二是建立起强大的政府支撑体系来为信息化创造发展环境。通过诸如政府辅助、税收优惠、政府担保等提供一系列优惠政策，刺激了资本市场的运作，推动了信息化的快速发展。
三是制定信息技术研发计划，并由国家直接增加技术研发投入。包括运用多种经济政策增加企业研发投入，实施一系列加强政府和企业技术合作的计划等。
四是建立适合美国市场经济特色的吸引人才和有效的创新激励机制。激励机制的核心就是产权激励和合法收益的保护。
2.2 国内信息化新农业概况
从上世纪80年代以来，我国开展了系统工程、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应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出了建设金农工程，目的是加速和推进农业和农村信息化，建立“农业综合管理和服务信息系统”。金农工程系统结构的基础是国家重点农业县、大中型农产品市场、主要的农业科研教育单位和各农业专业学会、协会。目前，我国的农业信息化建设在数据库、信息网络、精细农业以及农业多媒体技术等领域都取得了一定成效。随着国际上全球定位系统(GPS)技术的迅速发展，进入“九五”以来，我国在国家“九五”重中之重项目中设定了“遥感、地理信息系统、全球定位系统技术的综合应用研究”项目，将“3S”技术综合应用于农业，发展到了大规模应用化阶段，成功创立了运行服务系统。目前，“3S”已经是成熟而又商业化程度很高的技术，可以在(全球和全国)、中、小各个尺度上，高精度和短周期地获取和处理农业信息，可以对全国范围的小麦、玉米、大豆、水稻等四种作物进行实用业务化的遥感估产，精确度达到90%以上。 2.2.1发展精准农业已成为数字农业的核心
20世纪90年代中期以来，精准农业在发达国家中的实验研究与实践有了快速的发展，被誉为“信息时代作物生产管理技术思想的革命”。精准农业是基于信息和知识管理复杂农业系统的集成技术体系。这一技术体系思想应用于作物生产，可称之为“信息时代的现代农田精耕细作技术”。精准农业主要致力于实现农业资源高效利用，提高产出；节约投入，降本增效；减少环境污染等可持续发展；以及适应当今建立农产品品质保障
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与食物链安全生产跟踪与产品安全认证技术体系的新要求。
它首先要求尽可能应用先进的信息采集手段来快速、实时、较低成本地获取农田作物产量、品质等差异性信息和影响作物生产的各种客观数据，从大量数据中提取有助于制定农作管理科学决策的信息，能有效地运用农作管理的科学知识分析客观信息，制定农业生产的科学管理决策，最后通过各种变量农作机械或人工控制等措施来达到作物生产预期的技术经济目标。我国尚处于“精准农业”实践的起步阶段。实现精准农业，必须学习和吸收国际上已取得的比较成熟的先进技术和经验，注意选择适合中国农情的、具有较高增值效益的农业产业，围绕系统管理决策的整体优化目标，实施基于投入/产业效益评估的空间变量管理尺度的合理精细化的重点进行。 2.2.2加速农业信息网络建设
首先要大力建设农业信息数据库，搞好集成，发展农业信息资源工作。要根据全国农业信息分布和农业信息部门发展情况，合理规划农业数据库生产的近期、中期、长期目标，建成一批具有相当规模的、适宜实用的、能定期更新的全国性、公益性的农业信息基础数据库、核心数据库和农业科技数据中心群，发挥战略数据库的作用。其二，加快建设农业信息网络，完善全方位为“三农”服务体系。发挥国家投资主渠道的作用，各级地方政府及农业部门应加大投入，建立区域网、局域网、县(市、区)网站、乡镇信息服务机构，与国内主干网、农业主干网、互联网接轨，形成全面、高效、高质为“三农”服务的网络体系。其三、要不断完善农业部开发的中国农业信息网、科技部开发的中国星火计划网即九亿农业科技网、中国农业大学开发的农业远程教育网，形成完整的服务于“三农”的专业农业网络体系。其四、建立“多网合一”的信息服务体系。就是以网络实际应用为核心，整合和集结互联网、公共电话网、无线寻呼网、广播电视网(含有线网)、卫星网等多种方式和信息资源，形成系统的、整体的、综合的农业信息服务体系，实施资源共享、优势互补、智能型、节约型、效率型的信息服务。其五、要认真研究开发信息安全技术，积极实施农业信息安全保护措施；要努力发展信息控污技术，有效防止农业信息污染，真正保证农业信息技术服务健康地进行、文明地发展。 2.3 信息化新农业管理平台建设的特色和建设内容
发展现代农业, 是以工业化理念, 采用现代化大生产方式、按照市场经济要求发展农业。但是, 对于我国农村特有的社会结构与小农经济体制, 难以按照国际上现有的现代农业模式发展我国的现代农业。针对目前我国农村以家庭承包责任制为基础的“小生
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产”经营模式, 打造信息化农业综合供应链, 不失为发展中国特色现代农业的有效途径。信息化农业综合供应链, 通过信息流, 整合农村个体经营中的生产要素与农业资源, 以信息流引导和驱动供应链上的人流、物流、商流、技术流、资金流的流动, 使农业综合供应链的各个生产、经营环节, 根据供应链的整体市场目标, 统一地进行计划、协调、操作、控制和优化。从而,实现农业生产要素的集约化投入与农业资源的市场化配置, 形成一体化的产业体系与现代化经营模式。
信息化农业综合供应链是借鉴现代工业生产、经营理念,将农业生产、经营过程中由原材料供应到送达最终用户所有环节的采购、生产、加工、储运、分销等活动联结起来, 形成一体化的产业体系。通过市场信息的拉动与协调, 系统性地计划、组织、管理整个产业体系的生产与经营活动。目前, 在我国农村打造信息化农业综合供应链, 对于促进现代化农业具有重要的作用。
信息“高速公路”是农业综合供应链的“神经”系统, 信息化农业综合供应链必须依靠供应链上的信息流拉动、协调整个供应链的运行, 促进物流、资金流、技术流的流动。没有畅通、高效的信息“高速公路”作为支撑, 农业综合供应链是无法实现的。首先, 农业综合供应链必须通过信息“高速公路”快速获取市场信息, 才能按照适应市场需求进行生产。信息化农业综合供应链,通过信息“高速公路”将市场需求信息即时地传递到供应链的各个环节, 这些环节的生产、经营者根据这一统一的市场目标,按照各自在供应链中的不同分工, 进行相应的原料采购、生产加工、储运配送、销售服务等活动, 使顾客满意的产品以最快的速度送到顾客的手中。其次, 信息化农业综合供应链必须通过
信息“高速公路”传递的综合信息, 才能整合与优化个体经营者拥有的生产要素与农业资源。信息化农业综合供应链, 通过信息“高速公路”将生产、经营中的各种关联信息汇集起来, 并根据这些信息对供应链全局范围内的资源、生产流程、仓储配送等环节进行整合与优化, 然后将相关信息配置给供应链上的各个环节, 使供应链上各个环节在这些信息的统一协调下, 协同运作、协作经营。从而使供应链上个体经营者分散的计划纳入到供应链的整体计划中, 分散的资源汇集为供应链的整体资源。再次,信息化农业综合供应链通过信息“高速公路”有效降低生产、经营成本, 提高效益。信息化农业综合供应链通过信息“高速公路”实现信息的共享, 使得供应链上人力、物料、设备、资源、空间和时间得到综合的开发、管理和利用, 提高了各个环节的劳动生产率, 实现物流的快捷高效的配送, 从而缩短了生产周期, 压缩了在制品占用量, 降低物流与库存成本, 提高了生产效率。
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由上可见, 打造信息化农业综合供应链, 以其诱变目前我国农村的经济体制, 对于整合农业资源, 合理调整农村产业结构与产品结构, 具有重要的作用, 是发展现代农业的有效措施。
第3章 总体规划
3.1 项目定位
我国是一个严重缺水的国家,人均水资源占有量排在世界第109位,仅为世界平均水平的1/4。一方面农业缺水,另一方面用水浪费现象又普遍存在,与其他国家相比,我国的灌溉水利用率又相当低,全国范围的有效利用指数低于40%。过去微灌技术最早用于干旱和半干旱的地方,现在,在那些年降雨量较为充沛,但时空分配不均匀的地方发展也较快。在灌溉作物方面,由果树、蔬菜等少数经济作物向行播大田作物发展,如我国西部的棉花、田菜和西红柿。在灌溉方式上由地表面微灌系统向地埋式渗灌系统发展,这样既方便了耕作,也防止了管道过早老化,延长了使用期。在设备研制方面,由单一的灌溉向多种形式的节水节能型精确灌溉发展。为了节省劳力,提高灌溉设备的利用率,进行了机械化、自动化移动式灌溉系统的研究工作。计算机, GPS卫星定位系统,遥感技术,太阳能等现代化高科技也开始在精确灌溉领域中得到广泛地应用,这些都标志着精确灌溉技术已开始进入现代科学技术领域。从灌溉需求和固定管道式喷灌系统的结构特点出发,设计了一个两层无线传感器网络(WSN)体系结构。 3.2总体规划思路
一个完整的基于WSN的精确灌溉控制系统基本结构如图所示。传感器采集田间土壤墒情(包括土壤温、湿度)后发送至基站,由基站传送给灌溉专家系统,专家系统结合接收到的数据、天气情况和灌溉知识库形成的灌溉决策,并通过基站将生成灌溉控制指令发送给灌溉控制执行机构,控制喷头工作实现适量灌溉。其中土壤墒情的采集和传输以及灌溉控制指令的传输均由WSN来实现。通过分析传感器传感半径和喷头射程之间的关系,从理论上得到了完全感知覆盖田块所需要最少传感器数的表达式及部署方法;结合网络结构和节点分工,给出了数据的传输方式,并通过分层故障诊断的方法确保数据传输的可靠性。研究表明该网络的通信是可行的。 3.3 项目建设具体目标
无线传感器网络(WSN)不但可实时监测、感知和采集网络分布区域内监测对象信息,
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