摘要：
物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程：真实世界中的事物，通过传感器采集一定的数据，在虚拟世界中形成与之对应的事物。我国虽是农业大国，但农业生产方式落后，生产力水平低下，科技含量不高，目前提倡的现代农业精细化生产与物联网技术结合有着巨大的市场需求空间，希望借助物联网技术，加快转变农业发展方式。但事实上物联网应用推广还存在不少共性问题。
一、物联网中的虚拟世界
欧洲委员会提出“物联网是未来因特网的综合部分之一，可以被定义为一个动态的全球网络基础。”相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来，源于物理物体空间，且与物理空间的物体有关联。”传感器采集到数据的详细程度，将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中，对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别（如使用RFID标签），最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的，在虚拟世界中对该物体做出控制，则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物，其所需的各种应用与操作，只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作，即达到目的。
二、体系架构
美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念，并提出通过INSTRUMENTED，INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上，本文提出了物联网体系架构。
1、智能物体层：通过传感器捕获和测量物体相关数据，实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性，需要一定的存储和计算能力。
2、数据传输层：以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入，提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。
3、信息关联层：通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合，屏蔽其异质性与复杂性，形成一个与真实世界对应的虚拟世界。
4、应用服务层：从虚拟世界中提取信息，提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。
需要指出的是，数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面，而实际上，在服务应用层面，各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。
在该体系结构中，感知层面的各种传感器、执行器都是具体的，随着技术的发展会不断升级，新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的，并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络，最后可能形成许多套特殊的网络，这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性，物体设备层可以变化，服务应用层可以变化，但它们都是通过一个普适的网络进行连接，这个网络可以在一定的时间内保持稳定。
三、面临的挑战
1、统一标准
物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片，将物质的信息传递出去或接收进来，通过传感网络实现本地处理，并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读，所以必需有一套统一的技术协议与标准，而且主要是集中在互联上，而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准，实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准，而应对互联需要的技术协议，才是真正实现物联网的关键。
2、安全、隐私
在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。
四、物联网与农业
从中央到地方，从城市到农村，物联网在工业、农业、交通、物流、城市管理、环境保护、公共安全、医疗、家居等各个领域都开展了应用示范。物联网应用在部分地区或部分领域取得了瞩目的成绩，在一定程度上提高了生产或生活效率，改善了生产或生活质量。农业物联网面临巨大需求。经过梳理，农业生产领域的物联网应用主要包括三个方面：
1农业资源和生态环境监测。实现对资源与环境的实时监测、科学调配、统一管理。一是通过集成各种传感器技术，对农用地类型、等级质量指标以及农业水资源水文与水质等关键指标进行自动监测，实现农用地和水资源数量、等级、质量一体化的快速监测与管理。二是通过集成各类生态环境感知技术，对农业生态环境污染、农业面源污染和对危害农作物生长的空气污染指标实现动态监测，保护农业生态环境。
2精细农业生产管理。一是实现粮食作物精耕细作，包括远程病虫害诊断、远程精准施肥、精准灌溉、精准施药、智能测产、农机智能指挥调度、农资物流智能配送等。二是实现畜禽水产健康养殖，包括自动饲喂、自动管理、自动监控，优化饲料转换率，完善良种繁育体系，提高养殖产品质量安全水平以及疾病防治能力。三实现精细设施农业，实现设施环境精确监控，提高产量和品质、降低生产成本。四是实现果园精细化管理，实现水、肥、药的精量控制和病虫危害行为的预防，提高果品品质和产量。
3农产品质量安全溯源。通过对农畜产品（如肉、禽、蔬菜、奶制品、海鲜等）进行标识，实现从生产、加工、运输到销售等全流程的可追溯、数据共享与透明管理，保障质量安全，扩大农产品销售。除用于农业生产领域以外，物联网技术还与新农村建设的基础设施、生态环境、文化生活、社会保障各个方面的需求相结合，如通过加强对农村基础设施如道路、水电、广播、通信等配套设施的监控提高农民生活质量，通过加强对农民居住生态环境的监控，对山体滑坡、泥石流等自然灾害做到提前预警，保障农民生命财产安全，从而使广大农民群众和城市居民一样享受科技进步带来的生活便利。
五.应用推广遭遇的障碍
近年来，农业生产领域物联网应用实践主要集中在设施农业生产环境监控、土壤墒情监测、农产品质量溯源以及粮食储运等环节，应用开展得有声有色，不过实施过程也暴露出农业领域物联网应用推广存在的三方面问题：
1现有农业生产经营模式制约物联网应用规模化发展。目前，我国农业基本是包干到户、分散经营的小农经济，不适合物联网应用的大规模推广。个体农户要部署诸如土壤养分检测和配方施肥的应用只能自购设备，这样单体使用的方式，成本高，风险大，效益也不明显。目前，设施农业发展得较有起色，也是由于大棚或果园的小范围和可控性，易于管理，且能够在成本和效益之间找到平衡。然而真正的农业生产应用应该是面向大面积的室外田地而非大棚，而室外大田缺乏统一的大面积的规划和管理，这种生产经营方式是阻碍农业物联网应用大范围推广的根本问题。
2物联网应用基础设施建设成本较高造成应用推广困难。物联网应用首先要部署传感器，农用传感器多为土壤监测、水质监测等化学类传感器，而传感器成本较高则是难以突破的瓶颈。如测温度、湿度、二氧化碳浓度的传感器价格昂贵，后期维护成本又高，而农作物利润率普遍较低，因此物联网应用部署投入产出比不高，使得农民部署意愿不强。所以物联网应用对普通农作物目前还不适用，只能用于对成本不敏感的农作物，如稀有花卉、水果、药材等的种植。
3物联网技术产品尚不成熟，设备性能远远低于应用预期。和环保等其他行业应用领域一样，传感器的可靠性、稳定性、精准度等性能指标不能满足应用需求，产品总体质量水平亟待提升。如土壤墒情监测传感器、二氧化碳浓度的传感器、叶表面分析仪等技术和设备还不成熟，且设备需要长期暴露在农田自然环境之下，经受烈日狂风暴雨，经常出现故障，严重影响使用。部分用户的口碑显示，同类传感器设备，国外进口产品三年才需要进行维护，而国内产品三个月即需要维护，性能差距较大。
五.多管齐下解开应用症结
1针对目前存在的农业生产分散经营的现况，可以在推广农业生产物联网应用时一要寻找能够进行大面积土地经营管理的农庄集体经济体实施，二是以行政村或乡镇为单位组织散户共同实施物联网应用工程，对设备和解决方案实现统一采购和集约部署，以增强信心、减低成本、分化风险、提升效益。
2针对物联网相关技术产品不成熟、传感器产品性能差且成本高等问题，解决方案可以提供厂家与农户业主之间建立密切的合作关系，在实施过程中需求与产品功能、性能不断磨合，通过及时反馈产品的性能缺陷，使厂商能够及时改进优化产品和解决方案，不断提升技术水平、产品质量。同时，商业模式也可以开拓创新，如采取以租代建、购买服务的方式，减低风险和部署成本。
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