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    城市农场中的物联网应用
    2016-03-04 11:12


    城市农场

    “城市农场”或“都会农业”(Urban Agriculture),一个在台湾不常听到的名词,在很多国度确已经推动与实施多年。城市农场可以简单定义成在城市内或外围进行的农业晃荡,包含作物临盆、动物教化、加工处理与流畅等晃荡(参1)。其与传统村庄农业(Rural Agriculture)最大年夜差别在于高度整合都话江济晃荡,例如应用都会有机放弃物做堆肥,用都会废水进行浇灌,直接与都会内生活的人互相干注,冲击到食物供给链、地盘的应用与竞争,并随时受到都会政策与筹划之影响,是全部都会晃荡中弗成或缺的一环;将来将可以看到越来越多像图1如许整合生活、工作、绿化与临盆的建筑在都会中出现。

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    图1、城市农场建筑示意图

    当人们开端意识到农业不再只是纯真的临盆出食物,还包含情况保护、生态均衡与健康安然时,农业将带给人们力量与庄严;因为可以百分之百肯定食物与情况的安然,值得您为本身、家痛竽暌闺社群(Community)付出,特别是城市农场已经是英国沃森一个弗成避免的趋势。

    城市农场的概念最早来自于小区支撑型农业(Community Supported Agriculture,CSA)的设法主意,此设法主意源竽暌冠1960年代的德国、瑞士和日本,关怀的是食物安然和农业地盘都会化的问题。根据美国全国永续农业袈渌动的合营主席伊莉萨白.韩德森(Elizabeth Henderson)密斯的解释:“小区支撑型农业的本质是人、地盘与区域的互动。地盘临盆豢养人们,而人们保护地盘作为回报,并合营承担风险与享有临盆待遇。也就是地步、农务、临盆不再是农民(临盆者)的工作,而是紧紧与花费食物的人联系袈溱一路,大年夜家共享收成与承担风险(参2)。”

    1996年英国的狂牛症、1997 年喷鼻港禽流感、1998年东南亚猪脑炎、2001年欧洲爆发口蹄疫、2003年SARS与日本O-157事宜及雪印奶粉事宜等,对各国产生了重要的影响,也影响国际贸易。其它诸如:重金属、农药、化肥等残留于植物体内,抗生素、激素等残留于禽、畜、水产品体内,食物加工与储运过程中病原微生物控制欠妥,食物加工过程中应用劣质原料,用处逝世畜禽加工熟肉成品,用回锅油加工油炸食物等,食物加工过程中应用欠妥添加剂,如:面粉、馒头、包子中添加增白剂,应用矿物油做增亮剂或欠妥应用添加剂,如:腌成品中超量应用苯甲酸,饮估中超量应用人工甜味剂,与应用欠妥原始材料如引起浩瀚争议的转基因产品等,让全球食物安然亮红灯,是以国际间吹起一阵食物安然管控非潮。

    寻求优质与安然的食物恰是人道的根本诉求,临盆者若何凸显其产品知足花费者的需求,只是营销的第一步。是以各国积极推动农产与食物可追溯体系的重要目标,就是为了进步农产与食物的安然性,以强化花费者对农渔牧产品的信念,特别是针对生鲜食物的质量与安然两方面。经由过程城市农场机制与小区的介入,农民与小区介入者彼此熟悉,并且有机会直接介入农务,合营监督与协助农民的农务,直接确保了食物的安然性。

    城市农场已成为城市成长的方略之一,不仅是城市的绿色指标,同时贯穿连接了最弱势的临盆和花费,不论其社经地位为何,都有才能和管道享用好的食物。小区支撑型农业会视各小区不呵9依υ化、咀嚼、想象、社经状况和天然前提,成长出合适该小区贯穿连接临盆者、发卖者与花费者的方法,整体来说是为懂得决临盆者被层层盘剥、食物安然疑虑以及保持情况永续等问题,如图2所示。

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    图2、城市农场贯穿连接临盆者、发卖者与花费者的方法

    物联网与城市农场

    物联网(Internet of Things,IOT)是由国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)于2005年所提出,指出除了人跟人之间可以经由过程收集互相接洽外,人与物品或物品与物品之间亦可以经由过程收集互通信息(参3)。物联网的架构可分为“时光”(Time)、“地点”(Place)与“物品”(Thing)三个维度,创造出所有物品皆可在任何时光、任何地点互相沟通的情况。对于强调安然与削减盘剥的城市农场而言,如不雅可以应用物联网来协助进行临盆、流畅、发卖与推广,便可以重建人与人、物与物及都会粮食收集的关系,让城市与农业进行有机融合。达到临盆与流畅过程可追溯化、透明化、标准化与规格化(四化),花费者或食用者买的安心与吃的安然(两安),两安与四化可以说是物联网应用于城市农场最终要杀青的任务。


    1、射频辨识技巧(Radio-frequency Identification,RFID)-用于个别农产品、临盆单位或小区人员成分辨识与产销经验记录。

    2、无线传感收集(Wireless Sensor Network,WSN)-结合传感器(Sensor)与无线收集,供给临盆与流畅情况数据,例如温度、湿度、光量与影像等。这些信息可以让花费者懂得大年夜田间到餐桌的完全变更,让临盆者得以分析与改良临盆方法。

    3、移动技巧-为合营都会生活脚步,让信息可以在任何时光与任何地点互相沟通,那就须要移动技巧,例如手机、平板电脑等,今朝这些都已具备移动收集通信与信息处理分析的才能。

    4、微型化技巧-为了让全部过程能无声主动进行与便利操作,传感器、RFID、移动装配等,都须要合营进行尺寸缩小或微型化。

    物联网应用于城市农场之整体运作架构如图3所示,应用RFID技巧在临盆、流畅与发卖阶段标定个别物品(可所以农场、作物、牲畜、加工品等)与记录物品经验信息,搭配WSN汇集物品全部生命周期的情况状况,经由过程无线收集将上述数据储存于云端数据库。这些数据经由分析可以协助临盆者快速精确知道农场的情况及临盆对象的状况,赞助建立有效的临盆与功课规画;让花费者能经由过程收集或移动装配快速知道物品是在哪里被若何临盆的信息,进而安心的采购与食用;再者协助产生食物安然问题时得以追溯到问题根源;最后可以结合社群收集,进行串连邮攀扩散式营销。这些信息最大年夜的意义,并不是要教导社会大年夜众临盆常识,而是要让花费者感触感染到临盆者负责的立场,完成“两安”与“四化”的任务。
    将来瞻望与结论
    2、建置成本高-因为无法包管100%辨识,普及性不佳,致使现阶段相干设备与体系的价格仍偏高,让多半的应用还逗留在实验室阶段与筹划性质。

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    图3、物联网应用于城市农场之架构图

    应用上问题

    城市农场与物联网两者可说是相辅相成,城市农场因为物联网的协助加快了信息的透明、流畅与再应用,物联网因为城市农场得以加倍无远弗届。以往很多研究与申报也都提到过物联网在农业上的应用,但多半指的都是传统的农业临盆情况,起重要面对的就是收集与电力两个大年夜问题;但当情况改变成都会农场时,上述两个问题就不存在,便可以将重心放在物联网的联络议题上,思虑怎么样可以让信息贯穿连接的更完全、更快速、更广泛与有效再应用。

    但如不雅要将物联网应用在都会农场上,仍然存在着几点待冲破的瓶颈,包含有:

    要杀青上述任务,物联网须要有四项核心技巧,包含:
    1、无法包管100%辨识-物联网重要经由过程RFID技巧进行个别物品辨识,但RF的讯号轻易受到含有金属和水份(农场情况特别是)的情况所干扰,尤其是在超高几回再三段。实际的应用效不雅老是不如预期的主动化,阻碍了应用的普及,导致设备成本仍然居高不下,此部分如有待硬件技巧上的冲破与克服。


    3、情况前提变更大年夜-农业情况经常是温湿度变更大年夜的情况,若何能确保体系能在如许恶劣的情况中长时光应用是ㄧ大年夜问题,导致于客制化比率过高。
    4、标准尚未完全同一-若要将物联网技巧应用于农产品的临盆与流畅追踪上,部分的技巧标准尚未完全确认,应用上如有整呵9依υ题。 城市农场与物联网两者可说是相辅相成,城市农场因为物联网的协助加快了信息的透明、传递与再应用,物联网因为城市农场得以加倍无远弗届。对于强调安然与削减盘剥的城市农场而言,如不雅可以应用物联网来协助进行临盆、流畅、发卖与推广,便可以达到重建人与人、物与物及都会粮食收集的关系,让城市与农业进行有机融合。


    5、应用上多半须要加上传感器-多半农业上的应用须如果与传感器整合,今朝最大年夜问题仍在于传感器的尺寸与精度、讯号若何有效的传送、应用寿命等问题。

    6、尺寸大年夜小与摆放方法-农业上须要面对很多的活体,例如猪或海鲡等生物,如安在此些活体上标定RFID标签仍然还在研究阶段。这些活体都邑晃荡与成长,若何经由过程物联网技巧进行有效的辨识、追踪与数据记载,则还有待研究与冲破。

    7、频率问题-美国食物暨药物治理局(Food and Drug Administration,FDA)实验应用超高频攫取器,持续对一瓶装满胰岛素的药瓶持续攫取1小时,发明温度升高1 °C。如许的实验没有任何结论,只是一个事实的陈述。就像大年夜家评论辩论与辩论已久的大年夜哥大年夜电磁波,到底有没有害?今朝尚未竽暌剐一个定论。但农业应用的场合上多半是有活体的情况, RFID到底对此些活体有没有影响?如有待进一步实验证实。


    物联网在城市农场上的应用,可强化供给链的治理、有效晋升物流治理效力,赞助农业转型与成长农业品牌。例如推动中的农产品产销经验,若完美导入物联网,除了对于节俭人力资本竽暌闺晋升效力相当有赞助外,完全的个别记载,对于农产品的安然也可望严格把关,协助建立现代化城市农场。

    然而,物联网应用于城市农场上仍存在着一些障碍,包含居高不下的成本、初期投资费用高、RF技巧无法100%辨识、技巧标准尚未同一,与设备及数据治理等问题。此些问题让今朝的应用仍逗留在筹划示范阶段,尚未真正导入实际运转应用。但跟着技巧与标准的精进及环保意识昂首,将来物联网真正落实袈溱城市农场上是指日可待。
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