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物联网技术在乡村振兴中的应用展望

2020-11-16王君杨振威梁文威蒲磊

乡村科技 2020年27期
关键词:物联网乡村振兴智能化

王君 杨振威 梁文威 蒲磊

[摘 要] 为实现乡村振兴的伟大愿景,应促进我国农业向智能化、高效化方向发展,而物联网技术在此方面发挥着巨大的作用。随着物联网技术的不断发展,必定会在乡村振兴事业中得到广泛应用。基于此,本文分析乡村振兴面临的困境,探究物联网技术在乡村振兴中的应用展望及面临的问题。

[关键词] 乡村振兴;智能化;物联网

[中图分类号] F323.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909(2020)27-39-2

我国经济发展处于高速腾飞阶段,短短数十年便取得了较显著的成绩,尤其是东部沿海城市地区。但是,农村地区发展较为落后,而我国乡村人口众多,因而乡村经济对我国经济发展的影响不容忽视[1]。随着科技的不断发展,互联网不断融入各行各业,在此背景下物联网技术应运而生。基于物联网技术的新型智慧农业,能有效克服当下乡村生产所面临的困境,必将在社会发展中发挥重要作用。

1 物联网技术

美国麻省理工学院首先提出“物联网”(Internet of Things)的概念,他们认为物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络[2,3]。具体来看,物联网是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[4]。在全虚拟的互联网基础上加入传感器等硬件设备,单纯的虚拟网络变成虚实结合的网络,基于云平台便可对终端设备进行控制与管理[5,6]。

2 实现乡村振兴面临的困境

2.1 城乡发展不均衡

虽然我国城镇化水平逐年提高,城乡一体化发展全面推进,但是构建新型城乡关系、推进城乡融合发展过程中仍存在一些突出问题。其主要表现为城乡经济发展差距仍然较大,县域经济发展仍然不足;城乡要素配置仍然不均衡,要素从农村单向流向城镇的趋势明显;城乡公共服务发展不平衡,农村公共服务能力亟待提升;城乡二元结构弊端仍然存在,户籍和土地等制度仍需完善。

2.2 乡村基础建设条件仍需完善

以道路为代表的乡村基础建设设施是乡村振兴发展中不可或缺的要素,没有良好的道路交通条件,则导致农产品销售途径缺乏以及外来资源难以注入,令乡村发展缺少外部动力,进而导致难以实现农业规模化发展[7]。另外,诸如路灯等生活设施的缺位,给农民生活造成了不便。

2.3 乡村医疗养老保障条件不足

《中国家庭发展报告(2015年)》中提及我国家庭存在趋向小型化等问题,即家庭年轻人口比重减少,由此将导致未来他们所肩负的养老负担越来越重。在此背景下,机构养老模式发展前景广阔。但我国公办养老机构稀少,老人难以入住;民办养老机构因盈利目的,不会选择服务于经济落后的乡村地区。由此可以看出,当前我国乡村医疗养老保障条件不足。

2.4 城乡教育水平差距大,教育条件不均衡

城乡教育资源差距一直为人诟病,教育资源高度集中于城市,而乡村教育设施建设水平远低于城市。乡村经济落后难以引进、保留人才,缺少相关人才,难以推进各种现代化产业发展,依靠传统的生产方式一成不变地进行生产,农产品产量难以得到提高且极易被市场淘汰。经济条件落后导致教育条件落后,教育条件落后致使经济发展落后,由此导致乡村落入“贫穷陷阱”。

3 物联网在乡村振兴中的应用展望

3.1 物联网智慧农业

物联网技术的一大应用领域便是智慧农业,物联网技术可通过感知层的众多传感器收集大量生产数据如天气、温度、湿度等,通过云服务器对这些数据进行分析,因地制宜地制定生产方案,并可通过建立数据库了解区域生产状况与市场环境。

3.1.1 智能农产品生产。利用物联网,农民可以實现对种植作物的实时监控以及更精准地进行灌溉、投放肥料等生产活动,能大大缩减人力、物力投入,更为高效地提高农产品产量、降低生产成本[8,9]。

对于畜牧业,利用物联网可以追溯牲畜每天的活动量及健康状况等,控制饲料投喂量及药品使用量,减少药物残留,节省多余饲料;对于牲畜打斗或偶尔的牲畜逃脱,可以在其开始争斗后迅速采取制止措施并予以示警,帮助控制牲畜。

对于捕捞作业,利用物联网可以通过水下传感器更迅速、精确地追踪鱼群,降低时间成本,提高作业效率。

3.1.2 智能物流。农产品经过流水线进行统一的分拣、加工、分类、包装,大大降低人力、时间成本并保证质量,易于打造乡村品牌;通过产品的条纹码可以访问物联网数据库以追溯产品生产过程中各个时期的不同情况,便于责任追查与市场监管;配合“生鲜电商”打造城乡供应链,拓宽销售市场,增加乡村收入。

3.2 智能养老

通过建设养老信息平台收集、整合、分类涉老数据和信息,包括老年人的位置、身体健康状况等,实时进行评估与分析,确保老年人疾病“早预防、早发现、早治疗”,再通过服务运营平台联系老人及提供养老服务。运营平台可定期主动提供服务,也可通过信息平台连接终端设备,当老年人身体出现异常情况时主动提供养老服务或医疗干预。

3.3 物联网课堂教育

“互联网+教育”的形式已经越来越普及[10],2020年新冠肺炎疫情期间,网络授课成为生活常态,但也暴露了“互联网+教育”的缺陷与不足。首先,教师精力有限且屏幕展示空间不足,教师无法像在课堂一样实时监督学生,导致学生易由于缺乏监管而出现偷懒甚至挂机旷课等不良行为。同时,教师与学生之间互相反馈的环节被大大削弱,影响了师生教育的反馈循环,降低了教学质量。未来可以利用物联网,用云平台连接学生端,智能识别学生是否偷懒或挂机旷课,既节省教师精力,还可通过面部识别判断学生专注程度,提高教学质量。而通过终端设备收集学生步数、体温等数据,便于学校了解学生健康状况,及时提供医务支援。

3.4 物联网医疗

2020年新冠肺炎疫情期間,物联网医疗发挥了极大的作用,远程体温监测智能识别技术的应用大大提升了公共场合的体温监测速度。未来,利用物联网技术进一步远程问诊、手术和智能看护,降低医疗人员负担,增加医疗系统的抗压能力。

4 物联网在乡村振兴中应用面临的问题

4.1 资金成本高

要想建设发达的物联网网络,资金是不可或缺的要素。我国是一个传统的农业大国,但农村经济发展落后、农业经济效率低迷,而物联网应用的前期投入资金多且收益周期长,导致大多数农户无法接受。

4.2 产业建设不完善

物联网农业至今还没有形成一个统一的生产标准,高校、科研机构、企业三方在物联网农业方面的规划、设计、实施缺乏统一标准,新的技术、设计难以降低成本,而且高校、研究机构研究的物联网技术实践效果需要时间改良以投入企业生产,物联网农业体系有待完善。

4.3 相关专业人才不足

人才是行业发展不可或缺的因素。我国物联网技术发展迅速,但人才储备仍显不足,尤其是农村地区。大部分农民教育水平不高甚至没有接受过教育,对新技术接受程度有限。而且由于农村地区经济落后,人才流失严重,导致中高级复合型人才极其缺乏。因此,人才缺失将是物联网农业发展的一大阻碍。

5 结语

在乡村振兴发展过程中,物联网技术必将起到积极作用,可大大改善社会生活,加速乡村发展。随着相关技术的成熟、技术标准的制定,其应用成本会不断降低,应用范围会更为广泛,物联网技术必会在乡村振兴事业中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]宁家骏.“互联网+”行动计划的实施背景、内涵及主要内容[J].电子政务,2015(6):32-38.

[2]Corral-Plaza D,Medina-Bulo I,Ortiz G,et al. A stream processing architecture for heterogeneous data sources in the Internet of Things[J].Computer Standards & Interfaces,2020(70):103426.

[3]Prabhat Kumar Panda,Sudipta Chattopadhyay. A secure mutual authentication protocol for IoT environment[J].Journal of Reliable Intelligent Environments,2020(2):79-94.

[4]Jha D N,Alwasel K,Alshoshan A,et al. IoTSim-Edge:A simulation framework for modeling the behavior of Internet of Things and edge computing environments[J].Software:Practice and Experience,2020(6):2787.

[5]Islam M R,Aktheruzzaman K M. An Analysis of Cybersecurity Attacks against Internet of Things and Security Solutions[J].Journal of Computer and Communications,2020(4):11-25.

[6]Atif Y,Kharrazi S,Jianguo D,et al. Internet of Things data analytics for parking availability prediction and guidance[J].Transactions on Emerging Telecommunications Technologies,2020(12):3862.

[7]谭琛,陈美娟,Amuah Ebenezer Ackah.基于区块链的分布式物联网设备身份认证机制研究[J].物联网学报,2020(1):70-77.

[8]Bander Alzahrani,Nikos Fotiou. Enhancing Internet of Things Security using Software-Defined Networking[J].Journal of Systems Architecture,2020(110):101779.

[9]Emmanuel Abiodun Abioye,Mohammad Shukri Zainal Abidin,Mohd Saiful Azimi Mahmuda,et al. A review on monitoring and advanced control strategies for precision irrigation[J].Computers and Electronics in Agriculture,2020(173):105441.

[10]肖瑞雪,冯英伟,吕国.面向5G移动通信的蜂窝物联网关键技术研究[J].现代电子技术,2020(9):29-32.

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