数字农业的核心范文

导语：如何才能写好一篇数字农业的核心，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】农村职校； 电子电工； 实训； 信息教育； 整合

电工电子类行业对专业技术人才的迫切需求，呼唤中等职业教育中电工电子专业教学模式模式改革，信息技术的成熟发展早已提供了满足这个需求的条件。但是，在我们农村职校，电工电子专业实训课与信息技术的整合却只刚刚开始。

1 农村职校电子电工实训课程的教学现状和存在问题分析

教学改革是多年的老话题，普通教育的教学改革已经取得了很多很了不起的成果，但是职业教育的教学改革却是摸着石头过河，大多中等职业技术学校采用严重滞后的教材或是自己的校本教材进行教学，摸索着适合中等职业技术教育发展的教育实践，而且传统的根深蒂固的陈旧的普通教育的观念还在职业教育中存在，一支粉笔一张嘴的教学模式在中职的教学过程中依然存在，这种教学模式在中职教育中其弊端远胜于普通教育，特别是专业实训课的教学，许多老师向学生传授过多的专业技能知识而缺少专业技能本身的训练，把专业技能和专业技能知识等同起来，学生只是掌握了专业技能知识，根本不能进行专业的实际操作。

笔者认为导致电子电工实训课不利的教学状况的主要原因有：

1.1 教学理念问题。许多教师认为只要学生在校掌握了专业技能知识，到实际岗位中动手自然就会。这是对专业实训教学的一种错误解读，技能操作是我们的一种身体行为，需要我们在实践中反复训练才能形成。

1.2 缺少实训基地。我们农村职校的硬件跟不上，校内的实训基地欠缺，教师无法在校内实现真正的现场教学。破天荒谈来了一个校企合作项目却只能停留在理论上的探讨很难产生实际的合作行为。

1.3 资源未能整合。实训教师未能按照教学任务、教学活动以及不同的教学对象灵活地运用现代信息教育技术手段进行教学活动。

2 电子电工专业实训课程教学与现代信息教育技术的整合策略

现代信息教育技术的发展，尤其是多媒体设备的普及和EDA技术的应用给农村职校电子电工实训课注入了活力。两者与电子电工实训课的有效整合能解决农村职校电子电工实训课教学中的不少问题。

2.1 利用多媒体及网络辅助电子电工实训课的教学。在课堂内外，采用多媒体设备构建教学环境，促进学生对知识有意义的建构，是信息技术与电子电工专业实训课结合过程中最基本也是最常见的手段。利用多媒体技术图文并茂、综合处理的优势，集文字、图片、图像、声音与一体，将学生融入形象生动色彩缤纷的教学情境之中，使学生感官接受刺激，发展思维能力，扩展思维空间，加深对事物的理解，大大减轻学生认识事物的难度。

网络出现，丰富了教学和学习方式，开阔了学生的视野，提升了学生的能力。在网络上完全可以实现视频直播或教学视频的点播，通过网络多媒体技术，学生可以学习的知识不再局限于课堂环境中教师的讲授内容；将相关教学资源存放在校园网的资源库内，学生可以随时查询、学习；因特网在更广阔的空间里为学生提供了丰富的学习资源。

2.2 EDA技术在电子电工实训课教学中应用。

2.2.1 仿真软件与电子电工实训课教学的整合，从实验教学的角度看，许多中职生由于实验室受客观条件的限制，无法及时满足各种电路的设计和调试要求；另外考虑到中职生的学习基础和学习特点，我校电子电工专业的教师在专业实训课教学中引入了Multisim仿真软件。在计算机上虚拟一个测试仪器先进、元器件品种齐全的电子电工工作平台，一方面克服了实验室在元器件品种、规格、数量上不足的限制，另一方面，又可以通过验证、设计、测试、纠错、创新等不同形式来创建一个以学生为中心的开放教学模式，提高学生的学习主观能动性。

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1、业经理人，也可以叫做农业职业经理人，是最近出现的一种新型职业，有着良好的就业前景跟发展方向。这个职业跟农业发展有着千丝万缕的联系，比农业经纪人更加有分量，它既是生产者，又是商人，更是农业发展进步不可缺少的“领头羊”。

2、数字化管理师的岗位，看上去门槛并不高，上手也容易，但是却有着非常不错的薪水回报，有企业都开出了五万的月薪来招聘这样的职务，可以说是新兴的数字化金领了。未来，数字化管理师有可能成为大型跨国企业，甚至海外企业的核心骨干，发展前景非常广阔。

（来源：文章屋网 ）

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英文名称：Fujian Agricultural Science and Technology

主管单位：福建省农业科学院

主办单位：福建省农业科学院;福建省农学会

出版周期：双月刊

出版地址：福建省福州市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：0253-2301

国内刊号：35-1078/S

邮发代号：34-15

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1970

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联系方式

篇4

关键词：数字农业；时空推理；专家系统

0引言

数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。

为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。

1主要关键技术研究现状

1．1数字农业

数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。

1．2时空推理

近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。

1．3时空数据标准与共享

不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：

（1）空间数据交换

空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。

（2）基于GML的空间数据互操作

开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。

1．4时空本体

1．4．1本体、语义Web和OWL

本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2时空本体

基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：

1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。

2主要研究内容（1）农业时空数据规范

现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。

（2）农业基础时空数据库

基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。

（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库

时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。

（4）农业时空本体库

在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。

以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。

（5）系统体系结构

系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。

（6）基于平台开发农业生产智能应用系统

基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。

3相关系统对比分析

3．1数字农业空间信息管理平台

平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。

3．2全国农业资源空间信息管理系统

全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。

3．3中国西部农业空间信息服务系统

计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。

（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。

（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。

4结束语

数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.

[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.

[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.

[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.

[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.

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创新是指在人类物质文明、精神文明等一切领域，一切层面上淘汰落后的思想、事物，创造先进的、有价值的思想和事物的活动过程。创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力，是创造性思维和创造力的前提。创新意识主要特征在于：①新颖性；②社会历史性；③个体差异性。创新意识的培养和开发是培养创造人才的起点，只有注重创新意识的培养，才能为成为创造人才打下良好的基础[2]。发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创新思维的核心。传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”。所以，必须克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。具体来讲，就是引导学生的思考信息向多种方向扩散，提出各种设想、多种解答。对于农科大学生的培养可以将数字农业技术，与各专业知识紧密结合，这样对大学生创新意识和发散思维的培养有着重要意义。

2数字农业教育与学生创新意识培养

大力发展数字农业教育、提高学生创新意识，是农业大学可以借鉴的一种新型复合创新人才培养方式。在这个过程中，应明确农业各学科专业人才的培养目标，改革高等农业教育内容和教学方法。结合我校实际情况，对相关专业进行分类，在国家计算机基础教学指导委员会要求的基础上，使数字农业知识融入到各学科中[3]。(1)农学类。包含：农学、植物保护、园艺、食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程等。重点设置课程内容包括：虚拟植物与虚拟农业、农业数据统计分析，农业专家系统，农业信息化等。(2)农业经济管理类。包含：工商管理、会计学、农林经济管理、信息管理与信息系统、保险学、国际经济与贸易、农村区域发展等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农林数据处理技术、农业数据统计分析、农业专家系统，农业信息化等。(3)资源管理、环境类。包含：农业资源与环境、环境科学、生态学、土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农业数据统计分析、“3S”技术等。(4)农业工程类。包含：机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化、农田水利工程等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、“3S”技术、精准农业技术、虚拟农业技术、农业数据统计分析、农业信息化等。根据以上课程内容设置，培养目标是培养具备博、专结合的，具有创新精神和创新意识的人才。将数字农业教育作为农业大学特色教育可以满足复合型人才培养的要求。当前，大学对学生个性、特别是学生的创造性的培养重视不够，缺乏特色教育，使创新型人才培养失去了一条有效的途径。然而，创新型人才发展的基础在于个性的和谐、全面、自由发展。因此，为了培养创新型人才，大学应建立一个内容广泛的课程体系，实现普通教育与特色专业教育的平衡。避免存在过分专业化的倾向，加强普通教育课程，提高专业特色教育课程的质量和水平。因此，在农业大学开设数字农业特色课程教育，广泛设置跨学科课程、甚至跨学科辅修，可以促进学生综合素质的提高。

3数字农业教育与学生创新意识培养的对策

高等农业教育要适应数字农业对人才的需求，必须引进新观念，积极探索新型人才培养模式，分析数字农业市场对人才的需求；在教育观念、人才培养目标和培养模式、专业调整、课程体系等方面进行探索、改革与创新；并结合我国的实际，吸收国外的成功经验，建立我国现代化农业教育内容和教育方法体系。具有体现在以下几个方面。

3.1明确高等农业院校的地位

在数字农业建设中，高等农业院校是培养数字农业人才的基地。高等农业院校的首要任务和根本功能是为农村经济建设培养和造就高素质的创造性人才。由于高等农业院校具有多学科的优势，所以它能为农业的发展培养输送大批的农业人才，不仅能适应现在社会发展的需要，还要具有一定的超前意识，特别是能培养出数字农业所需要的高层次人才。

3.2调整相关课程设置

按照数字农业的要求，拓宽各专业口径，调整各专业课程设置，增加数字农业所涉及的课程和教学内容。如进一步加强“3S”技术、网络技术、人工智能，数据库原理等课程的教学，鼓励学生跨专业选课。如可以给农科相关专业的学生增设网络技术、人工智能等课程，在现有大学计算机基础上进一步加强计算机应用技术、网络技术等课程的教学，使学生了解社会需求和学科前沿发展方向。

3.3运用数字农业学科特点，激发创新意识

数字农业课程不同于其他学科，是一门理论和实践相结合的基础性课程，具有文化性、应用性、发展性和模块化等特点。学生的创新意识是在对数字农业特点、内容发生兴趣时引发的。因此，教师在备课时尽可能挖掘学科的创新思维因素，在导入新课时尽可能创设学生感兴趣的教学情景，介绍最新的数字农业技术的发展状况，唤起学生的创新意识。

3.4实施任务驱动

培养创新能力，鼓励、指导学生大胆灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新精神与创新能力的有效方法。知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主，任务是一堂课的核心，是学生学习知识的外在动力。在设计数字农业教学的时候，应当注意布置与学习内容相应的任务，如为让学生掌握专家系统的创建，可以布置专家系统的基本使用任务，收集某类专家系统的知识等。让学生主动参与到学习活动中来，鼓励学生大胆尝试操作，遇到问题和困难时，要多问、多讨论，发扬团队协作精神。在解决这些实际问题的过程中，可以组织学生开展讨论班，互相交流方法，互相启发思路，以实现解决实际问题与培养创新能力的有机统一[4]。

篇6

关键词：区块链；农业；新技术

一、区块链概念与优势

区块链是一种去中心化的分布式账本技术，由分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、智能合约等技术集成＇区块链具有去中心化、不可篡改、开放透明、匿名等特征优势，有助于从根本上解决信息数据保存的信任与安全问题。传统的信息数据保存在中心化服务器中，由有资质的机构进行有偿维护和管理，中心化数据存在失真风险。而区块链去中心化分布式数据库中的数据则不会被轻易修改，具有不可逆性。其每一次数据更新，都会通过特殊算法加密并盖上时间戳，严格按照时间顺序进行组合，数据之间的关联性更紧密，区块链中的数据也更具备溯源性。区块链的开放性比中心化数据库更开放，更安全。

二、区块链技术的现状

区块链目前正处于以数字货币应用为主流的应用阶段，尤其当以太坊公司开源以太坊框架平台后，让数字货币的发行从技术上得到了绝对的优势，任何人只要通过这套框架的公布，进行修改添加，就可以进行数字货币的发行。也正由于技术的开源，造成了数字货币发币市场出现混乱，同时因为数字货币的火爆，以及一些不良机构和个人的大量圈钱，让区块链技术的ICO阶段受到过多的关注，而区块链底层技术的光环，在一定程度上受到了负面影响。区块链在其他领域的应用非常突出。区块链底层技术的价值也得到了各个领域企业的认可，国内很多企业都在从事区块链底层技术的开发，而且区块链技术和各行业都可以产生有效的连锁反应。在农业领域，区块链技术的使用目前处于探素阶段，在现实场景中的推广和使用也有局限，但依然有农业企业在不断探素和尝试使用区块链技术。

三、区块链农业应用场景

（一）区块链与精细化农机研发近年来，我国农业机械化水平得到有效发展，但总体水平不高，和发达国家相比依然有较大差距。在具体的机械化水平上，耕种环节的农机水平要高于收获环节，粮食作物机械化水平要高于经济作物方面。高端农机产品发展不足，低端农机产品过剩。农业科研方面创新能力不足，创新动力欠缺［2］，高端农业机械的核心技术缺乏。我国精细化农机发展水平不高，原因很大程度在于农机研发动力不足，研发所需数据不足等。我国地域辽阔，不同的农机适合应用场景不同，各种地理环境数据缺失，都使得我国农机精细化研究受到不小的阻力。区块链技术可以通过分布式网络，共享各地不同的农业研究所需数据，并且降低了这些数据的维护储存成本，提高了数据真实可信性，这对我国农机的精细化研发有着至关重要的作用。对我国农机因地制宜的精细化研发，提供了更真实可靠的数据源，也降低了农机精细化研究的成本，从而为创新提供了可靠的数据。

（二）区块链与农业物联网我国农业物联网发展依然缓慢，主要是因为推广成本高和农业物联网数据存储系统部署成本高、数据后期维护成本高等问题凸显。而且由于各种数据的中心化和非公开性，不同机构之间的数据重复率较高，在一定程度上阻碍了整个农业物联网的发展，造成网络资源浪费。随着成本低廉的传感器部署应用，物联网设备和数据成几何级增长，对于中心化数据处理的需求也呈几何级增长。虽然目前由亚马逊公司发明的云计算技术，能在一定程度上有效地解决数据储蓄问题，但成本依旧很高，而且不能解决数据的安全性和可信度。区块链技术的运用，能有效地利用分布式数据库和点对点数据传输的方式解决，降低中心化数据库设备布局。并且通过数据的不可篡改性，使数据的可信度与安全性要高于中心化数据库。可以将物联网所获得的数据公开化，且可以转换为价值物联网，实现信息点对点价值传递，使得去中心化的农业物联网在交易方式和流程上更便捷。

（三）区块链和农业小额信贷农业小额信贷难。一是农民获允贷款难。由于社会机制的缺乏，一方面，小户农民没有抵押物，无法进行信用评估，造成银行的农业贷款放不出去；另一方面，想要向政府或者金融机构求助谋取发展的农户得不到资金支持。二是银行放款难、风险大、成本高。信贷机构对小户农民无法按照城市里的工薪阶层那样进行完整系统的信用评估，更不能按照原始的口碑模式进行不客观的信用评估，使得贷款和金融活动的成本增加、风险评估成本增加。三是契约执行成本高。由于农业活动受自然环境影响大，一旦农业活动受到损失，造成农户无法如期履行信贷契约，信贷机构执行素赔流程繁琐，执行成本高、效率低。区块链技术可以有效地对农户进行信用记录，且不可篡改。通过有效的区块链信用登记的方式，利用分布式布局，建立起符合农户实际情况的信用评估体系，利用区块链自动机器维护的性质，有效地减少农村信用评估成本，在不降低农业小额信贷门槛的前提下，最大限度地降低了农户贷款成本和银行放贷风险。利用智能合约技术，更能有效地监管农户还款情况和高效的信用度管理能力。同时，根据农业主体自身的经营状况和农产品生产安全溯源等更客观更科学的数据信息作为信用担保证据，这也有利于金融机构降低农业小额信贷的风险［3］。

（四）区块链和电商农业和电子商务结合发展至今，模式单一、局限性大，在推广上成本过高，见效慢，且效果不佳，受到物流条件及农户自身接受能力和学习能力的限制，加上推广模式和专业型人才缺少，更让农业加电子商务的一系列模式推广见效甚微。农户不能更快、更直观地感受到电子商务带来的价值，这也是农业加电子商务模式效率低下的原因之一。随着农业物联网的发展和智慧农业的升级，农业生产将会变得越来越精细化、产业化。区块链2．0的智能合约技术，结合人工智能技术和智慧农业共同打造发展，基本可以实现完全智能化农产品电子商务，实现农业生产和消费完成精准对接，最终达到智能型计划农业＇最平衡合理的高效利用农业资源和自由市场资源，实现农业点对点交易的农业电子商务新模式。

（五）区块链和农业保险农业保险就是指专门为农业生产者在从事农业种植养殖生产过程中对遭受自然灾害和意外事故时所造成的经济损失提供补偿的一种保障制度。农业保险能够有效地分散农业风险，保护农业从业者根本利益，巩固国家粮食生产力，确保粮食安全，促进农民增收。是农村经济的“稳定器”和“助推器”［5］。我国农业保险的覆盖率低、品类少，主要原因是农业本身风险高，农民入保意识淡薄且保险营销投入成本大，一旦出险，评估成本大、难度大，稍有偏差就很容易出现骗保、错赔等情况，对之后的保险业务造成直接影响。区块链技术的运用可以有效地将农业数据接入，并且不可篡改，大大降低了骗保风险和投保风险。同时，通过传感器的数据收集，更可以对农业生产进行有效的实时监控，这样也降低了保险公司的评估成本，从而有效地推进农业保险的发展和推广。

（六）区块链和粮食安全溯源粮食安全溯源一直都是人们热切关心的问题。在农业产业化过程中，生产与消费间的距离计量单位是转卖的加工次数。在生产加工过程中，农药、化肥、加工工艺、保鲜技术、添加剂、运输手段等信息往往被有意无意的隐瞒。消费者所知道的往往是生产加工者描述的所想让他们知道的内容，这样造成生产者和消费者之间的食品安全信息不对等。而且一旦出现食品安全问题，往往因为食品的特殊性，以及溯源系统的中心化管理可人为篡改等原因，很难追根问底查找原因气这也使得更严谨的粮食安全溯源的需求更为迫切，而基于区块链技术的溯源系统，正好有效地利用了区块链的数据不可逆性和数据公开性，让粮食安全溯源变得更为公开化、公平化。而且在区块链技术配套物联网传感器以后，共同的区块链节点网络里，就能智能化进行溯源数据上传，减少人为因素的参与，避免人为因素的影响。区块链技术是一项链接世界的全球化技术。随着越来越多的物品被信息化、数据化，农业生产和销售配合区块链、物联网、人工智能等技术，将使得一直落后的传统农业变得更智能。而且区块链技术的运用，更让农业信息数据能够成为价值数据传播。

四、区块链的价值

（一）模式创新价值区块链技术在农业领域的运用，实现农业多场景结合的模式创新，不但推动了农业线上、线下、物联、农村新电商的发展，更是将这些模式的各个环节打通整合。作好农业“种、产、销、运、价值”更准确的预测，可以有效地控制农业库存，降低农业库存成本，提高农业效益。

（二）食品安全价值利用区块链技术建立分布式自治组织，构建数字农场，从土地承包开始，进行区块链化的认证，覆盖从播种到加工的全部核心流程，并与线下各个核心环节紧密结合。通过互联网及互联网身份标识技术，将生产商生产出来的每件产品信息全部记录到区块链中，形成每一件商品的真实生命轨迹［7］。同时，区块链串联了农场、农户、农机厂、农资供应商、物流商、仓储商、加工商、银行、信托、保险、贸易商、快递商、零售商，形成一条从原产地传递信任的“链”。为农产品盖上“时间戳”“地理戳”“品质戳”“信息戳”，打破农业链条原来各自为政、极端利己的生态结构，利用区块链解决了一群不信任的人，在一个不信任的环境下，以同一个共识达成一种目的，供应放心粮并增加农户的收入。

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    1规范操作原则在农业科技档案数字化建设的过程中,无论是纸质载体数字化,还是接受电子文件,都必须制定和实施农业科技档案工作标准和规范,统筹规划,有序推进,实现依据标准化、程序规范化,尽可能避免在保管和使用中出现各自为政、互不兼容、重复建设等现象,提高数字化工作的质量和效率。2安全管理原则任何事情的发展都是矛盾的结合体,农业科技档案数字化建设虽然比传统的管理模式有较大优势,但同时也对农业科技档案的保密提出了更高的要求。众所周知,随着数字化、网络化、信息化建设的不断深入,网络的脆弱性和潜在威胁也日益显现出来。因此,在进行农业科技档案数字化建设的过程中,必须采取有效的安全防范措施,充分保证农业科技档案信息的安全性。3效益优先原则农业科技档案数字化建设需要投入大量的财力、人力、物力,因此,必须以利用需求为导向,将年限较长、具有馆(室)藏特色、最为珍贵以及利用频率高的农业科技档案优先数字化,达到效益最大化。4分工协作原则农业科技档案数字化建设相当繁琐,涉及面广,必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念,充分发挥单位各个部门和各类人员的作用,明确工作任务,落实责任分工,真正做到各司其职,各施其能,协调配合,共同推进农业科技档案数字化建设。

    二、农业科技档案数字化建设的内容

    1建立高效的农业科技档案信息采集和存储平台根据数字化档案管理的要求,健全农业科技档案信息采集平台。一是,建立电子档案目录和电子档案录入接收工作室(即电子文件备份站),配备计算机设备,实现目录数据和电子文件的采集工作;二是,建立扫描工作室,配备普通平板扫描仪、高速扫描仪、专用照片扫描仪、缩微胶卷转换仪等设备,实现科技档案由传统介质向电子信息的转换;三是,建立安全可靠的科技档案信息存储平台。数据存储采取磁盘阵列柜、磁带机、光盘库等设备,进行磁盘阵列自动备份、光盘刻录备份、磁带备份、异地备份,实现档案信息的安全存储。2建立农业科技档案数字化管理系统配合数字化档案的建设目标,逐步建立动态更新的农业科技档案数字化管理系统,综合档案室内建立农业科技档案检索数据库,在室外建立与农业科技相关的电子文件归档系统,并实现接口统一,动态及时归档。3建立和完善农业科技档案信息资源库完善资源库建设是做好农业科技档案数字化建设的重点,主要有两个不同层次:一是,农业科技档案目录数据库建设。根据专业标准科学选定农业科技档案目录数据库结构,将室藏农业科技档案的案卷级目录和卷内目录全部输入微机,建立科技档案目录数据库,并加强机读目录数据库的质量控制,规范着录标引,包括着录格式的标准化、着录数据的完整性和着录数据的标准化;二是,农业科技档案全文数据库建设。利用数码相机、扫描仪等技术将馆(室)藏纸质载体的农业科技档案原件进行数字化处理,并将扫描件与机读目录对应挂接,实现全文检索。4建设农业科技档案信息服务网络农业科技档案信息服务网络建设包括农业科技档案信息网站建设、内部局域网建设等,与市政务网、公众网联网,建立上至国家科技档案馆,下联农业部门和农业科研单位,形成四通八达的“农业科技档案信息高速公路”,向广大科技人员提供农业科技档案各类信息的服务,充分发挥农业科技档案的作用。

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《智慧城市》：您如何看待“互联网+农业”？

杨学山：“互联网+”是我国最热的词汇之一。但是，各方对于它的理解确实并不一样。“互联网+”的概念有大、小两种不同说法，从大方面来说，它是一个相对于信息技术和工业技术形成的新生产力和新技术体系代名词，就像我们今天把“互联网+”看作是信息技术取得的巨大标志性产物一样。但是我比较赞成小概念，将“互联网+”理解为“3+3”，即三个要素和三个构成部分。

其中，三个核心要素是指联接、信息和平台。联接是把“互联网+”、移动互联网、物联网三个东西加起来，不仅是物相联，也是人相联，所以联接是“互联网+”最主要、最核心的要素。正是这个最基本的要素产生了很多原来根本想都不敢想的事，更不用说做的事。所以千万不要小看泛在的联接，当把几十亿、几百亿的物联接在一起时，我们所看到的就不仅是农业，且农业本身也在这个连接中被改变。第二个要素是信息，互联网汇集、提供了极其广泛的信息，不要小看了这些信息对大家的影响，它将是极其深刻和巨大的。第三个要素是平台。以农业部的信息中心为例，若在二三十年前，想要建立一个全省和全国的联接平台是很困难的，但是到了今天，我们任何企业要建设一个全国性的平台，甚至延伸到国外去，也很容易。

那么，既然有了“互联网+”，我们就要抓互联网的机遇，利用互联网来加快农业的发展。在这里又要谈到三个部分，即互联网、互联网+和+互联网。

众所周知，互联网基地首先要有互联网，它能够支撑联接、信息、平台三个要素为我所用。但是目前对于农业、农村、农民来说，无论是信息还是平台方面都还不够。所以发展互联网+农业的第一件事就是要把互联网（包括移动互联网和物联网）进一步发展成为更高性能、更广泛普及、能让所有人都能用的基础设施。

第二就是“互联网+”。有人会问“互联网+”和“+互联网”究竟有何区别？在我看来，它们之间既可以区分，也可以不区分，既可以这样区分，也可以那样区分，就看你如何定义了。在我的理解里，“互联网+”就是基于互联网的企业和基于互联网的创新、创业。如果你做这件事是基于互联网的，那就是“互联网+”；如果是基于原来领域、原来技术，是把互联网的三个要素+进去的，就是“+互联网”。

大家对于互联网企业都不陌生，尤其是互联网提供了如此方便的平台、信息和联接。所以基于互联网的创新、创业正是中国，也可能是世界创新创业最活跃的地方，这一点都没错。在全国有多少地方，多少人正在基于互联网走向创业，这将使我们原本很多没有想到要做的事都在网上实现，同样也给我们的传统产业发展带来了希望。

但是，“互联网+”和“+互联网”是要连在一起看的。因为通常此时，很多传统的企业会很着急，“他们怎么把我们的领域也做过去了。”其实不要紧，我们还有“+互联网”。因为当互联网成为了一种社会基础设施，如果你不用它，别人就会用。不仅是基于互联网的企业要做，你的竞争对手也会做。所以不管是什么行业，我们必须要进行“+互联网”，用它的联接来为我们的销售、创新商业模式服务，用它的信息为我们的决策、管理服务，用它的平台实现我们商业模式服务的转换。

这一段时期以来，有些企业尤其是传统企业非常焦虑，好像基于互联网的创新创业不知道该往哪里走。其实不然，想想在你擅长的领域中，在你所提供的产品和服务里，在你的市场里，你要比别的企业熟悉得多，你在这些方面的基因要比他们强大得多。千万不要以为互联网基因可以同化所有一切，这是不可能的。互联网基因是一方面，企业的产品和服务则是另一方面，只有这两者相加才能变成农业企业活下去的真正发展力量。

《智慧城市》：工业4.0对于农业现代化的发展有何积极意义？

杨学山：当农业现代化和互联网新技术相结合时，用什么样的旗帜和口号十分重要，特别是工业4.0给农业现代化的进程究竟带来了怎样的启示和启迪，在此我觉得农业4.0的概念运用还是挺合适的。但农业4.0绝不是工业4.0，农业现代化的路径和工业发展路径也不一样。可工业4.0里的核心概念和核心理念，对于农业现代化的发展来说是十分有用的。

还记得在《德国的工业4.0》一书中，第五部分是整书的核心部分。它包含了垂直整合和横向整合两个整合。其中，垂直整合是从工业链开始一直到自身产品再到用户这一侧流程的无缝整合。而横向整合是从用户角度提出新的需求，企业根据这一需求来安排工艺生产，然后再把产品卖给用户。它们在整个企业的制造、加工过程中实现了数字化的无缝连接。这是工业4.0的核心理念。

那么对于农业来说，就要在进行农业生产之前，在生产者、农民、农业企业之间实现真正无缝数字化的高效对接，使我们的生产过程，从种子栽种到最后收获都有一流的科学、精准信息指导。实现了这样的链环，是否就可以说农业现代化水平有了很大提升？如果抛开具体的形态不说，这样的思路和抽象化的工业4.0几乎完全一样。

所以说，我们要用这样的方式使到现在为止，组织化、企业化程度还不高，且千家万户的现有状态还要延续很长时间的农业生产，与现今互联网提供的优势结合起来，加快农业现代化的进程。这就是我们今天所说的要走向农业4.0的基本含义。

《智慧城市》：在“互联网+”服务“十三五”农业现代化发展目标中，有哪些关键的事情需要重视？

杨学山：十八届五中全会的建议里已经明确了两个核心指标：第一个是产业迈向中高端，农业也是产业，所以也要研究如何让农业迈向中高端；第二个是2020年时GDP和人均收入要比2010年翻一番，这两项任务实质上是硬指标，2020年时都要进行考核。所以在此过程中，如何把“互联网+”与完成如此既是历史性的，又是具体的，且很快就要到考核期的任务结合起来，是一个非常重要的问题。对此，我提几个自己的想法：

首先，农业、农村、农民这些概念中的灵魂是“人”，即无论农业的生产条件、组织形式或市场规模如何，最后都是人在做。当前农业发展面临的最大问题之一就是由于城镇化、工业化的发展，使得农民的构成发生了重大变化。有时我在想，当50年代出生的那批人不能干农业了，农村的面貌将会怎样？当80后为整个社会挑大梁、成为主力时，农业又将会怎样？因此我觉得要农业现代化与互联网结合的第一件事，就是要发挥互联网+的作用。所以不管是互联网亦或是大数据，在这一发展过程中最值得关注的和最值得下功夫的事，就是怎样利用互联网来使具备了足够能力的农民为实现农业现代化的目标而服务。这个问题如果不解决，就不利于农业的可持续发展。干农业没有退休一说，因而从今开始，如何让包括在城市中操作农业和从事农业发展的人在内的群体，能力得到不断地提升，是第一件要事。

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一、新一轮工业革命是我国产业实现跨越赶超的重大机遇

（一）有利于推进农业“工业化”、“智能化”和可持续发展

新一轮工业革命将进一步提高农业生产率、提升农业附加值、加强农业抗风险能力，加快实现我国“高产、优质、高效、生态、安全”的现代农业，有利于推动我国由农业大国向农业强国转变。

一是现代生物技术将深刻改变农业的生产方式和产品结构。转基因技术不仅能大大提高农作物的产量，而且也能赋予农作物新的特质，将进一步满足人类对农产品数量和质量的需求。伴随生物能源、生物基材料的快速发展，农作物很可能将逐渐取代石油，成为工业发展的能源和原材料，有力支撑工业发展。

二是利用信息技术改造传统农业，对农业生产的各种要素进行数字化、智能化改造，有利于提高农业资源利用率和劳动生产率，提升农产品质量，增强农业抗风险能力、提高农产品安全监管水平，保障农业安全生产。

三是绿色、环保的生物农药和生物肥料的广泛应用，不仅有助于提高农产品产量和质量，而且对缓解由于化肥、农药和薄膜的大量应用而导致的土壤结构破坏、江河湖泊富营养化等一系列较为严重的生态环境问题，更具有积极作用。

（二）有利于进一步促进制造业转型升级

新一轮工业革命将加速改造传统制造业发展模式，为发达国家重整制造业提供了可能。我国作为传统制造业大国，随着劳动力成本和大宗原材料价格的进一步上升，资源环境约束逐渐趋紧，国内劳动密集型制造业的全球竞争力不断下降，新一轮工业革命为提升我国制造业国际竞争力和国际分工地位的提供了历史性机遇。

一是缓解产业对资源环境的高度依赖。以风能、太阳能等为代表的新兴绿色能源将对能源生产和消费方式产生深刻变革，有助于使我国工业摆脱传统能源资源约束。下一代基因组、蛋白质组、干细胞等生物技术的不断发展，将推动我国制药行业由高能耗、高污染的原料药生产向高技术、高附加值的生物制药转型。高性能水处理、生物填料等生物技术和产品应用于荒漠化防治、盐碱地治理、水域生态修复、抗重金属污染等领域，将对我国环境保护、修复和治理提供有力手段。

二是改变制造业价值链重要环节。一方面，3D打印等数字化制造技术将进一步压缩制造环节的附加值，将大幅降低小批量产品生产的成本，缩短制造周期，提高制造效率，很可能改变大批量、规模化生产的模式，推动研发设计环节成为制造业最核心和最主要的环节。我国制造业长期以来以来料加工、代工组装（OEM）为主，缺乏核心技术和研发设计能力，始终处于国际产业分工的低附加值环节。新一轮工业革命将对我国核心环节薄弱的制造业带来沉重打击。另一方面，信息技术将进一步改造制造业，工业机器人等新型智能制造装备将在生产环节大量取代劳动力，智能制造成为控制成本的重要途径，劳动力成本占整体生产成本的比例也将随之下调。我国传统劳动密集型制造业将不再具有竞争优势，制造业将呈现向发达国家回流的趋势，全球制造业格局很可能面临洗牌，这将使我国制造业面临巨大挑战。

三是推动形成产业发展模式。从生产环节看，（创新）设计者和制造者的边界进一步模糊。3D打印等先进制造技术，使生产工具的可得性大大提高，创新者转变为制造者的成本迅速降低，以分散化生产为标志的社会化生产模式将快速兴起，逐步替代集中型生产方式，将深刻改变制造业的生产和商业模式。从消费环节看，生产地和消费地的边界进一步模糊。能源互联网、制造业数字化等技术的产业化，将颠覆现阶段“集中生产，全球分销”的局面，新的“分散生产，就地销售”的格局将被塑造，促使传统以“空间集聚、地理集中”为特征的产业集群逐步向以“分散布局、异地协同”为特征的虚拟集群演变，全球制造业格局和我国区域经济格局将发生重大转变。

（三）有利于加速推动服务业大发展

在新一轮工业革命的推动下，农业和制造业对劳动力需求将大幅减少，就业结构将向服务业倾斜。同时，随着新一轮工业革命将大幅释放高强度、高重复性、低技术含量的工作时间，人们的闲暇时间变得更为充裕，对生活品质和兴趣爱好的追求也增加了对服务业的需求。因此，服务业在国民经济中的地位将大幅提升，为我国优化产业结构带来重大契机。

一是生产业迅速成长。新一轮工业革命为生产业提供了更广阔的市场空间。比如，新技术研发和产业化对金融的需求与日俱增；知识经济的加速发展将促进设计、咨询、科技服务、法律服务等行业高速发展；新的商业模式和平台将对网络交易、电子认证、在线支付、物流配送、报关结汇、检验检疫、信用评价等环节的发展提供巨大的市场空间。

二是生活业进一步变革。随着新一轮工业革命的影响从工业领域进一步渗透到生活领域，不仅逐步改变着人们的生活方式，也对生活业的需求结构产生巨大变化。一方面，随着人均收入的不断提升和消费结构的不断转变，文化产业、健康服务业、旅游业等关系人们生活水平和质量的服务业需求将大大增加。另一方面，随着劳动力成本的升高以及机器人的进一步智能化，对当今我国依赖人力服务和吸纳就业人数较多的商贸服务业、家庭服务业等行业将产生较大冲击。

三是新兴服务业态快速兴起。新一轮工业革命产业和技术融合的特点和趋势促进了技术创新、商业模式创新和服务产品创新，催生了新兴服务业的快速兴起，将成为服务业成长和壮大的重要组成。一方面，生物、可再生能源和信息技术的深化应用有着巨大的市场。生物芯片、数字虚拟人等将为生物研发和临床试验提供新手段；能源互联网将实现能源的分享和交易；信息技术将在金融、电信、电力、智能交通、政务、教育科研、数字娱乐、中小企业等众多领域广泛应用，形成巨大的信息服务市场，从而进一步带动移动互联网、物联网等新兴服务业快速崛起。另一方面，合同能源管理、云计算等新兴商业模式不断涌现。合同能源管理的新模式助推仍处于发展初期的新能源产业发展；由云计算所带来的SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）、IaaS（基础设施即服务）等新兴计算交付模式将对信息产业带来更大的变革，将形成一系列云外包、协同创新、协同制造等互联网时代的新经济模式。

二、迎接新一轮工业革命实现产业跨越赶超的相关建议

（一）瞄准新一轮工业革命的核心关键技术，跟踪关键领域技术路线和发达国家发展动向

从现阶段看，当前支撑新一轮工业革命的相关技术受产业化、规模经济等诸多因素制约，应用范围和应用程度都还很有限，仍处于前沿或不成熟的阶段。新一轮工业革命将会经过一个较长的过程才会真正“形成气候”，既有的生产方式和发展模式不可能在短期内被完全替代。当前，要加强对可再生能源、储能、智能电网、新能源汽车、云计算、物联网等重点领域技术发展路线的跟踪研判，厘清核心科学问题和关键技术问题及其实现途径，组织实施一批重大技术攻关项目。同时，还要密切关注主要发达国家在新能源、智能制造等领域的重大研发计划，紧密跟踪其发展动向，避免在新一轮国际竞争中陷入被动，防范技术路线的颠覆式创新风险。

（二）围绕国家重大战略需求，重点培育和壮大一批战略性新兴产业

从新一轮工业革命的发展方向看，大多领域都涵盖于我国大力培育发展的战略性新兴产业当中。要结合我国产业发展实际和未来市场需求的变化，紧紧围绕保障国家安全、缓解资源环境约束、提高人民健康水平、促进支柱产业转型升级、培育新增长动力等重大战略需求，坚持有所为有所不为，选择一批符合新一轮工业革命特征和要求的新兴产业，加强产学研结合和协同创新，着力突破一批薄弱环节、关键环节和共性技术，加速科技成果转化和产业化进程，培育和壮大一批处于全球价值链高端的新兴产业。

（三）加强创新链条建设，营造有利于促进创新驱动经济发展的环境

科技创新和管理创新是新一轮工业革命的动力和源泉。当前，要推动创新驱动型经济发展，注重对创新链条的管理。要在国家层面建立创新驱动经济转型发展领导小组或跨部门协调机制，加强顶层设计，统筹推进科技体制、教育体制、财税金融、资源要素价格、行政管理体制、垄断行业等方面的改革攻坚。加强科技与经济在规划、计划、政策层面的衔接。

（四）积极推动产业转型升级，鼓励产业融合发展

产业转型升级和产业融合是经济发展的必然要求，也是产业发展的必然趋势。要改变制造业原来的投入方式，促进柔性化生产，推动大规模定制和个性化生产模式，加快高技术服务业和生产业发展。要基于比较优势与包容性发展，积极应对能源安全、环境与气候变化的挑战，集中力量在一些重点领域实现突破。鼓励各个科学技术领域之间的互相交叉与渗透，促进直接构成现实生产力的各种技术集成与商业模式的出现。

（五）加快政府职能转变，充分发挥各主体在新一轮工业革命中的作用

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 引言

我国人口的急剧增长，工农业生产水平的不断发展，水资源的短缺随之日益严重。当前，我国农业用水的利用普遍率较低，渠道灌溉区只有30%～40%，机井灌溉区也只有60%，与当前一些发达国家有很大差距。因此，缓解水资源紧缺的当务之急就是解决农业灌溉用水的问题。

本文就是以设施农业中实现智能灌溉为目的，设计了一款基于单片机智能灌溉控制系统，具有定时或即时采集传感器数据、实时显示检测数据、实时上传检测数据，并根据发回的数据制定合理灌溉策略的功能。研究内容主要有传感器数据采集、数据传输及分析、灌溉实际控制、大容量存储和usb主从通讯技术几个方面。

1 系统总体设计

1.1 智能灌溉系统原理

系统工作时，首先通过传感器采集待灌溉区域土壤中的温度、湿度、光照强度等实际信号，经a/d转换模块转换成数字信号，并将此信号输入到单片机，单片机中预设参考值，转换后的数字信号与之相本文由收集整理比较，得出控制参量，单片机将控制信号传给变频器，变频器根据湿度值调节电动机的转速，从而电动机带动水泵抽水，若需要灌溉时，电磁阀开启，通过管道输水，喷头自动旋转，实现自动灌溉。经检测后，须停止灌溉，单片机发出指令，电磁阀自动关闭。为了避免离水源距离较远的喷头压力不足的问题，在电磁阀的一侧安装一块压力表，从而保证所有喷头的水压均能满足预定的喷射程。系统总体框图如图1所示。

1.2 实施灌溉的系统结构

智能灌溉系统结构由负责发出和接收各种运行程序指令的可编程控制器，通过传感器采集土壤里的湿度信号、温度信号和光照信号，判断是否需要灌溉的传感器、a/d转换模块、通过改变电动机的转速调节喷灌流量，达到节水的目的的变频器、电动机、水泵、电磁阀、喷头以及灌溉系统输送水的管网组成。实施灌溉系统控制图及终端控制流程如图2、图3所示。

2 系统硬件设计

2.1 主控模块设计

系统主控模块以单片机（mcu）为核心，温度、湿度及光照传感器采集的数据通过单片机计算处理后进行控制，起到对外界拟定区域进行理想灌溉的目的，同时单片机具有显示及强制报警功能。系统主控模块框图如图4所示。

2.2 系统总体电路设计

系统电路包括数据采集模块、a/d转换模块、显示模块、电磁阀控制模块及报警模块组成。其中数据采集模块包括：湿度采集选择mp-508b土壤水分传感器（fdr），温度采集选择ds18b20数字温度传感器，光照强度采集选择ha2003 光照传感器；a/d转换模块采用的是tlc2543a/d转换；显示模块采用led-12864点阵液晶模块；电磁阀控制电路主要由npn共集-共射复合管及继电器组成，当单片机p2.6给出高电平，复合管导通，继电器接通，将开关吸合，电磁阀接通开始放水。