智能农业论文范文

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2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距

2.1兵团农业机械制造智能技术现状

近年来，虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术，像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上，且已经引进了CNC加工中心，企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统（ERP），以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资，且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人，大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比，仍在许多方面存在着较大的差距。

2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距

2.2.1管理

内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理，对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视，并对生产模式加以完善，力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES（制造执行系统），该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务，通过精细排产，得到可执行的工序级生产排程，并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计，以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段，大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段，是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。

2.2.2技术设计

内地优秀的农业机械专业化厂家对设计方面要求严格，且更新速度较快。由于大量采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），部分大型企业甚至已经开始脱离图纸进行设计和生产制造。而兵团农业机械制造企业，对于计算机辅助设计技术的使用尚比较局限，使用水平有待提高，兵团农业机械制造业技术发展推动力不足。

2.2.3制造工艺

内地农业机械专业厂家比较广泛的使用数控加工，许多新型的加工方法，例如：激光切割、高精密加工、复合加工技术等也得到广泛应用。然而这些新型技术在兵团农机制造企业基本没有应用，有的甚至还在企业议程之中，使得兵团农机机械制造技术仍然处于低水平状态。

3发展建议

3.1系统优化

农业机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求较高。在采用高速控制系统的同时又改善了机床的特性，使得机床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不仅仅指机械本身，还有群控系统的柔性，数控系统的本身就是采用模块管理的方式进行管理，裁剪与组合性比较强，能够满足用户的不同设计和需求；群控系统则是根据制作流程的要求不同自动进行修正和调整，使得群控系统的效能充分发挥出来。为了适应快速变化的社会市场环境，仅有柔性化是不够的，机械制造智能化也需要不断升级改造以适应当今科学技术的不断发展和提高，只有具备了智能化才能应对更加复杂的市场发展环境。

3.2多媒体技术的应用

在智能化的数控系统中要做到用户界面的图形化、科学计算的可视化与多媒体的结合和应用。用户界面是系统与使用人员之间的桥梁与窗口，由于使用人员的要求不同和专业性差异，给计算机软件的开发与研制带来了较大的难度，采用图形化用户界面后，使用者在使用时较为方便。科学计算的可视化可使可视信息直接使用，比如说图像、动画演示等。可视化技术的应用与计算机的虚拟技术环境结合起来，使智能化领域又进一步得到拓宽。而计算机、声像以及通信技术完整的结合便形成了多媒体技术，它使计算机拥有了综合处理数据的能力。多媒体在智能化数控领域中可综合化、智能化地处理信息，在现场监控系统中也有着重大的应用价值。

3.3体系结构的优化

在农业机械制造过程中，改善和发展体系结构较为重要。首先，企业数控机床占用比例应不低于50%，使智能制造系统应用效率达到基本要求。在此基础上集成企业CPU资源系统来提高集成度和运行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPRD、CPRD以及专用集成电路ASIC芯片的新一代PCNC数控系统，并应用LED平板显示器平台，以实现超大尺寸的显示传导和发散信息。采用增强集成电路的密度来改进性能，使组件的尺寸减小，可靠性提高。其次，硬件的模块化使数控系统的集成和标准化更加简单和方便。如显示器、CPU、输入输出设备、以及存储器等最基本的模块，都可成为独立的载体，在通过不同方法的组装、搭配以及减持和增加以便构成档次和功能不一的数控系统。最后，通过系统中心枢纽对机床进行网络化，通过机床联网的手段，可以在任意一台机床上进行多台操作，使不同机床的画面在同一台机床的屏幕上出现，实现对机床的远程控制或者是无人化操作。将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服系统、自适应控制动态数据管理及刀具补偿、动态仿真等高新技术融为一体，形成严密的制造过程闭环控制体系，使产品制作过程灵活多变，以适应当前农机市场多品种、多批次的市场需求。

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英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ

1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1

2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1

2.1美国………………………………………………………………………………………1

2.2英国………………………………………………………………………………………2

2.3德国………………………………………………………………………………………2

3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2

4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3

4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4

5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4

5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4

5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5

5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5

结语…………………………………………………………………………………………6

致谢………………………………………………………………………………………7

参考文献……………………………………………………………………………………8

摘 要

数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。

关键词：数字农业；农业信息化；发展策略

Abstract

Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.

Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy

浅析“数字农业”发展趋势与策略

1“数字农业”的内涵

“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前，学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业，精确农业，“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化，在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用，代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用，并且不断的提高现代农业产业的数字化水平，支持农村战略的实施。

2国外“数字农业”关键技术发展与应用

2.1美国

美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上，已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起，美国已开始应用数字农业技术，包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等，对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用，智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统，基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统，用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理，可绘制农场产量的“数字地图”，在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65％以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下，美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接，应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外，美国也已形成完善的技术服务组织网络，美国服务类企业与公益机构可为经营主体提供较为完善的技术服务，例如美国农业技术服务组织（FSA）为农民提供丰富的信息。

2.2英国

英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备，互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上，精准农业技术得以实现在农业的全方位应用，如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等；英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统，借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案；智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统，能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业，同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》，提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业，从而提升农业生产效率，如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。

2.3德国

德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下，德国积极发展高水平数字农业，在农业生产高度机械化的基础上，建立完善的计算机支持和辅助决策系统，提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发，并由大型企业牵头，如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局，已在60多个国家提供数字化解决方案，并旗下Xarvio品牌推广数字农业，通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息，帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术，实现收割过程的全面自动化。

3我国发展“数字农业”的紧迫性

今年虽然受到疫情影响，但我国大部分农产品仍然是一个“大年”，怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题，把农货顺利卖出去，让农民实现丰产又丰收？加速数字农业发展是不二法门。

农业长期保持着传统形态，技术进步一直较慢，特别是进入信息化时代后，农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起，越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术，实现了智能化、数字化重塑，生产率大幅度提高。2019 年，我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%，但农业只有 8.2%，数字化改造的空间很大，需尽快赶上信息社会的发展步伐。

农业数字化转型是农业现代化的必然选择，也是破解目前农业难题的一剂良方，瞄准这个主攻方向，无疑将为农业高质量发展提供新动能，给予农民更多获得感。对广大农民来讲，农产品销售难的问题最头疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说，农业数字化水平滞后，农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然，加快技术与传统农业的融合，打造数字农业，对产业链进行全方位的数字化改造，使得传统农业脱胎换骨，插上科技的翅膀腾飞，已成为农业发展新趋势。

4“数字农业”的发展趋势

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实

物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平，实现了整个农业生产过程的数字化控制，实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中，重点是如何精确控制生产环节，例如育苗，播种，施肥，灌溉和病虫害防治。当前，荷兰，日本，以色列和其他国家正在使用大数据，人工智能和信息技术来促进数字化，精确化和智能化作物种植的发展。

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛

电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如，美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台，该平台整合了有机农业的上下游，并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统，使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品，例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下，可以快速送到消费者家中，从而大大提高农产品物流的效率和质量。

值得欣喜的是，近年来，全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源，重构产业链，培植人才，发力促进农产品上行。以河北省为例，近年来积极引入农业电商龙头企业，与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作，持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域，合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到，利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源，将需求传导给供给端，有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下，传统农业的“痛点”也得到有效解决，进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。

随着电商农产品销量的快速增长，广大农民亦受益匪浅，农业生产模式发生重大变化，以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流，精准种植、数字营销提升了农民收入水平，促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区，数字农业重塑产业链，帮助贫困户掌握技术、融入市场，实现了造血扶贫。实践证明，此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如，拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定，荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底，拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人，累计带贫人数超百万。

4.3农业多元化公共服务将更加完善

通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务，农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展，在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。

5 “数字农业”的实践策略

5.1实现农业农村业务数字化和可视化

加快建立涵盖农业资源，农村产业，生产管理，产品质量，农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据，获取耕地资源，渔业水资源，粮食生产功能区，现代化农业园区，特色农产品优势区，特色鲜明的农业村庄，生产经营实体，村庄分布等数据。地图存储在数据库中，使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统，现场定点监控系统，集成的遥感信息，无人机观测和地面传感器网络，可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布，重大自然灾害和其他动态空间图，形成了一个一体化的全域地理信息图，为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。

5.2推动数字农业技术创新

创新，始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴，离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资，随着农业新业态新模式竞相涌现，数字经济发展红利惠及三农必将更加给力，而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用，促进数字农业领域的“产学研”合作，并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发，精确操作和智能决策的数字化管理，智能设备的变量修改和应用，农产品的灵活处理，区块链等技术，3S 加速，智能识别，模型仿真，智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用，了解数字农业技术标准和规范体系的建立，数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。

5.3 提高农业农村经营管理数字化水平

当前，就中国电子政务项目的发展而言，农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时，这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此，有必要进一步扩大移动互联网技术，云计算，大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用，并通过建立灵活，便捷，高效，透明的农业生产经营管理体系，为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开，政府公共关系，信息服务，办公室工作等方面，充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能，提高了园艺，畜牧，水产品，田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求，以提高劳动生产率，研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械，并进一步促进农业“机器换人”。

结 语

数字农业的发展实现了对农业生产的自动，精确控制，智能和科学管理，提高了农业的可控性，降低了生产成本，并减少了环境污染，使农业向精准，环保和可持续的方向发展。此外，农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素，可以简化交易联系，提高交易效率，降低成本，消除农民对库存余额的担忧，并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制，内容的选择空间也越来越广，这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。

致 谢

在这篇论文的撰写过程中，我遇到了很多的困难和障碍，但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助，不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识，让我非常感动，在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!

同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友不吝批评与指教。

参考文献

[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .

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农业信息化是运用现代信息技术和信息系统为农业产、供、销及相关的管理和服务提供有效的支持,并提高农业的综合生产率和经营管理效率的相关产业总称。通过农村电子商务平台建设,促使电子商务高效、快捷的信息流和资金流以及信息化物流等优势渗透到农产品生产流通的各环节中。

农村经纪人在农业经济活动中为促成农产品流通,通过居间、行纪或者等形式,为农产品的供求双方搭建桥梁,实现了农业生产与市场需求产生实质性的衔接。

电子商务在工业生产和制造中,已有广泛的应用,其模型也日趋成熟。针对农村经纪人在商品流通中的特殊地位以及在市场中对商务信息的需求,规划农村经纪人电子商务系统模型,开发农村经纪人电子商务系统,促进农村经纪人参与电子商务活动,充分发掘农村经纪人的潜能。

二、农村经纪人电子商务平台建设现状

长期以来,国内外就农村经纪人的发展、农业信息化、电子商务等方面都有积极探索,但由于农村覆盖区域广、市场范围大、市场需求小、技术力量薄弱等各种原因,上述三方面并没有有效整合,表现为以下几个方面:一是农村经纪人在发展的过程中,习惯于采用传统的手段去收集、处理信息,导致他们在信息社会中难以准确把握商机。二是农户自身信息基础薄弱以及农村人口众多,全面提高农户的信息化素养也不是一蹴而就,优先培育农村经纪人信息化素养可行而又迫切。三是工业中的电子商务系统与农业中的电子商务系统在产品、使用对象的需求、竞争环境等方面都不同,需要根据农村特有环境设计电子商务系统模型。

三、农村经纪人的电子商务系统模型

农村经纪人的电子商务系统实质上是一个综合的信息管理系统,简称CBEBS,主要为农村经纪人服务。

农村的特点是地域广、信息资源丰富、系统使用频度低、对政府的依赖性强,因此,在设计农村经纪人电子商务系统时,要充分发掘现有的资源,特别是硬件资源。

1.CBEBS模型

根据农村的实况,设计其网络模型如图1所示:

CBEBS网络模型在空间上采用两层模型:上层为主站系统,下层为终端服务系统,主站系统服务器存储相关站点的链接和相关数据备份;终端系统根据客户群体分为两种,产品供给客户(农村经纪人)系统和产品销售客户系统,其中,产品销售客户系统比简单,本论文在CBEBS终端系统模型中只讨论农村经纪人系统模型。

硬件系统中,由于农村经纪人在推广农产品市场、促进新农村的经济建设与政府建设社会主义新农村目标一致,借助政府网络和农村校园网络(教育信息化已使校园网络建设具有一定规模)建立农村经纪人的网络系统。

2.主站系统模型

  主站系统是链接经纪人与销售市场的纽带,是经纪人之间、经纪人与销售市场之间进行信息公共交换的平台,同时也是维持整个CBEBS的稳定的关键系统,为使系统在访问、控制等方面具有准确性、高效性和稳定性,系统根据角色进行访问控制,其角色分为:管理员角色、经纪人角色和市场客户角色,主站系统根据访问系统的角色提供个性化服务。

此外,为促进经纪人技能的提高和业务的发展,系统还提供信息搜索功能和BBS论坛等主站系统和终端系统之间提供信息上传和下载、支持公用信息和经纪人终端系统的链接访问、备份经纪人终端系统的重要信息等功能,当经纪人系统一旦出现故障,主站系统提供数据进行恢复。

3.终端系统模型

CBEBS主要为农村经纪人服务,充分发挥农村经纪人的作用解决农产品销售问题是加速社会主义新农村建设的一个重要内容,因此,本论文主要讨论的终端系统模型是农村经纪人的终端系统(简称CBES)模型。

一般地,由于农业产品的长周期性、季节性,农村经纪人通常不会放弃已有的产品市场和生产技能熟练的农户不断去开发新的品种,农村经纪人的活动具有重复性,经营产品也具有相对稳定性;但农产品之间的替代品或互补品等特点,农村经纪人对产品经营又具有小范围内的多元化产品经营。通过相关产品链结促进产品宣传。

根据农村经纪人在农村中的特殊地位和作用,CBES系统支持经纪>！

四、关键技术

农村经纪人由于自身环境的局限性,要求CBEBS具有高度智能性,其实现过程主要依赖于计算机领域的组件技术、人工智能技术和信息安全技术。

组件技术是一种较新的软件开发技术,它是指用可重用的组件来构造应用程序。本文主站系统在设计过程中,使用组件技术现将CBES常用内容设置成组件,CBES建立时直接对组件进行引用。

人工智能技术是系统自动化、智能化管理的重要保障。作为人工智能技术的主要表现方式之一的智能Agent 是系统自动化、智能化管理的重要内容,CBEBS多处使智能Agent,如:监控CBES运行、经纪人需求进行分析并提供个性化服务和产品推荐等。

此外,CBEBS作为信息系统,其信息安全也是系统的主要内容。CBEBS实施信息分类管理,根据角色对信息进行访问控制

,对注册账户采用实名制进行管理;根据CBEBS各类信息公开程度不同,设置不同的信息安全等级,系统采用防火墙对数据进行保护,避免信息在非权限范围内进行读写;在使用数字签名技术对数据进行加密传输,防止信息被伪造或截取。 五、实验与评价

根据上述的分析与设计,实验采用JSP作开发工具,JAVA作开发语言,采用Agent Builder pro 1.3开发智能Agent,服务器用 Apache Tomcat 5.0作JSP引擎,SQL作数据库。

限于篇幅,论文介绍CBEBS的角色访问控制的实现,CBEBS的大部分功能采用按角色控制访问,访问者必须登陆才能使用相关服务。如图2所示:

图2 CBEBS的角色分类访问控制界面

根据角色对系统进行控制访问,有效的保护信息安全;并且,系统可以根据访问者的情况,对访问者的行为进行观察,并为访问者提供个性化的信息服务。

CBEBS模型研究和主体功能的模拟,对研究农村信息化建设和经济建设开辟了一个新的领域。CBEBS模型乃至整个系统带来的经济效益在短期内反应不明显,因为作为新生事物的CBEBS本身存在一个推广的过程,但就长期的经济效益而言,其价值表现为:

1.Alibaba在推行电子商务过程中,从2002开始赢利,2005年实现了每天纳税100万;同为电子商务平台的CBEBS的主站系统其经济效益显而易见。

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中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0141-02

随着计算机信息技术的发展，我国传统农业正在加快向现代农业转型，而智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。智慧农业将农业看成一个有机联系的系统，依托嵌入式技术、感知技术、互联互通技术、智能化技术等综合、全面、系统地应用到农业系统的各个环节，使得农业系统的运转智能化、多功能，大力推进农业科技创新。

智慧农业所涉及的关键技术包括嵌入式技术、检测技术、通信技术等。嵌入式是当前发展最快、应用最广、最有发展前景的信息技术应用领域之一。目前，许多高等院校的计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程，也在逐步完善适应社会需求的嵌入式系统的教学体系。本文基于智慧农业背景，结合都市型现代农业开设嵌入式课程的经验，对农林院校嵌入式课程教学改革进行了探讨。

1 智慧农业物联网嵌入式系统

智慧农业是最近兴起的一个概念，出现的时间很短，目前还没有一个公认的定义。中国农业大学李道亮教授认为： 智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优为目标，以农业全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态。

要建设智慧农业，就要依托物联网等先进的科学技术。物联网（The Internet of Things，简称IOT）的概念是在1999年提出的，2005年国际电信联盟（ITU）的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，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。

智慧农业物联网唯一的物联源头是嵌入式系统。随着嵌入式系统的各个领域应用需求的多样化，嵌入式技术已成为当今电子技术发展的主流。

本文基于嵌入式技术，针对农林院校计算机专业嵌入式系统方向课程体系的特点， 通过一系列教学尝试，对计算机专业嵌入式系统方向的课程体系建设进行了一些探索，使学生在保证专业原有课程的基础上，根据专业方向的不同，侧重点有所差别，将智慧农业贯彻课程体系始终，使学生在软件和硬件设计方面都得到很好的锻炼，最终为都市型现代农业培养全方位的信息技术人才。

2 嵌入式课程体系建设

（1）我校计算机专业嵌入式系统方向培养和教学目标。

我校计算机专业嵌入式系统方向培养目标培养侧重嵌入式软件设计开发的嵌入式系统开发人员。根据学生的接受能力，嵌入式系统的学习体现层次性、渐进性、注重实践性，尤其侧重培养在农业领域中的嵌入式系统应用能力。（图1）

嵌入式系统课程体系的设置体现“注重工程能力培养的嵌入式系统人才知识体系”，学习侧重嵌入式软件设计部分。嵌入式系统教学体系教学目标是掌握四个“1”，即“一种主流嵌入式微处理器、一门开发语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具”，嵌入式开发语言主要有汇编语言、C和C++语言、Java语言等；嵌入式操作系统主要有Windows CE、Linux等；集成开发工具主要有Windows CE开发工具、ADS等。

（2）嵌入式系统课程体系。

北京农学院计算机与信息工程学院自2011年设置了计算机专业嵌入式系统方向，根据自由选择的原则在大学三年级实施特定方向培养，同期购买了30套嵌入式开发实验平台设备，可实现每人一台的教学环境。

嵌入式系统课程体系大致可分为：基础课程、专业基础课以及专业课。

基础课程在大学一、二年级开设，主要学习理工科的一些基础课程，如高等数学等。

专业基础以及专业课的开设时间以及内容如表1所示。需要特别说明的是根据我校“3+1”本科人才培养模式，大学前六个学期完成的是课内学习，旨在掌握较宽厚的基础知识和扎实的专业知识，最后一学年有计划地到校内外实调基地进行为期一年的实践和实训，所以第七学期和第八学期是专业实习和毕业设计实习环节。

嵌入式导论课程：介绍嵌入式的主要应用领域、嵌入式软件开发的基本概念、嵌入式软件开发的基本流程和基本方法、嵌入式系统的特点。

嵌入式操作系统课程：介绍嵌入式系统基本知识，嵌入式操作系统与通用操作系统的差别。结合典型的嵌入式操作系统对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等内容进行介绍。我校根据具体情况选择、Linux、WinCE等嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础：介绍嵌入式系统体系结构、嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等。通过该课程的学习，学生了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础，掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，学生能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言：介绍Java语言的体系结构、Java语言的基本概念和程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法。培养学生的编程能力，使学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术：介绍键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口。

嵌入式高级编程：介绍Android嵌入式开发环境搭建的方法，项目结构；Android的体系结构，嵌入式软件开发流程；嵌入式特性开发，多媒体开发，数据存储开发，联网开发等开发方法，学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

3 嵌入式课程实践教学

（1）层次化实验实践教学。

实验室选用UP-Magic6410嵌入式实验开发平台，着重培养学生在该平台下进行嵌入式Linux程序开发的相关环境搭建与软件设计方法的能力。针对各模块以及嵌入式系统的应用背景，按照由浅入深，不同课程层次对应不同实验项目等原则，组织设计了三个层次的实验，循序渐进，逐步提高，以满足不同阶段的实验和实践需求，分别为涉及嵌入式导论的基础性实验、涉及嵌入式程序设计基础的实操性实验、设计嵌入式高级编程的提高性实验。基础性实验多以理论验证为主，在于学习方法；综合性实验和提高性实验则多以应用为主，在于提高能力。三个层次的实验教学内容，为学生提高了动手能力，进一步的实践开发和毕业设计打下了良好的基础。

（2）通过项目案例，强化实践教学。

首先，依托教师实际的科研或工程项目，教师在实验课程实施时，可以按照模块化将案例的分解到各个部分，鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评价，变被动知识灌输为主动探索思考，使教学理论知识与科研实践有机地结合在一起。

其次，在设计综合课程设计等综合性实验时，结合教师实际的科研或工程项目，在强调基础性知识掌握的同时，鼓励学生创新的综合设计。使得学生既掌握了一些具体的通用的嵌入式系统的开发方法，也能发挥主观能动性，独立设计并实现较完整的嵌入式系统，激发学习、创造热情。在课程设计综合实验中，考虑到学生水平差异，按照“自由组合、自主选题”的原则，要求学生课外查找资料进一步地学习，引导学生进行主动性学习，对某些问题进行深入的分析研究，进而提出自己的设计思想，此环节中设计思想的原创性也将作为课程考核的重要内容。

（3）鼓励学生参与科研项目，注重培养创新能力。

通过项目实践来锻炼和提高学生动手能力是非常重要的。我校实行导师制指导学生，在参与教师科研项目的过程中，本科生导师负责学生在整个科研期间从理论到具体操作的各个环节的指导工作，加强了指导力度。

学生在家禽食品安全追溯系统的嵌入式系统应用项目中，教师组织学有余力的同学成立兴趣小组，直接参与到前沿的课题和项目中去，将食品安全追溯系统按照生产链的六个环节分解成若干子题目，交由各兴趣小组，模拟项目的形式实践开发，真正做到“在学中做，在做中学”，以务实的项目培养学生的实践科研能力。

（4）鼓励学生积极参与课外科技活动。

近年来，高等院校加大了学生的课外科技活动开展的力度，笔者指导的学生参与了北京市大学生科研计划，利用嵌入式平台，对温室环境等参数检测，进而对温室大棚实现智能化控制，学生在该课题中，运用所学理论知识，系统的完成了整个项目，获得了北京市大学生科研计划成果二等奖，尤其值得一提的是，毕业的学生在担任京郊村官期间，将课题成果应用于所服务的村镇，取得了良好的效果。实践证明，鼓励学生参与课外科技活动，将会拓展学生的知识体系，并学以致用，对进一步提高学习兴趣以及培养合作精神发挥了至关重要的作用。

（5）做好毕业设计及毕业实习

我校实行的是采取“3+1”人才培养模式。以往学生在第八学期进行毕业论文和实习，部分学生在校内机房根据教师给出的题目完成毕业实习和设计论文，学生如果不走出去。就无法完成理论与实践的有机结合，部分同学虽然通过实习单位的学习完成毕业论文，但是毕业设计和论文的时间和质量也难以保证。因此，我们将毕业论文提前到第七学期安排任务，进行设计、论文的前期准备及调试工作，既可以保证充分的毕业设计时间又可以提高学生专业课的学习兴趣和主动性，做到有的放矢.提高设计.论文和专业课的学习质量。

针对在校学生缺少行业背景知识这一缺点，在教学中大力开展了与企业的合作，直接把学生派到相关企业进行实习和毕业设计，使得培养的嵌入式人才能够适应企业的需要，目前我院已经建立了中软、中国农业科学院信息所等校外实习基地，并签订了相关的实习协议。一方面学生在实践工程项目中完成毕业设计和论文，综合能力得到极大的提升，另一方面用人单位在与学校合作办学的过程中也为自己培养了急需的技术人才，实行了定单式培养，最终构筑高校.学生和企业获利的共赢平台，从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。从以往经验来看，选择嵌入式系统开发课题并能按时保质保量完成课题的的学生知识面更广，就业面更宽，既可以从事软件开发，也可以适应硬件的开发工作。

4 结语

嵌入式系统作为应用性极强的课程，其教学体系建设是一项复杂而艰巨的任务，包括完整的课程设置体系结构、不断的丰富实践教学内容，获取更多的实践项目等内容。随着嵌入式在现代农业应用的迅猛发展，如何真正立足于农业院校发展特色，培养高素质嵌入式系统农业信息化人才，将是我们今后教学的方向和努力目标。

参考文献

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[3] 柳翔.嵌入式软件工程人才培养的探索与实践[J].计算机教育，2005，11：55-57.

[4] 马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2008（11）：5-8.