“无锡台创园农业物联网技术集成与综合应用示范”：编织现代农业智慧之网
新华网南京10月30日电（中经社分析师 孙寅）现代农业迫切呼唤物联网技术。无锡锡山台湾农民创业园与多家单位共同建设实施“台创园农业物联网技术集成与综合应用项目”，有机融入纳米化学合成技术、表面功能化设计、分子印记和光纤传感技术，制备高选择性、高亲和力的纳米光纤探针，实现大田环境下的传感器稳定工作、灵敏传感，多种传感器的集成应用。该项目现包括水稻园区智能化管理、大田作物生境监测、设施园艺智能决策等应用系统，带动6800余农户，累计增加农民收入近千万元。
自入选“无锡物联网应用2014年年度十大案例”以来，整套系统现已走出无锡，推广到新疆昌吉、四川凉山和云南毕节等地。数据显示，该系统可降低劳动力成本40%，减少农药和化肥使用量12%，单位面积产出率提升15%，生产效益提升10%以上，同时，有效提高农产品品质，经济效益与社会效益显著。台创园还在原系统基础上同复旦大学联合研发农产品质量安全与溯源体系，进一步丰富系统功能。该体系操作简单、成本适中，目前已推广到山东滨州、广东珠海和浙江嘉兴等地。2015年，台创园实现营业收入3亿多元，园区超七成区域已深入应用现代农业信息技术。
硬件突破，助农业触“网”升级
走进台创园太湖水稻示范园，一眼望去全是四四方方的稻田。稻田里，绿油油的水稻长势喜人。起伏的稻浪中，一台台蘑菇形状的仪器若隐若现。
“它是农田的‘电子眼’。”无锡中科智能农业发展有限责任公司研发负责人董俊博士说，“仪器顶端的‘伞盖’是太阳能光伏电池，产生的电量能维持仪器正常工作。仪器的主体部分安装了多台传感器。有感知接收太阳光强度和反射光强度的传感器，主要用于收集两者间的差值来分析水稻氮含量。有温度与湿度传感器，用来感知灌层的温湿度和记录水层的温度。所有传感器收集的数据均集中到电表大小的采集节点中，经无线传输，供技术人员分析使用。”
调研发现，这些其貌不扬的传感器，虽然工作原理简单，但是各个“身怀绝技”。
董俊说：“农业生产受自然环境影响大，这对传感器的精确性和可靠性提出了苛刻的要求。提高传感器件精确度和稳定性是物联网技术在农业领域推广应用的关键。”
台创园依托无锡中科智能农业、无锡富华、上海交大无锡研究院、无锡恺易等合作单位，深入开展关键技术研发和创新，结合纳米化学合成技术、表面功能化设计、分子印记和光纤传感技术，将纳米双表面印记的功能荧光敏感材料组装到聚合物探针上，制备高选择性、高亲和力的光纤探针，为农残检测传感器穿上了一副“宝甲”。有了这副“宝甲”，可使农残检测传感器件的性能大幅提高，不仅缩短了检测时间，而且提高了传感器件的灵敏度。
在此基础上，利用锁相放大、温度补偿与零点漂移抑制等技术，设计高精度的信号放大电路以及合适的滤波电路，实现电路的低噪声与无失真放大。通过组装敏感涂层包覆的聚合物探头、激光源、光纤、光纤连接器、光纤耦合器、光纤环路器等内部系统制备高灵敏高选择性的基于分子印记技术聚合物探针的光纤传感器件，让农残检测传感器件拥有了更灵敏、更精确的“触觉”。
智能平台，贯通农业物联网综合应用数据流
“硬件设备创新为物联网技术在农业领域推广应用打下了基础，而要真正让物联网发挥作用，还需要建立行之有效的集成体系。”台创园管理委员会综合管理部部长周斌介绍说。
台创园基于现有先进传感器，开展封装测试、建模及优化、质量传感特性等方面的研究，实现了多种传感器的集成应用。
台创园在园区原有智能农业服务平台上，通过IaaS（基础设施即服务，通过互联网从计算机基础设施获得服务，无需实际服务器资源）、PaaS（平台即服务，通过互联网直接使用开发平台，无需本地安装开发环境）、SaaS（软件即服务，通过互联网直接使用软件应用，无需本地安装软件）三层体系的支持，建立了由运营、维护、管理平台和公共基础平台组成的智能化云计算平台。
该平台中，IaaS层提供虚拟资源池及资源池的灵活管理、快速部署和配置，池化资源的调度、迁移、备份、容错和粒度控制，和大规模的可视化监控和管理。PaaS层提供各类操作系统、数据库、开发工具和中间件，具有技术先进性和开放性、丰富的API及编程工具和灵活的可扩展性。SaaS层提供丰富的应用软件服务。
在实际使用过程中，该平台依托台创园搭建的病虫害数据库、生理指标数据库、水体环境数据库、土壤环境数据库、空气环境数据库对前端感知的数据进行汇总处理，对设施化作物所处环境作出数据化分析。农技人员不用到达现场就可对作物生长状态、环境状态等进行远程智能监控。
平台还向现场生产者和离线管理者的移动终端发送实时检测预报。对于含氧量过低、温度过高等影响作物生长的紧急情况，平台不仅能及时发出进行预警，还可远程控制增氧器等设备，化解险情。
智能农业服务平台的搭建加快了台创园农业物联网技术集成与综合应用示范项目在农业领域的立体化应用。目前，台创园内的大田水稻种植、设施化种植、设施畜禽水产养殖先后实现“物联化”。
“农业物联网技术不仅大幅降低了密集型农业的劳动力，还大幅提高了农产品的附加值。”董俊说。以设施化作物种植为例，由于物联网的投入使用，减少了人员成本约50%，提高总体经济效益约10%。台创园内三阳生态农业发展有限公司通过物联网技术实现大棚内高精度环境控制，种植出来的高品质青菜，每公斤售价达70元-80元，远高于每公斤6元左右的普通青菜。
据了解，台创园内的精品蔬菜、特色花卉、食用菌和生物育种，亩均年产值分别达到5万元、30万元、100万元和300万元，营销总额突破5亿元，带动6800余农户，累计增加农民收入近千万元。
全供应链监测保障农产品安全
周斌说：“农产品品质好坏、安全与否是消费者最关心的问题。为了让消费者吃得满意和放心，园区在农业物联网覆盖多行业的横向应用体系的同时，建立了农产品全供应链过程监测的纵向应用体系。”这层保障主要通过农产品质量安全与溯源、物联网农产品电子商务平台与可视化配送系统来实现。
在台创园的水稻展示区，真空包装的巨胚米、高钙米、富硒米等多个品种整齐地摆放在精致的礼盒中，每个小袋包装的右下角贴着一个二维码标识。消费者扫描二维码，就可以登陆农产品追溯查询系统，查明农产品从作物定植、生长、采收、运输、仓储到销售的全供应链过程。而这都要归功于园区建立的农产品履历管理系统。据介绍，该系统利用了两项农业物联网应用，即基于公网的分布式农业物联网信息服务体系架构和开放的可扩展的农业物联网应用服务支撑平台。
未来，农产品电子商务平台与可视化配送系统将为台创园农产品品质提供更多一层保障。台创园将采用“在线预售+定时配送”的B2C的电子商务模式，并建立快速定时配送机制，使台创园为消费者定时配送自产的安全新鲜农产品。同时，依靠物联网技术，共享农产品生产过程中物联网系统所采集到的生产视频数据，实现农产品全程的可视化，让消费者吃上“亲眼所见”的安全优质农产品。
企业简介：无锡锡山台湾农民创业园地处无锡市锡山区安镇街道、东港镇和锡北镇三镇(街道)交界处，于2008年2月经农业部和国台办批准设立，成为江苏省首个国家级台湾农民创业园。2012年无锡市创建国家现代农业示范区，其核心区规划选址锡山台创园。台创园规划总面积33.5平方公里，其中核心区12平方公里，下设无锡现代农业博览园、无锡高科技农业示范园、中国农科院太湖水稻示范园、无锡锡山生物农业产业园、无锡锡山精品蔬菜产业园等五个子园区，重点发展名优花卉、高档果蔬、种子种苗、功能稻米、生物农业、智能农业、休闲观光农业。目前，台创园入驻的企业已达46家，总投资3.8亿元，规模产值达5亿元。
