物联网是新型事物，无论从学术界、产业界，还是基层应用部门，其技术发展模式、技术产品以及运行机制和标准等方面，处于探索与快速发展阶段。在农业领域，农业物联网属于农业信息化的一个重要的学术方向。所以要说农业物联网，首先要了解国内农业信息化的基本情况，然后研究怎么样把物联网和信息化相结合，来推动现代农业和农村经济的发展。

一、2011年中国农业农村基本形势

2011年，农业农村基本形势概括为五个方面。从全国来看，粮食总产8连增，连续5年超过亿吨，实现四个历史上的创新高。一是总产、单产、人均粮食以及稻麦、玉米总产都创新高。农民人均纯收入6977元。根据国外研究，当人均收入超过1000美元的时候，人们对信息的需求就会明显增强，现在我国农民人均纯收入实际上已经超过了1000美元。另外有三个新的局面：一是所有产品全面增长，民生问题得到全面改善。2011年加快发展的有这么几个方面，一是农村水利建设；全国机械化水平平均达到54.5%，超过50%。农户参加合作社的比例超过10%。2011年是我国历史上发展最好的一年。但是要清楚认识到，在当前大好形势下，还需要靠科技来进一步从推动现代农业发展，增加农民收入，适应市场竞争，抵御市场风险。

建国以来,我国农业虽然发展很快，但是细分起来，还存在很大问题。虽然近年来粮食总产量在平稳发展，但长期来看，还在下降，所以面临的压力还比较大。粮食总产徘徊，但是化学投入品、化肥、农药的用量却在直线快速上升，带来了一系列问题。目前，我国四大粮食作物单产，水稻是416公斤，小麦319公斤，玉米359公斤，大豆113公斤，和边际产量相比还有很大的差距。如水稻边际产量是750公斤，我们只有416公斤，如果按遗传产量来算，按光合作用率，产量就更差了。所以如何在有限的土地面积下，提高单产是一个重要课题。

2006年9月7日，云南省永顺县协优品种，亩产达到840公斤。“济麦22”亩产能达789.9公斤，玉米亩产能达1402公斤，新疆大豆亩产能达372公斤。现在，理论产量和实际产量还有很大差距，原因很多，比如中低产田比例比较高，土地质量比较差，灾害频繁发生等，但也要看到还有很大的潜力可挖，还有很大的空间去做。

从资源来看，目前，我国人均耕地不到1.5亩，18亿亩红线面临考验，而且耕地质量并不太好。而且土地的减少趋势不可避免。2011年，我国城镇化率超过50%，农村人口首次超过了城镇居民人口，这是一个重大的、历史性的转变。这个拐点给农业农村经济发展带来了巨大的压力，其中很重要的一个体现就是农村劳动力季节性短缺，形势非常严峻，导致南方有很多地没人种。前一段时间，中国工程院启动在后备耕地资源不足的情况下，怎么改造中低产田课题研究。

另外是水资源的问题。北方易旱，南方易发生季节性干旱。如今年云南大旱，它本来是一个多雨的地区。季节性干旱对人民生活造成了重大影响，我国农用水灌溉效率仅为47%，远低于发达国家75%的水平。现在，农田水利基本工程建设，搞管道灌水，尽量提高灌溉水的利用率，每斤灌溉水能生产2公斤粮食，而我国现在尚不足1公斤。1977年至2005年，我国化肥用量增长700%，由于大量使用氮肥，个别地区地下水硝酸盐含量超标，对饮用者健康非常不利。另外城镇化过程中，农村工业带来的环境污染也非常严重。工业化、城市化、农业集约化生产造成的废弃物，对大气、土壤和水环境污染较大，尤其是有很大一部分重金属污染来自于饲料中的膨化剂。在新形势下，如何发展现代农业，只有依靠新技术。2012年，中央1号文件主题就是建立推广农业网络服务体系。国家战略进一步明确了未来农业发展的愿景，其中用信息科学技术来认知农业、改造农业、发展农业，是一个非常重要的技术手段。未来农业发展，必须面对资源短缺、生态恶化的问题，既要保证未来16亿人口的粮食安全，又要实现生态安全、环境安全和可持续发展，必须大力发展现代农业科技技术，提高土地、水、肥、药等资源利用效率，保护环境。信息技术是我国现代农业科学技术的重要内容，大力推进信息化与农业现代化的融合是我国现代农业的发展方向。

基于信息和智慧，管理好复杂的农业系统，转变农业发展方式，提高劳动生产率对未来，对物联网技术提出了迫切的需求。在从传统向现代农业转变的过程当中，解决方案很多，其中发展以物联网为支撑的智慧农业是其中一个方面。智慧农业内涵丰富，是一个完整用信息科学技术，基于现代科学决策和自动化实施的现代农业技术系统。

二、农业与农村信息化基本情况

谈到农业农村信息化，必须谈到信息科学技术自身的飞速发展。1943年IBM创始人，说5台计算机就能满足全世界的需要，1977年DEC创始人说普通家庭不需要使用电脑，1987年微软创始人比尔盖茨说PC不需要超过640K的内容，现代科学技术的发展远远超过了他们的预期和决策。信息科学技术软件和硬件的发展异常迅速，现在计算机的处理速度每18个月就翻一番，存储密度，移动U盘容量每12个月翻一番。网络速度每几个月翻一番，无限传感器价格每18个月降低50%。一方面速度、质量在提高，另外产品价格在大幅度下降，信息领域称之为“摩尔定律”。如1兆的存储空间，1973年，需要7500元，1977年需要5000欧元，相当于一个小汽车，1984年相当于一辆自行车，120欧元，1987年仅需30欧元。后来越来越少。这就是信息技术发展，是目前所有领域当中最活跃、发展最快的一个领域，目前正在进入广泛普及阶段。除了技术性能提高外，信息化更加注重成本、应用、安全和标准化。由信息技术驱动，人类社会正在逐步向信息社会迈进。在农业和农村领域，三网融合、移动互联、物联网、云计算与云服务，这四种技术是该领域四大核心技术。

信息化发展得到高度关注，“比特”作为信息DNA，正迅速取代原子成为人类社会基本要素。在全球粮食会议上，有人提出因特网在加快全球经济增长的同时，也使那些不能有效获取信息的地区进一步面临经济孤立的危险。我国有研究院提出，未来中国城乡之间、工农之间、贫富之间的差距将因信息资源占有程度不同而进一步扩大，而联合国也将不能运用信息技术列入文盲行列。

2003年，联合国召开信息技术峰会，提出减小农村数字鸿沟与信息扶贫的计划，包括在农村地区建立互联网和邮件系统，实现资源共享，中国代表亚洲作为一个组长单位。日本现在年投入农村信息化近100亿日元，主要用于建立农业企业、农协生产技术和市场信息服务体系。日本重点扶持两个方面，一个是生产体系，一个是市场服务体系。生产技术体系就是怎样做到高产、高质、高效，减少环境污染，市场服务体系就是如何让产品变成商品，变成货币、变成资本，这就是市场服务体系。它有两大特点，一是因地制宜发展农业信息系统。二是大力发展农产品电子商务，推动农产品流通方式根本变革。日本农产品电子商务形式多样，农产品电子商务、综合性的网上超市、农产品的电子交易所等都是日本农业重要的技术方式。现在英国、美国、日本、韩国在农产品电子商务领域发展都很快，且都很有特点。

现在，我国提出要积极推进农业农村信息化，可以从以下几方面考虑。一是农业农村信息化是实现农村现代化的基础与保障，农村社会经济发展的重要基础，是与城市发展衔接和协调的纽带，是实现农村和城市生产要素、经济要素双向流通的重要手段。统筹城乡发展，把城市好的资源向农村流动，提高农业生产能力、促进经济发展，改善农民生活质量。

2006年至2020年，国家提出了信息化发展战略，其中推进三农信息服务，强调三个方面。一是利用网络，采用多种介入手段，以农民接受的价格提高农村网络普及率。二是整合涉农信息资源，建设城乡统筹的信息服务体系。三是为农民提供适用的市场、科技、教育、卫生、保健等信息服务，支持农村富裕劳动力的合理有序流动。