发布时间：2023-08-27 15:03:43
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的农业物联网发展现状与趋势样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
新媒体时代下新闻专业主义的探究
政务微博的现状分析与前景展望
新媒体时代下电视批评报道的冷思考
风电产业发展中的问题及对策分析
一种北斗定位定向仪的硬件设计
纺织企业余热回收系统设计
数字电视的技术应用及发展现状
石油地质勘探技术的创新研究
光纤通信的发展趋势及应用探讨
未来大轨道交通通信系统研究
电厂脱硫技术的应用和发展研究
生物柴油检测现状及发展趋势
智能交通发展中的大数据分析
河南有线双向多业务系统建设浅析
CDMA中移动通信网络的优化与发展
3D打印技术的现状及其发展前景
智能家居的设计与应用性推广
工业机器人在汽车生产行业的应用
新媒体技术发展状况分析
光电子技术发展态势及实践探究
废旧产品再制造工程设计探讨
计算机网络技术发展现状及展望
计算机网络发展方向探析
配电自动化关键技术及发展研究
对一款小型无人旋翼飞行器的研究
我国纯电动汽车的现状与发展初探
汽车车身的快速开发和制造技术
城市轨道交通产业集群研究
高校档案管理系统的设计与实现
基于单片机的温控装置系统研究
嵌入式计算机技术的应用发展
油田通信NGN改造后的业务融合
关于搅拌机液压系统的设计与优化
德州市：科技平台“流出”亿万财富
一体化技术与计算机辅助几何设计
基于STEP的自动化制造前景分析
我国环境监测技术现状及对策探点
电力电子技术领域中若干的研究热点
移动互联网技术在旅游业中的应用
电子信息技术的发展前景分析
航空电信网络技术及应用发展
计算机网络技术与信息农业发展探析
可生物降解聚膦腈的合成研究进展
嗜盐菌的嗜盐机制与应用前景
计算机科学与技术的发展趋势探析
静电纺纳米纤维支架结构的研究进展
物联网的体系结构与相关技术
关键词：数字湖南；高职教育；物联网产业
中图分类号：TP393 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2013）21-0018-04
物联网已经被公认为继计算机和互联网之后信息产业的一次浪潮，代表了下一代信息技术发展趋势。2010年10月18日，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》正式出台，物联网被确认为我国七大新兴国家战略产业之一。湖南省委、省政府高度重视培育和发展战略性新兴产业，明确提出：以“四化两型”引领湖南科学发展、建设“四个湖南”，作为湖南“十二五”经济社会发展的主线。2010年8月底，湖南省委、省政府正式对外《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》，重点发展先进装备制造业、新材料产业、电子信息、新能源产业、生物产业、节能环保产业以及文化创意产业等。2011年12月底，湖南省委省政府印发了《数字湖南建设纲要》，明确提出“加快推进下一代互联网、物联网、云计算、智能终端、三网融合等领域技术研发与应用，实现一百项信息技术重大成果的产业化”，并在政务领域、社会领域、数字文化等方面大力推进信息化。这一系列的政策导向，有力助推了湖南的物联网产业发展。
一、湖南物联网产业发展现状
湖南省物联网产业发展已经具备了一定的基础。信息产业的高速增长，带动了相关产业发展，对湖南省社会经济发展的带动作用日益明显，已经成为湖南区域经济发展的一个重要增长点。
1.湖南发展物联网产业具备先进的技术优势
湖南在物联网发展方面起步较早，已经具备了一定的技术优势和产学研基础。在传感器方面，已有一批有实力的传感器相关产品制造企业，具有一定的科研生产基础。南车时代在智能传感器、点式应答器、电子标签、高速智能列车信息化系统等方面展开了深入研发；湖南电信在Ipv6商用网络建设方面处于行业领先；国防科大、湖南大学、中南大学共同承担了国家863传感器网络专项研究课题，对传感网技术进行了实验性的应用研究；湖南大学成立了物联网研究中心等专门研究机构并建立超级计算机中心；湖南伊爱卫星监控科技有限公司等企业在全球定位系统应用产品的研发、制造、销售、服务和网络运营方面已有不少成功的案例。[1]
2.湖南发展物联网产业具备先发的产业基础
湖南省委、省政府高度重视物联网产业的培育和发展，大力扶持建设物联网应用示范重点项目。目前，湖南从事物联网研发、生产和服务的企业达200多家，涉及传感器、芯片设计、电子标签与读写器具、智能终端、应用软件、系统集成、运营服务等物联网产业链的多数环节。在智能高速列车控制、手机移动支付、金融税控设备、中小型水电站远程控制等领域，湖南省部分企业技术创新和市场在国内占有优势地位。
3.湖南发展物联网产业具备先行的应用示范
湖南省作为移动电子商务试点示范省，建成了中国移动全网手机支付平台，作为国家“三网融合”试点城省群，拥有长株潭国家级“两化融合”实验区和十一个省级“两化融合”实验区，建成了湘潭九华物联网示范基地、长沙百果园现代农业示范基地、郴州IPv6物联网示范基地、湘西物联网云计算平台等一批产业示范基地，并在智能水利、智能农业、智能工业、智能交通等多领域率先应用物联网技术。
二、湖南高职教育与物联网产业发展实现对接的可行性
湖南省大力培育和发展物联网产业，在物联网领域将继续加大科技创新支持力度，加快技术研发与成果转化应用的同时，也存在着产业物联网核心关键技术缺失、物联网标准规范体系不完善、物联网地址资源匮乏、物联网规模化应用不足、物联网产业链构成不完善、物联网技术与应用人才缺乏等一系列问题，在一定程度上制约了物联网产业持续发展。在关于如何发展战略性新兴产业的讨论与研究中，国务院发展研究中心副研究员张永新认为，发展战略性新兴产业的关键是掌握核心技术。掌握核心技术的主体在于“人”，如何培养掌握与发展核心技术的“人”成为解决问题的关键所在。[2]
关键词:移动苗床;自动控制系统;数据采集;物联网;智能
0引言
目前，温室是我国设施农业的主要形式，截至2009年，我国温室面积已达到300万hm2。其中，大量的温室移动设备主要还是以老式的传统机械为主，而苗床作为设施农业中一种重要的育苗设备在我国部分地区虽已有推广，但仍然还存在机械设备陈旧、自动化水平不高及区域分布不均匀等问题。“十三五”期间，随着我国制造业转型契机的到来，在“中国制造2025”的大环境下，现代自动化农业设备越来越受到关注和重视，而传统的纯粹依靠人工完成的农业设备成本过高、作业效率低下，不再适应现代农业设备的发展需要。现代自动化农业设备尤其是自动化移动苗床控制系统，作为解决当前人力成本过高及苗盘搬运设备自动化程度过低等问题的一种智能农业控制系统，将得到快速的发展;移动苗床控制系统作为致力于促使现代农业从粗放型向集约型方向发展的一整套智能化移动设备在未来几十年将逐渐被关注与研发。
随着互联网技术与智能制造技术的不断发展，移动苗床控制系统也将与现代IT技术和工业自动化技术相结合，不断推进移动苗床控制系统向智能化方向发展。移动苗床控制系统作为温室移动设备中的重要组成部分，是产品和运输设备之间的沟通纽带，可有效降低劳动力成本、提高设备运输可靠性，具有智慧控制和智能感知的特点。在未来的温室移动设备中，移动苗床控制系统将利用物联网技术和信息传感技术，以一定的协议为基础，更加智能、有效地连接互联网与产品，实现移动苗床控制系统的智能化，促进温室农业设备的可持续发展。
1自动化移动苗床控制系统的现状
1．1国外的发展现状
近年来，随着现代信息技术的迅猛发展，尤其是高精度伺服系统及嵌入式系统的普遍应用，世界上一些发达国家不断加大农业机械自动化的研究与开发力度。这些研究以市场为导向，以生产成本的降低为主要目标，最终达到降低人力成本及资源合理配置的目标，且研发中相当多的自动化农业机械产品已达到产业化的要求。以荷兰为例，作为世界上设施农业发展较为迅速的一个国家，在20世纪中，荷兰在温室园艺生产管理上投入了大量的劳动力，其蔬菜生产34%，花卉和盆栽生产分别为27%与28%，并且劳动力成本还在呈日益增长的趋势。为减少劳动成本、降低生产成本、提高生产率，荷兰在20世纪90年代已开始大力发展温室自动化生产装备系统，也包括自动化移动苗床控制系统，目标便是着力将生产作业自动化、信息化、智能化。同时，自动化生产企业也积极投身到创新开发自动控制系统中。例如，世界上知名的温室自动化设备生产厂商“Logiqs”当对积极进行温室自动化产品的开发与研究，该企业研制的自动化苗床设备(见图2)采用先进的伺服控制系统、传感器反馈系统、自动浇灌、照明系统及先进的上位机管理系统，对不同种苗的苗盘进行了集中式管理，不仅提高了自动化生产效率，而且降低了生产成本，提高了经济效益。如今，荷兰通过大力发展自动化移动苗床控制系统，实现温室自动化移动苗床高效自动化生产，同时广泛采用现代自动化技术(如先进物流控制技术、电子信息技术、传感器技术、伺服控制技术及无线通信技术等)，使其大量的温室移动设备实现自动控制，从而形成大型的、完整的、可循环的自动化移动苗床控制系统。
1．2国内的发展现状
我国温室自动化设备的研制起步比较晚，到20世纪80年代中后期才初步形成了我国温室工程技术体系。当时，对于苗床的研制还仅仅停留在机械结构方面，在研究移动苗床自动控制领域要晚于西方发达国家近10～20年。过去几十年，我国移动苗床主要以手动式移动苗床为主。此类苗床耗时、耗力，且对于劳动力要求特别高，在苗盘移动过程中要保证上面的种苗不受损伤。由于苗床一般安放在温室中，处于密闭状态，并且温室里对温度、湿度要求都较高，因此工人不能长时间呆在里面，这一局限性也促进了我国温室自动化控制系统的快速发展。近年来，国家对温室自动化设备研发资金不断投入，自动化移动苗床控制系统作为其中一种现代自动化农业控制设备，近几年已从单层人工运输发展成多层自动运输，并且整个苗床自动化相关配套设备已具有一定规模。通过从荷兰、以色列、日本等一些设施农业发展迅速的国家引进现代自动化移动苗床设备，再进行消化、吸收与技术创新，我国许多设施农业生产企业已取得较大的科技成果，有力地推动了我国自动化移动苗床的发展。以杭州恒农科技股份有限公司为例，该公司研发的自动化立体移动苗床系统除去机械框架，整个控制系统包括苗床搬运车伺服电机控制系统、天车行走控制系统及计算机生产管理系统。该设备已在上海都市菜园里正式投入使用，说明我国移动苗床设备的自动化水平有了一定的提高。
1．2．1采用定位精准的伺服控制系统
进入21世纪以来，随着劳动力成本的不断上升，传统的苗床移动设备已满足不了市场的需求。伺服控制系统作为目前国际上比较流行的一种驱动定位系统已被许多发达国家应用在温室自动化设备上。我国在苗床自动搬运设备上也进行了大量的研究，并且结合自身市场的需求，形成了一套完整的伺服定位控制系统。以上面介绍过的杭州恒农科技股份研发的自动化移动苗床控制系统为例，整个苗床搬运车采用伺服电机作为驱动器，结合苗床架上的传感器形成一个闭环控制系统，通过上位机控制器可将苗床搬运车沿着导轨准确定位在温室工厂里所需要的位置。这一套伺服控制系统也是目前国内比较先进的温室自动化控制系统。
1．2．2基于计算机物流管理模式已具备一定基础
过去几十年，我国在温室工程技术初具规模时期，大量的温室移动设备包括苗床都采用人工或者半自动的方式来进行搬运作业，可以说在移动苗床自动化运营管理水平方面一直处于落后的状态。近几年，随着计算机控制技术的快速发展，我国已经逐步摆脱传统纯粹依靠人工进行苗床搬运、浇水灌溉、灯光照明的一些固定式苗床设备，取而代之的是通过计算机进行集中管理作业的自动化移动苗床控制系统。例如，目前已研发出全自动控制的无土栽培营养液灌溉系统、LED自动辅助补光照明系统及基于计算机图像处理技术的育苗选种系统等，并形成了一套相对完整的计算机物流管理模式，从而有效地保证了种苗培育的优良性与科学性。这一自动化管理模式降低了生产企业的劳动力成本，增进了企业的生产效益，也提高了我国温室设备的自动化水平。
1．2．3数据采集与传输更加科学、准确
随着现代传感器、现场总线的广泛应用，过去温室移动苗床上种苗生长数据难以采集与传输的问题将得以解决，目前国内应用比较多的农用传感器有温湿度传感器、位移传感器及照度传感器等。这些传感器构成了整个温室大棚的数据采集系统，为后期计算机分析种苗生长状况环节提供了大量的数据基础，是现代自动化移动苗床控制系统必不可少的一部分。在现场总线方面，目前应用比较多的主要是以CAN总线为主。它是德国BOSCH公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议的现场总线，可以实现多主方式工作，通信速度可以达1Mbps/40m，最大通信距离可达10km，并且开发成本仅为同类现场总线的1/3。由于苗床上种苗的生长情况需要实时监控，数据上传与下达需同步进行，因此CAN总线目前被广泛应用在自动化移动苗床控制系统中。
2目前自动化移动苗床控制系统存在的问题
我国对自动化移动苗床控制系统的研究开始于20世纪80年代，在近几十年的发展中，通过不断吸收国外农业发达国家的先进技术及自身的研究创新，已取得了良好的成绩;但与荷兰、美国、以色列等一些设施农业比较发达的国家相比，我国在设施农业自动化设备区域分布、自动控制系统可靠性、后期系统维护上存在一定的问题。
2．1部分地区移动苗床的自动化水平不高
当前，虽然我国在温室自动化移动苗床上取得了举世瞩目的成就，但我国幅员辽阔，目前只有在东部沿海等一些发达城市应用了自动化移动苗床控制系统，而这些地方恰恰土地供应极度紧缺，温室自动化设备难以大面积推广。在设施农业较为集中的内陆中原地区(如河南、新疆等地区)，土地供应面积充足，是发展自动化设施农业的良好区域。由于当地经济发展缓慢的原因，当地许多地区都还是以固定式苗床或者是纯手工移动苗床为主，费时费力，且劳动力成本高，整体跟不上发达地区的苗床自动化水平。因此，与美国、荷兰和日本等发达国家整体的移动苗床自动化水平相比，我国的移动苗床自动化水平还存在一定的差距。
2．2自动化移动苗床控制系统的可靠性不够
经过几十年的研究与创新，目前我国温室自动化设备在以自动化移动苗床控制系统为核心的基础上，已经形成了一套完整的温室自动化控制系统，但在控制系统的成熟程度(即自动化技术本身的可靠性)方面还有大量的工作要做。例如，在伺服控制电机上位机软件层面，由于程序过于冗杂、CPU运行过慢导致闭环反馈系统出现延时，进而导致苗床搬运车定位可靠性受到一定的影响，出现搬运车定位不准确及定位错误等问题。相比美国、荷兰和日本等发达国家，在对移动苗床上种苗生长数据的检测与调控技术上，我国研制生产的控制系统虽然能完成数据采集、传输与处理的基本功能，但在长时间、大容量、高负载的温、光、水、气、肥等因子的监测和调控上，国内控制设备的可靠性还远远不够，相比国外差距还是比较大。
2．3自动化移动苗床控制系统的后期维护困难
过去20余年，由于我国设施农业一直处于低位运行的状态，造成自动化移动苗床控制系统方面的专业售后维修人才严重流失。随着近些年设施农业自动化设备的快速发展，我国部分发达地区率先研制出移动苗床自动化设备，虽然这些地区应用已经非常广泛，但绝大多数的技术还是采用国外引进、国内消化的模式，从而造成目前这方面的人才极度匮乏。一旦控制系统出现故障，便可能需要国外的技术支持，企业成本过高、维修周期过长等问题可能会造成自动化设备长时间的闲置，甚至处于报废无人维修的境地。
3发展趋势
3．1苗床控制系统更加可靠、地区发展更加均衡
随着我国国民经济的快速发展和人民生活质量的不断提高，苗床控制系统作为设施农业设备中的核心控制系统，其可靠性的设计直接影响到企业的信誉及国家整体设施农业的自动化水平。因此，设施农业控制系统整体的可靠性问题已经引起了国家农业机械管理部门的高度重视，相关部门将陆续采取一系列的措施来保证整个控制系统的可靠性。未来自动化移动苗床控制系统将告别传统小批量生产的模式，取而代之的是大批量流水线生产，因此在控制系统电子元器件质量上面需得到保障，从而使整个苗床控制系统的硬件可靠性得到逐步的提升。同时，随着国家对设施农业资金扶持力度的不断加大，无论从设备利润还是人才引进方面，将迎来一个良好的窗口期。因此，在资金、人才的双重保障下，未来整体设施农业控制系统的可靠性将得到一定的保证。在区域苗床自动化控制水平分布方面，随着国家整体经济水平、技术水平的不断提升，未来将逐渐告别东、西部设施农业自动化水平分布不均的现象，取而代之的将是西部土地资源充分地区广泛使用自动化移动苗床控制设备，从而促进我国设施农业的快速发展。
3．2苗床控制系统与物联网技术相结合，向智能化方向发展
3．2．1机械视觉识别技术
机械视觉识别技术是目前相当流行且发展十分迅速的一门技术，是集数字图象处理、机械工程技术、控制技术、传感器技术及计算机软硬件技术于一体的工业机器视觉应用系统。它为机器设备增加了一双眼睛，将计算机的快速识别与人类视觉的高度智能化结合在一起，通过对目标物体图像的采集和处理得出分析结果，并上传到控制系统，实现了机器自主判断的能力。许多发达国家(如美国、日本)已在农业机械视觉识别技术方面进行了深入的研究，如苗床上种苗质量鉴定、获取种苗生长状态信息及种苗种类自动筛选等。机械视觉识别技术的应用将有效减少人工对自动化系统决策的参与，使得自动化移动苗床控制系统得到进一步的提升。目前，我国该技术在设施农业自动化设备上的应用与研究还处于起步阶段，未来随着国家科技不断的进步，机械视觉识别技术在自动化移动苗床控制系统上将得到广泛的应用。
3．2．2条码识别技术
条码识别技术作为一种自动识别技术，始于20世纪中叶的美国，是集光、电、机和计算机于一体，自动采集数据并发送给控制系统，最终实现实时信息的准确传输与获取的自动识别技术，也是迄今为止最为经济、实用的信息管理技术。该技术能够将各个领域的信息数据联系在一起，精确定位高速移动的物体，为实现物流与信息流的同步、提高供应链管理效率提供良好的技术手段。目前，在诸多物流控制系统中已经广泛采用该技术。对于自动化移动苗床控制系统，在分练种苗时往往存在工作量太大、分练错误等问题，如果将各种条形码贴在相应的种苗盆上，然后通过条码阅读器将条形码信息输入到计算机中，再通过计算机对种苗进行分类管理，可有效降低成本及减少搬运取苗错误。因此，条码识别技术与计算机技术相结合未来将广泛应用在苗床控制系统中。
3．2．3网络通讯技术
目前，自动化移动苗床控制系统数据通讯模块广泛采用以现场总线为主，而未来随着苗床系统对网络实时性、传输速率要求的不断提升，以工业以太网技术为核心的网络通讯技术将逐渐应用在苗床控制系统中，目前众多的工控厂家已经逐渐将自己的工业现场总线向基于以太网技术的通讯技术靠拢。工业以太网顾名思义就是应用在工业上的以太网，相比于现场总线，其有以下几大优点:①可以满足控制系统各个层次的要求，使企业信息网络与控制网络得以统一;②设备成本降低，以太网卡的价格是总线网络价格的1/10;③工业以太网更容易与Internet集成，传输速率更加快。
4结论
自动化移动苗床控制系统作为育苗输送的一种农业自动化设备，在温室现代化生产中担当着重要的角色。随着我国温室面积的不断扩张及社会生产要求的不断上升，移动苗床自动控制系统的发展是必然的趋势。这种趋势主要体现在智能化自动控制模块的广泛应用及相关技术可靠性的不断完善。同时，随着“互联网+农业”概念的提出，从国家政策倾向出发已把农业现代化控制技术提升到国家战略层面，而自动化移动苗床控制系统相关技术不仅减少了劳动力成本、提高了产业效率，而且在摆脱农业机械一直作为低端制造业这一困境方面做出了一定的贡献。因此，在政策、技术、资金的三重推动下，我国设施农业自动化设备将引来良好的发展时期，自动化移动苗床控制系统也将得到快速的发展。
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关键词：温室;设施农业;物联网;应用研究
中图分类号：TP393 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong， QIAN Chun-yang， SONG Zhi-wen， WANG Jian-chun， LYV Xiong-jie， LI Feng-ju， LIU Shao-wei
（Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China）
Abstract：This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem， put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends， mainly in five aspects， including the data accumulation and analysis， research suitable application model， development for making a fool of Internet management system， study agriculture IOT application standards， strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words： greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。它利用各类感知设备，采集农业生产、农产品流通以及动植物本体的相关信息，通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输，最后通过智能化操作终端，实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务[1]。
近年来，随着物联网技术的不断发展，其应用已经涉及水产养殖与畜牧业、种植业、农产品加工、运输与流通等农业领域。由于设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产，更有利于物联网技术助力设施农业实现精准高效，因此设施农业物联网技术的推广应用成效最为显著，前景十分广阔。
1 物联网技术应用于设施农业的历史及现状
发达国家设施农业物联网发展较快，20世纪后期就已经有基于网络化、分布式的温室环境控制系统研发的报道，这与他们先进的生产管理水平密切相关。英国研发出用于储藏室或花园温室的入侵警报系统和霜冻系统、通风加热控制系统、远程无线洒水系统等系列无线设备;日本研究开发出“Open Plannet，OP”双向远程监控系统，利用基于以太网的嵌入式网络技术实现了温室环境和视频的实时动态监控[2]。荷兰向花卉培育者提供植物生长控制系统，可以实现复杂环境下温室植物的个性化追踪管理。在美国，20%的精细农业都应用感知技术，在农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施中发挥了关键作用。美国加州研发出的“草莓培育物联网系统”能够实时监测植物的生长状况，根据土壤和环境空气的动态变化，自动启动施肥浇水或温度调节等智能设施。近年来，随着一些发达国家大面积推广精细化、自动化的农业生产技术，对农作物的生长环境进行监测，并针对作物生长需要进行生长环境、农业机械的自动控制，使得物联网技术可以无缝接入，应用环境较为完善[3]。著名的系统有英国开发的农业管理与决策选择系统、美国的作物决策管理系统等[1]。有此作保证才能真正实现农业生产管理的智能决策与控制。这其中，欧美发达国家尤其值得我们学习的是农业知识处理与应用系统开发方面，他们通过集成大量知识和农业生产流通第一线数据，来为品种选择、土壤营养诊断、水肥管理、病虫害诊断、农产品加工、流通等农业生产全过程提供信息化服务。
我国物联网的研究几乎与国外发达国家同步进行，在农业上的研究应用领域也较为广泛。2011 年，农业部了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》，包括北京市设施农业在内的三大国家级物联网应用示范工程开始启动， 2013年，上海、天津、安徽3个省市被农业部列为农业物联网区域试点[4]，我国农业物联网发展驶入快车道。迄今全国已有8个省（区、市）（另外还有黑龙江、内蒙古、新疆）承担的国家物联网应用示范工程和农业物联网区域试验工程先后启动实施，并取得了阶段性成果，也带动了各地农业物联网的发展。
成绩较为突出的如：北京市重点开展了农业物联网在农业用水管理、环境调控、设施农业等方面的应用示范，开发了与农业技术结合的墒情监测系统，为政府决策、农户技术指导、公众消费和设施蔬菜生产管理提供了便利，实现了设施农业环境监测和农业用水精细管理[5]。江苏省则开发了基于物联网的智能农业管理平台，侧重对设施农业、猪舍生产环境进行监控，一定程度上实现了对农业设施的自动化管理，并逐渐开始进行规模推广[6]。天津市建成了国际先进的农业物联网平台，实施了农业生产经营物联网智能化控制与管理工程。应用种植业设施环境信息监测、智能化控制与管理等物联网技术，建设了总面积逾667 hm2的核心试验基地，开展了约1 000栋节能温室的示范应用。此外，国内许多企业也加入到农业物联网研发行列，如北京昆仑海岸传感技术有限公司、大唐移动通信设备有限公司、上海顺舟网络科技有限公司等在开发产品的同时，还提出了设施农业物联网体系解决方案来构建设施农业智能控制系统，以适应各种类型和不同规模的生产需要 [7]。
2 物联网技术在设施农业应用的发展瓶颈
虽然农业物联网技术在我国设施农业中的应用成效较为显著，但农业物联网是项复杂的工程，在我国总体上尚处于试验阶段，目前主要在示范型农业、科研温室等系统中有所应用，距离大规模商业化应用还需要一定时间。促进农业物联网蓬勃持续发展，必须面对制约其发展的瓶颈问题。目前，我国设施农业物联网发展中的主要问题可以概括为以下3个方面。
一是优质农业专用传感器的缺乏。农业部信息中心主任李昌健说：“目前我国农用传感器种类不到世界的10%，国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间[4]。”而且，国内产农用传感器良莠混杂，质量参差不齐，性能不够稳定，使得监测数据不够准确，又没有权威的评价标准，因此农业生产者很难信赖物联网设备。
二是资金投入大、回报周期长。农业物联网基础设施建设不仅一次性资金投入大，需要长期更新维护，而且回报周期长。目前，我国仍以小农户分散经营为主，农业整体比较效益低下，对于普通农民来讲，物联网设备价格偏高[4]，过于“高大上”，很难大面积推广。只有规模经营或者高效种养殖业才更有利于物联网技术的推广应用。
三是应用研究缺乏，急需“接地气”的生产应用参数及软件产品研发。目前国内农业物联网的市场需求仍然是以设备采购、网络接入为主，在设施农业生产上还主要停留在监测与初步分析环节，没有真正意义实现科学决策和智能控制，根本原因在于对数据分析及其生产应用的研究不够重视。
综合分析三方面问题，首先对于设备问题，我国的企业、科研机构普遍较为重视，相信随着科技的迅猛发展，大批低成本、低功耗、性能好的各类农业传感器很快会在市场上涌现。其次对于资金问题，当前还是政府投入引导为主，随着设备成本的降低，政府补贴的实施（据报道，有关部门正在研究建立农业信息补贴制度，加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录[4]），将会引入电信运营商、企业、科研单位、高校等社会力量的加入，逐步形成政府引导、投资主体多元化、运行维护市场化的格局。因此，制约农业物联网技术在我国推广应用的最大瓶颈无疑是采集数据如何应用，物联网如何为农业生产带来实实在在的效益，即如何打破“拿上来一大堆数据，却不知道干什么用”的窘况。重视“应用层”这个顶层设计，以应用为导向来做研发，是农业物联网发展到今天必须引起重视的核心原则和目标。
3 设施农业物联网技术应用研究方向
设施农业物联网应用研究涉及的领域较为广泛，确立研究方向要结合生产实际和未来发展趋势，可以重点从5个方面研究入手。一是注重数据的积累与分析，通过分析各类型数据发现农业生产规律，建立设施作物水肥管理模型、病虫害发生预警模型等，用于指导生产;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各种类型设施的应用模式，包括研究设施内网络节点的布控、设备系统的集成等;三是开发适用于当地设施生产实际、扩展性好、操作简便的物联网管理软件，结合专家模型的嵌入，成为农民身边的技术管家;四是以农业物联网技术应用研究为基础，制订操作性强的农业物联网应用标准，如针对不同设施蔬菜种植制定物联网栽培管理应用标准、蔬菜环境监测系统集成规范等，便于推广应用;五是加强作物生理生态信息的监测与研究，从长远来看，研究作物生理生长模型是提高设施作物生产潜力的根本和核心技术，有必要及早开始规划并实施[8-9]。
综上所述，随着科技的不断发展，农业物联网技术设备将会日臻成熟，但要大规模推广应用，得到市场的认可，还必须与各地区农业生产实际相结合，不能操之过急。要优先从基础好、规模化程度高、产值高的行业入手，但更为关键的是要提升数据分析能力，加强应用层面的把控与研究，才能充分发挥农业物联网的优势。
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关键词：物联网技术；智能农业；应用
随着社会的飞速发展和科技水平的不断提高，信息化产业在继计算机、互联网以及移动通信后出现了第三次改革的浪潮----物联网技术。物联网技术从字面意思理解为两个物体相互连接的互联网，就是将任意的两个物体通过物联网技术连接在一起，以达到传递信息的目的。智能农业的物联网技术就是指在现代农业中，通过物联网技术中的各种传感器构成传感器网络系统，通过这个系统对农作物科学监测、科学种植、科学管理，农户足不出户的就可以对农田进行管理，这样既可以解放劳动力，又利于提高农作物的产量，推动农业现代化的发展。
一、物联网技术在智能农业中发展现状
随着物联网技术的不断深入发展，一些发达国家已经在农业的生产、流通领域和养殖业方面逐步推广这项技术。智能农业的物联网技术主要包括信息感知、信息传输、信息应用三个结构层面。信息感知技术就是通过把各种传感器的节点相互连接来获取农田的基本数据，及时掌握农田的信息变化。信息传输技术就是通过各种方式利用传感器接收信息，或者通过通信协议信息，使接收信息的范围进一步扩大。信息应用技术就是把获取的数据进行整理汇总，归纳出科学管理方法，用于指导农田管理。
二、物联网技术在智能农业中的应用
随着中国经济近30年来的快速发展，农业生产资源紧缺和农业对资源消耗过大的问题对农业发展的制约愈发明显。农业物联网将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域，构建智能农业系统，是解决农业发展滞后问题的有效方法。
1.在农业资源利用方面的应用。近年来，随着物联网技术的发展，我国充分利用GPS定位技术对土壤含水量、土壤温度、光照进行采集，对农作物施肥、病虫害的防治、农田管理以及农业环境污染状态进行监测以获取更准确的信息。通过这些信息的分析，可以归纳总结出解决方法，用于指导农业生产管理。
2.在农业生态环境方面的应用。我国在重视农业发展的同时，也非常注重对农业生态环境的保护。我国在建立了农业环境网络监测系统，对各地的农业生态环境进行全天候的监测，并建立了对大气和水环境的监测系统，实时监测一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等有害气体和水温、水质等参数。
3.在农业生产管理方面的应用。我国把农业管理经验与高新技术紧密相结合，以实现农业生产精细化管理。我国在水产养殖方面已经建立了智能环境监测系统，能实时动态的监测水产品生长情况，及时发现问题，快速找到解决方法。同时我国设施农业方面也取得进展，研制出了合理分配农机资源的调度系统，尤其在秋收时期，能合理调度各地区的农机具，使农机具得到最大限度的利用。
4.在农产品安全溯源方面的应用。随着人们生活水平和质量的提高，人们对食品安全的关注度越来越高。为了保证人们能吃上放心的食品，国家建立了农产品安全溯源系统。这个系统主要是通过条码、IC卡等技术，对农产品从源头开始直到到消费者手中都进行全程监测，消费者可以随时随地的查看农产品每个流程的基本情况。
三、物联网技术在智能农业中的发展趋势
现在物联网技术只是应用在农作物的育秧方面，即通过电脑对田间设备实行远程控制，及时了解田间的温度、湿度、光照等数据，当出现警戒值时，自动调控设备进行智能调节。在不久的将来，我们还可以通过更精密的传感器和更严密的控制系统，对各个阶段获得的数据进行科学分析，以期得到更好的结果。未来几年，在农作物的灌溉阶段，我们可以利用物联网技术，并结合水库的水位、天气和农田干旱情况，进行合理灌溉。在农作物的收割阶段，可以利用农机资源的调度系统，及时掌握农机具的工作情况和具置，对农机具进行合理调度和实时监控，以实现农机具工作效率最大化。在农作物运输阶段，利用车辆的定位系统，及时了解车辆的行进路线和运行状态，通过实时画面和传回的数据了解车厢内的情况，及时调整车厢的温度，并安装防盗系统。在农作物的存储阶段，通过全球眼或电脑进行远程控制，及时了解粮库内温湿度的变化情况，并通过自动调节系统以达到室内温湿度的平衡，为把粮食安全送到消费者手中保驾护航。在农产品加工阶段，继续加大对食品溯源系统的开发力度，使其广泛应用到对绿色食品的加工检测上，用于乳制品生产的追溯源头上，用于出口农产品的生产及贸易上。当然，未来物联网技术在智能农业发展中的应用还很多，还会朝着更加智能化、现代化的方向发展。
四、结语
物联网技术属于一种新型的技术，属于智能技术的核心，也是新型网络技术的典型使用，但是，就现阶段我国的实际情况来看，物联网技术还未形成系统的技术体系。本文从实用性角度出发，针对物联网技术在我国农业中的应用进行了深入的分析，结果显示，物联网技术在农业中有着巨大的应用前景，相信在不久的将来，物联网技术定可以成为辅助我国农业技术水平发展的核心技术。
参考文献：
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【关键词】ZigBee;智能;农业大棚;物联网
一、概述
“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。
智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。为了解决这些问题，业界尝试了很多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。
二、智能农业大棚的应用分析
通过对农业大棚内的温湿度信号、光照度以及土壤的水分等参数的采集，能够根据用户设定的参数，自动开启或关闭设备，来达到大棚内的参数平衡。这样，可以实现农业生态信息的自动监测，对大棚内设施进行自动控制和智能化管理。
大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只，用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只，用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。所有传感器一律采用直流24V电源供电，大棚内仅需提供交流220V市电即可。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等），用来传输各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备1套（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来传递控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。
三、系统架构研究
1、总体架构
系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。
2、传感信息采集分析：
数据采集系统，主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee无线传感模式。 传感器的数据上具有Zigbee模式和RS485模式两种，RS485模式中数据信号通过有线的方式传送，涉及大量的通讯布线。而在Zigbee传输模式中，传感器数据通过Zigbee发送模块传送到Zigbee中心节点上，用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也通过Zigbee发送模块传送到中心节点上，省去了通讯线缆的部署工作。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。用户可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台，实时监测大棚现场的传感器参数，控制大棚现场的相关设备。Zigbee模式具有部署灵活、扩展方便等优点。所以，在这里我们采用的是Zigbee模式。
3、控制系统分析：
控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成，通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备，包括喷水系统和空气调节系统等，喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备，空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。 采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上，现有大棚设备支持3G、有线等多种数据传输方式，在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。 业务平台负责对用户提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括环境数据监测、数据空间/时间分布、历史数据、超阈值告警和远程控制五个方面。用户还可以根据需要添加视频设备实现远程视频监控功能。数据空间/时间分布将系统采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况（折线图）和空间分布状况（场图）、历史数据可以向用户提供历史一段时间的数值展示;超阈值告警则允许用户制定自定义的数据范围，并将超出范围的情况反映给用户。
四、智能农业大棚主要功能
1、数据采集
能够对智能农业大棚内的数据进行无线采集，可以采集内部的温湿度、光照、以及土壤的水分等参数。
2、视频监控
用户能够实时地通过电脑或手机进行监控，观察大棚内作物生长状况。
3、数据存储
系统能够对历史数据进行保存，以便日后对这些数据进行分析，方便日后查询。
4、数据分析
系统将采集到的数据进行曲线图或柱状图分析，生成报表，根据分析后的数据，可以由此判断出在什么条件下更适宜农作物的生长，为以后种植的提供依据。
5、远程控制
只要能够联网，在任何时刻都可以对大棚内的设备进行远程控制，以调节内部的参数。
6、超限报警
用户可以自行设置超限值，当参数越过超限值时，可以通过监控器或手机进行实时报警，以便及时提醒用户。
五、结束语
随着物联网的普及，智能农业大棚将会在以后扮演越来越重要的角色。对农业生产起着非常重要的作用，同时也会推动农业经济的发展以及农业信息化的发展。
参考文献：
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2012
58.9673
171.9818
48.6455
2013
61.1381
179.3953
51.3626
数据来源：国家统计局网站
二是受社会价值多元化的影响。当今社会，由于市场主体 -US j ? e ' ?_T ?？U ：9.0pt;font-family：方正书宋简体;mso-bidi-font-family：宋体; color：black'>
最后，希望在本文的帮助下，新手设计师可以在Solidworks 2013软件平台下逐渐进入角色，越来越顺利。
关键词：物联网；能力开放；智能管道
Abstract:The limited application and high cost of the Internet of things (IoT) is caused by market segmentation and is constraining IoT development. To reduce deployment costs, it is necessary to collate resources across all the industrial chain in order to satisfy the common needs of users. The open enabler system of IoT comprises four kinds of enabler based on the common needs of different layers: terminal services, network and service, support and service, and applications and content services. We analyze key points in implementing a managed and controllable enabler for IoT.
Key words:Internet of things; open enabler; smart pipe
1 物联网应用现状
物联网作为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮[1-2]，对于加速整个社会信息化发展的进程，促进形成新的经济增长点具有重要的作用。随着中国将物联网作为战略性新兴产业的重要组成部分[3]，围绕物联网相关的技术研究、产品研发和应用推广等均呈现出迅猛发展的势头。
从物联网的具体应用来看，无论是以简单的机器类数据交互为特征的机器类通信(M2M)应用，还是基于传感网与通信网相结合的泛在应用，在种类和用户数量方面都在加速增长[4]。
目前，物联网技术已经在电力、交通、物流、农业、工业生产等领域得到广泛的应用，并在环保、医疗、城市管理、安防等行业进行了以应用示范为主的尝试[5-7]，正处于从产业启动期到大规模产业化推广过渡的重要阶段。物联网作为一个综合的信息技术领域，也将为产业链各方拓展广阔的市场空间。
对于物联网这样一个规模庞大的市场，其健康发展需要包括设备制造商、系统集成商、运营商在内的产业链的各环节之间的协同配合，并将是一个循序渐进的过程。
物联网应用的发展现状具有以下特点：
・应用的种类和用户数量初具规模，但与预期的市场规模相比，仍处于起步阶段。
・应用多集中在行业信息化领域，在个人和家庭领域内的应用相对偏少。
・所处的行业相对集中，同时，受限于行业信息化的发展现状，跨行业融合型的物联网应用尚未形成。
・由于未形成规模发展和普遍应用，市场利润空间多集中在元器件制造、系统集成等环节，运营商以提供纯通信服务为主。绝大多数情况下业务管理和运营由用户自己完成，使用成本较高。
・细分市场需求庞杂，但集成商和运营商受限于成本压力，均无法提供满足客户需求的服务。
物联网应用现状所体现出的上述特点也符合信息化发展的规律。物联网作为一种信息化手段，同其他的信息技术相比，其与用户的日常生产、工作和生活过程更加深度耦合，需面对用户更加细分的需求，从而导致单个应用的规模受限，并进一步影响到应用推广和普及的成本。在目前的发展阶段，为了更有效地促进物联网应用的规模普及，需要尽可能地提炼出共性需求，并以专业化的服务满足这些共性需求，降低应用开发、部署和维护成本，拓展更大的市场空间。这也是本文提出物联网能力开放的基本出发点和目标所在。
2 物联网服务需求分析
2.1 用户需求分类
从信息化角度分析，用户对于物联网服务的共性需求可分为4个层次，如图1所示。
(1)基础通信需求
基础通信需求是物联网应用中的最基本需求。用户需要各种近距离或远距离的通信手段，通过短信、数据或语音等方式实现物联网终端与应用系统之间的信息交互。例如，在工业生产监控中，将远程设备监测到的生产数据封装在短信或数据包中，通过移动通信网发送到后台的控制系统。
基础通信需求对应物联网的基础通信服务，可通过运营商的网络提供，此外，对于有特殊需求的行业，也可通过行业专用网络实现。
(2)通信管理需求
通信管理需求的含义包括两方面，一是在物联网与生产和控制紧密结合的情况下，用户需要比基础通信服务更可靠的通信能力，以实现更可靠稳定的数据交互；二是对于大规模部署的应用，用户可使用高效的管理手段，判断通信过程和终端的状态是否正常，对终端的软硬件进行批量升级，当发生异常时，能快速定位发生故障的环节并进行诊断恢复。通过物联网智能通道服务满足通信管理需求，其核心是先于用户发现问题、解决问题，从而降低用户的使用和管理成本。
(3)应用需求
应用需求包括信息采集、传输、控制和处理，以及用户特定的业务逻辑在内的信息化应用系统的实现、部署和维护。应用需求可涵盖基础通信需求和通信管理需求，还包括生产和管理等业务逻辑的实现和集成。从技术角度分析，物联网仅提供了信息交互和处理的手段，要构成一个完整的信息化应用系统，还需要与用户的核心业务有机结合。应用需求通过应用集成服务实现，目前大多数的示范类物联网应用项目均包含本类需求。
(4)信息聚合需求
信息聚合需求是指对于不同系统中的信息，按照用户的特定需求和业务逻辑进行筛选、分析、挖掘和组织，形成新的应用。
信息聚合的前提是跨系统的信息共享。由于信息化系统的归属主体不同，技术实现方式不同，且缺乏信息共享和交互标准，目前信息聚合类的物联网应用较少。但随着以无线城市为代表的各种跨行业应用的逐渐启动，信息聚合服务需求将日趋增加。
2.2 需求及服务现状分析
以上对物联网应用中所涉及的公共需求和对应的服务进行了归纳。从现阶段物联网应用部署的实际情况看，主要以基础通信服务为主，但已体现出向智能通道服务、应用集成服务甚至聚合服务转型的发展趋势。
目前以智能电网、智能环境等为代表的众多有较强行业主体特征的示范项目，就是为未来相关行业物联网解决方案的规模推广而进行的先期试点。例如，在电力行业，要求对远程智能电表的工作状态进行有效管理；在安防领域，要求为客户提供一体化的安防解决方案；在环保领域，需要基于各类环境指标、人口数据、气象数据和工业生产信息进行前瞻性的分析，等等。
随着用户需求从基础通信到信息聚合的复杂度的提升，所对应的服务的附加价值也随之增加，这对于产业链各方既是机遇，也是挑战。为此，无论是器件制造商、设备制造商、系统集成商和运营商，都在试图拓展自己的服务领域，形成更大的市场优势。对于通信运营商，需要在提供基础通信服务的基础上，向提供智能通道服务、应用集成服务和聚合服务的方向转变，而这个转变的前提就是能力开放体系的建设，通过能力开放体系更灵活地满足客户在不同层面的需求。
目前，国际和国内运营商均将能力开放[8-12]和智能通道服务作为物联网应用服务的发展重点，并在此基础上探索如何高效、低成本地提供应用集成服务和聚合服务。
3 物联网能力开放体系
设计及实现
3.1 能力开放的目标
运营商通过将与物联网相关的各类服务能力开放给合作伙伴和用户，逐步建立起可快速满足用户多样化需求的、统一的、可持续发展的服务体系，并基于此形成可规模销售和管理的业务产品。具体而言，能力开放的目的包括以下几方面：
(1)提供更有效、更丰富的服务，拓展价值空间，这是能力开放最直接的目的。
在以往只提供纯通道服务的基础上，将更多的服务以“能力”这种统一的形式提供出来，满足用户的通信管理需求、应用需求和信息聚合需求，从而提升在用户物联网信息化应用中的服务比重。
(2)以专业化服务的方式满足多用户的共性需求，降低服务的提供和使用成本。
基于运营商已经建设成熟的基础网络、业务环境和运营体系，可为用户提供广域范围内的物联网应用，有效拓展物联网应用的种类和业务空间。此外，通过与云计算等技术有机结合，利用公共的软、硬件设施和运营服务，可有效降低在系统研发、部署和运维过程中的成本，并提高服务质量，从而为用户特别是没有IT服务能力的用户降低总体成本。
(3)使应用开发更加敏捷有效，迅速满足客户个性化需求。
针对物联网应用“碎片化大市场”的情况，将应用开发分为能力素材建设和业务逻辑开发两个相对独立的部分。运营商及合作伙伴聚焦能力素材建设，用户及应用开发合作伙伴(包括大量的独立开发者)则负责将用户需求转化为具体的业务流程，并利用底层所开放出的服务能力实现业务系统。这种方式可以有效解决物联网应用开发周期长、开发成本高的问题，并有利于分散型应用在能力层面的统一。
3.2 物联网能力体系设计
与物联网体系架构对应，物联网可供开放的能力包括以下4类：终端服务能力、网络服务能力、支撑服务能力、应用和内容服务能力，如图2所示。
(1)终端服务能力
终端服务能力是指通过内嵌在终端中的监控软件，主动探测终端的工作状态和位置等信息，并与平台侧进行交互，实现对终端的远程管理、在线升级、安全管理等功能。终端服务能力的正常提供基于两个前提：一是终端与平台之间的通信链路正常，或者在发生通信异常时平台和终端可通过心跳等机制发现；二是终端服务的机制流程工作正常，现阶段各运营商尚无关于终端服务协议的统一定义，但从实现方式看，均考虑到物联网终端的工作特点，在物联网终端与平台之间的报文交互上采用了低带宽、小数据量的处理方式。
(2)网络服务能力
网络服务能力是指可由运营商物联网基础网络开放出来的能力，具体包括：基础通信功能(如短信、移动数据等基础通信能力)、终端通信状态通知与查询(包括终端在线状态/在网状态、终端位置/漫游越界信息、终端IP地址和网络接入点(APN)等信息)、通信故障管理(如在短信发送失败时向应用侧发出提示)。上述能力需要对短信息中心(SMSC)、归属位置寄存器(HLR)、网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)等设备进行必要的功能增强方可实现。
(3)支撑服务能力
支撑服务能力为用户提供计费、流量管理和运营维护等服务。具体内容包括：用户帐户信息的查询和通知、额度告警设置和门限告警、业务详单查询、业务量统计分析，以及与运维相关的运算、存储等一些IT服务能力。
(4)应用和内容服务能力
应用和内容服务能力是目前发展较成熟的一类能力。应用和内容包括两个来源，一是运营商自身提供的各类增值服务；二是由第三方合作伙伴提供的应用和行业特定信息，例如由金融行业合作伙伴提供的标准金融操作流程，由气象部门提供的实时气象和预报信息等。对于第二类应用和内容，需考虑通过何种方式引入到运营商的统一能力平台，以及使用该应用或内容的商务模式。
3.3 物联网能力的有序可控开放
物联网能力体系建设是一个逐步完善的过程，随着新技术新业务的发展和市场的日趋成熟，每一类能力所包含的具体内容及所适用的商务模式也将逐渐丰富，而用户需求和应用的特点也决定了物联网能力开放必然是一个有序、受控的渐进过程。一方面，从信息化应用尤其是行业应用发展的角度看，从相对封闭到开放性地使用外部所提供的能力是一个渐进的过程；另一方面，所开放出来的能力作为面向用户的一种服务，只有做到可管理、可运营，才能在满足用户需求的同时，为运营商和合作伙伴带来增值空间。
能力开放的先后顺序取决于市场需求和技术可行性两个方面。在前文所述4类物联网能力中，网络服务能力、应用及内容服务能力是发展相对成熟的领域，终端服务能力是目前讨论和研究的热点，各运营商分别以特有的方式实现了其中的部分功能，支撑服务能力的提供则由于涉及运营商自身计费、营帐和IT系统的改造，需要较长的实现周期。具体到每一类能力中，不同能力的成熟度也有差异。
在网络服务能力中，基础通信能力开放已经有标准的接口定义，但通信状态管理和通信故障管理能力则需要对网元进行改造和增强；在应用及内容服务能力中，运营商自有能力的开放目前已实现，但第三方能力的开放需要定义统一接口，逐渐引入并给外部用户。
与有序开放密切相关的另一个问题是安全问题，能力开放过程中需要考虑的安全需求包括两个方面：
(1)防止对能力的非法使用，只有当用户(的应用系统)订购了某种能力后，才能使用该能力。
(2)能力分为内部能力和外部引入能力，对于内部能力，其实现可能牵涉到运营商的网络、运营支撑等关键系统，物联网能力的开放不应影响到现有业务的正常运行；对于从外部引入的能力，由于是通过统一的能力开放平台提供给用户，所以需要能对其进行有效监控和审计，防止由于能力误操作或错误信息等对用户信息化系统造成异常影响。
3.4 物联网能力开放方案设计要素
目前，物联网能力开放体系建设正处于起步阶段，国内外主流的运营商均已启动或推出相关服务。在设计能力开放的具体实现方案时，需考虑以下因素：
(1)无论能力开放的对象是自有业务还是非自有业务，在能力开放平台架构和调用接口方面均应统一规划，从而在降低外部应用系统设计复杂度的同时，最大限度地发挥能力服务的规模优势，降低研发、部署和维护成本。
(2)在设计具体的能力开放方案时，应考虑如何支撑多样化的商务模式。如前所述，能力既包含运营商自有服务，也包含第三方提供的服务。为此，既需要支持传统的通信费、功能费等计费模式，也需要支持合作运营、收入分成、集成服务等模式。
(3)物联网应用涵盖的类型多种多样，从应用的地域性角度，可分为区域应用和全网应用。物联网能力开放方案需综合考虑及时满足用户需求和降低能力运维成本等多个因素。对于区域型物联网应用，采用本地服务的方式可迅速满足客户需求，并降低维护成本；对于全网应用，则需要通过统一的服务平台实现应用的一点接入、全网服务。这就要求能力开放系统采用分级部署等方式，并确保区域平台与全网平台在能力接口和处理流程方面的一致性。
4 结束语
以能力开放迅速满足用户对物联网业务在不同层面的需求，降低应用的开发、推广和部署成本，已经成为业界共识和趋势。
随着物联网技术与应用的逐渐普及，能力开放体系和系统建设也将逐步增强。下阶段研究和建设的重点将集中在能力资源的丰富完善、能力开放的规范化、与现有的网络和服务的更有机结合，以及能力开放平台的建设等方面。能力开放对于物联网应用的规模发展具有重要的意义，也将构成未来以信息聚合服务和产业链协同为特色的物联网服务体系的基础。
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收稿日期：2012-01-13
关键词：电气自动化；应用；发展
1电气自动化控制系统的应用
在近些年的发展之中，我国的经济和科技都得到了相对巨大的进步。在经济上，我国与国际接轨，开始进行国际贸易和国际竞争。在科技上，我国的科学研究成果开始逐渐在人民的社会生活之中普及。随着网络时代的发展，智能式的家具和社会服务系统将成为社会发展的主流，电气自动化控制系统也将成为未来人民生活之中的重要工具。
1.1农业领域
我国当前因为前期的工业发展而使得国家整体的环境遭到了破坏，再加上未及时进行改善和修复，这就造成了我国生态环境和气候的破坏，也影响了国家水资源的储备。农业生产作为极为依赖气候变化的生产行业，在近些年的气候变化之下，其生产的质量和效率都受到了很大的影响。但是，在近几年的科技发展的影响之下，基层政府开始大力支持农业的发展，不仅大力支持了先进农机技术的推广和应用，更是在科学建设的指导方针之下，进行了科学的水利工程灌溉技术建设，进一步加速了农业的发展。而电气自动化控制系统作为农业机械和农业灌溉系统的控制中枢，可以很大程度的提高农业设备的可操控性和减少了农业生产的时间，对于现阶段艰难的农业生产有很大的帮助。
1.2工业领域
我国的发展一直对工业的重视程度极高，但是，我国的工业发展在发展的过程之中，一直是凭借资源和国家的人力支持进行发展，在科技化生产在全世界盛行的今天，我国工业的生产能力还与发达国家的生产能力有相当大的差距。为了在工业生产之上与国外的先进国家进行比较和竞争，我国逐渐开始推行在工业生产上的自动化生产。自动化生产的大量普及加强了我国工业生产的效率和质量，缩小了我国的工业生产质量与西方发达国家之间的差距，弥补了我国的不足。如今，随着我国科技的进一步发展进步，我国的工业生产将把更为先进的电气自动化技术加入生产之中，更加增强我国工业生产在国际上的竞争力。
1.3交通领域之中的应用
我国的交通管理行业起步较晚，我国在二十世纪五十年代才开始进行交通工具的普及，交通行业才开始初步发展。在发展的初期，交通行业并不能完全管束汽车的运行，因此，在前期的发展过程之中，交通行业始终无法发挥作用。随着交通灯在我国的普及，我国的交通行业也开始了进步，交通法规和交通法律的不断出台更是加速了交通行业的进一步发展。随着科技的进步，交通管束人员对于交通灯等交通管理设备的管理开始变得更为方便，在电气自动化系统的帮助下，交通管理人员的工作效率也得到了提高。同时，电气自动化控制系统也被应用到了道路监视的使用之中，工程人员使用电气自动化控制来对交通拍照和实时的交通违规检测进行控制，并在发现之后及时对数据进行保存和上传，极大的提高了交通管制的效率，降低了交通管理人员的工作强度，对于我国公共交通事业的发展有很大的好处。
1.4在服务业方面的应用
随着社会经济的不断进步，人们对于生活质量开始有了更高的要求，社会服务业也开始在此时逐渐发展，从人力的服务到现在，在科技的帮助之下，服务业实现了全面的自动化服务。与信息技术和电气自动化控制技术的结合使得服务行业的服务设备有了长足的发展，自动化在人民生活之中的普及极大的方便了人们的生活和就业，给人们的生活带来了巨大的改变。
2电气自动化控制系统的未来发展
随着信息时代的到来，电子计算机作为时展的象征，其极广的普及必将改变人民的生活。计算机的普及和发展更是推进了电气自动化控制系统的进一步发展，伴随着信息时代的进步，电气自动化控制系统将变得更为人性化，其智能化的技术进步将可以在人民的生活之中完成更多的工作，改善人民的现有生活现状。在电气自动化控制系统的未来发展之中，信息化和智能化将成为控制系统的发展主流。随着科技的发展，智能城市的概念开始逐渐被城市建设和设计人员所接受。智慧城市主要是借助信息时代，人们之间信息传递的迅速和准确，来完成传统城市之中较为繁琐的职能。智能城市的基本结构与信息系统和电气自动化控制系统相结合，与现实生活之中的服务设施均是通过无线网络来进行链接。同时，城市之中所存在的交通摄像头和传感器方便了城市交通行业和安全行业的服务质量，有利于城市发展。物联网技术将生活之中可以通过网络操控的结构与智能设备相链接，通俗来讲，就是将城市之中的水、电、油、气等公共服务资源，通过无线网络，与家庭或是个人的智能终端机相链接，以便于达到真正的互联，形成更为深刻的智能生活环境。物联网的应用使得生活设施被连入互联网之中，然后其取得的数据会上传到云数据存储器上，并经过大量的计算，得出使用者的个人习惯，以便于在下一次服务时提供更为便捷且个性化的服务。在智慧城市的日常生活之中，经过物联网相链接并将数据上传到云存储之后，这些用户数据经过处理之后，可以分析出用户的个人习惯和个人爱好，经过大数据处理之后，可以提供更有价值的城市管理数据。在未来的城市建设之中，信息技术与电气自动化控制技术的结合使得城市的建设变得更为简单，城市之中的服务部行业可以通过网路进行管理和协调，交通行业和安保行业可以通过网络来进行监管和保护，两者的有机结合加快了现代城市的发展。
3结论
电气自动化系统作为国家的科技生活之中极为重要的一个组成部分，其在社会生活和社会生产之中有着很大的作用，当前的电气自动化控制系统在生活、生产、行业服务等多方面发挥着重要的作用，与信息技术相结合之后，在未来有着更强的发展趋势。电气自动化控制系统必将在未来有着更好的发展，为社会带来更大的进步。
参考文献
[1]林鹤,朱俊龙.浅析我国电气自动化技术发展现状及趋势[J].黑龙江科技信息，2016(33).
