田間地頭并不困難，但要在動物身上放傳感器就不那么容易了。一個有趣的例子是在蜜蜂身上貼RFID標簽，這是倫敦大學Queen Mary學院的一項動物行為學研究。研究人員把實驗室的幾百只黃蜂貼上RFID標簽，當黃蜂尋蜜時，安裝在蜂箱或者假花里的閱讀器就可以獲取黃蜂的RFID數據。

　　獲取這些數據后就能更好地研究諸如“一個蜂房內可以容納多少只蜜蜂”、“蜜蜂可以連續在外活動多久”、“蜜蜂‘迷巢’現象的原因”等蜜蜂行為學的課題。這改變了傳統用顏料標識導致速度慢、精度差的弊端。

　　國內的RFID企業遠望谷(002161,股吧)在2009年與江西農業大學蜜蜂研究所合作建設了“基于RFID的蜜蜂研究信息平臺”，在國內尚屬首例。

　　給蜜蜂貼上RFID芯片的例子大大拓展了傳感器應用場景的想象空間，盡管這只是一項學術研究。在實踐中，除司空見慣的給牛羊貼RFID耳標外，日本富士通公司給韓國的牛蹄綁上計步器觀察“牛的發情行為學”，則產生了不小的商業價值。

　　據韓國首爾韓暢牧場社長金希澈解釋，對于畜牧農戶而言，通過牛的發情期來支配懷孕、分娩的管理方法是直接影響銷售的關鍵。

　　牛的發情周期為21天，其中可孕時間僅有16個小時。如果錯過這一時間段，就必須再等21天。在傳統管理模式下，為了觀察牛的發情征兆，牧場工作人員需要隨時確認牛的狀態。而牛的發情時間主要在夜晚和凌晨，即使安裝有攝像頭，依然難以有效觀察。實際上，即便是經驗豐富的工作人員，在肉眼觀察時，平均發現率也只有58%。

　　相比肉眼直接觀察，富士通牛步系統使用計步器能準確掌握牛的生理周期。事實上，有發情征兆的牛步伐數會比平時增加。安裝計步器后，每頭牛的步伐數信息會通過發射器搜集到牛棚一邊的接收器上。每隔一小時，接收器所采集的信息會傳輸到富士通的平臺進行分析[FS:PAGE]，得到的分析結果又傳送給牧場管理員。

　　金希澈說，牛步系統大幅降低了牧場的工作量，為工作人員贏得了更多時間。而最重要的收獲是：發情發現率達到幾乎100%，大大提高了繁殖率，增加了銷售額。

　　天安樣本

　　很多從事農業生產經營的管理者一直存有某種觀念，認為物聯網等ICT技術只是農業生產管理某一環節的“錦上添花”，但在北京天安農業副總經理劉雁飛看來，ICT技術已經全方位滲透到了農業全產業鏈的所有環節，舊有的農業模式正在被顛覆。

　　天安農業始建于1984年，其前身為北京市農業局組建的小湯山特菜基地，2006年成立了北京天安農業發展有限公司，主要從事蔬菜的生產、加工和銷售。據劉雁飛介紹，公司目前以有機蔬菜種植為主，全北京約有基地3000畝，140多家合作商超，并配備了自有物流。

　　劉雁飛認為，傳統的農業生產與市場銷售是基本脫節的，農民的種植完全根據經驗，“供不應求”或者“菜賤傷農”的現象經常發生。天安打破了這一模式，按照工業生產方式“以銷定產”，由公司搜集市場需求，繼而指導農戶種植。

　　“比如我預計今年需要提供1000斤黃瓜給市場，那我就會根據這個指標換算成具體每個種植單元的種植面積，然后與農戶簽訂合約。同時我要對農戶的生產全程管控，保證食品安全。”劉雁飛說，“這就需要依靠信息技術。”

　　為此，天安農業引入了多個信息管理系統，如生產管理系統、銷售管理系統、ERP管理系統、溫室管家系統、二維碼追溯系統、配送管理系統等。據天安農業信息工程部經理李長春介紹，公司每年沉淀的數據量已經從4年前的40G提升到現在的100G，“老的SQL Server數據庫已經跑不動了。”

　　為此，天安將上馬SAP公司新推出的基于內存計算技術的高性能實時數據計算平臺HANA，這也是HANA在SAP Business One平臺的首次應用。劉雁飛回憶，2008年，天安在考察了用友、金蝶等軟件企業之后，決定采用SAP Business One系統，天安也成為SAP中小企業中的經典用戶。

　　“一旦走上了信息化這條路就沒有退路，只能前行。”劉雁飛開玩笑稱，“現在沒有系統不知道怎么干活了。”

　　天安模式下，一切都是數據：蔬菜水果品類、銷售價格利潤、農戶種植面積、溫室環境因子、消費者購買行為……這些數據如何關聯分析產生商業價值，不光對天安，對所有的致力于農業信息化的企業，都是未來的課題。

　　劉雁飛說，農業是一個看起來很美，做起來很累，沉下去又覺得樂在其中的行業。