农业物联网发展现状范文

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中图分类号 F323.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）22-0337-02

当前，物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第3次浪潮。随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农业生产环境的影响，为动、植物生活、生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，可以在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产，实现科学监测、科学种养，极大地促进了现代农业发展方式的转变。

1 姜堰市农业物联网技术应用现状

1.1 农业物联网技术应用具有良好的基础

一是农业信息化基础设施初具规模。目前，全市16个乡镇（区）所辖262个行政村全部实现光纤有线电视网、互联网“村村通”，宽带覆盖率达到100%，计算机、电话、手机等信息工具逐步普及，计算机网络、有线电视和有线广播已成为主要的信息网络。二是农业信息化服务体系不断完善。全市已形成“市有信息中心、镇有信息服务站、村有信息服务点”的3级信息服务体系和“电脑有网站、电视有影像、电台有声音、电话有应答”的“四电合一”农业信息网络服务平台，农业信息化已成为全市现代农业发展的助推器[1]。

1.2 农业物联网技术试点应用取得初步成效

物联网在高效设施栽培、畜禽养殖、大田作物精细栽培、农产品质量控制和可追溯体系的建立等方面都有极其广泛的应用前景。近年来，姜堰市在积极推进全市农业现代化发展进程中，不断创新农技推广新方式，积极研制引进信息新技术，推广信息化新成果，开展物联网技术应用试点工作。一是农业物联网技术在设施蔬菜生产中得到应用。2011年，市水乡蔬菜种植专业合作社投资60多万元，建立了泰州市首个设施蔬菜农业物联网系统，实现了信息技术与现代农业发展相结合。该系统通过传感设备实时采集温室（大棚）内的空气温度、空气湿度、光照等数据，由技术专家进行分析处理，可以实现远程自动控制湿帘风机、侧窗、遮阳设备等。二是专家系统在大田作物生产管理上得到应用。2004—2010年，姜堰市农业信息中心与北京中科院合作研制开发了“绿色稻米生产管理智能化专家系统”。该系统融合了人工智能技术、WEB技术、数据库技术，实现了规则库的规则全面与重点相结合、水稻生产中技术难点与普通管理技术相结合。该系统的研制与推广实现了全市信息技术在大田作物生产上的新突破，取得了新成效，目前累计示范推广面积达到6 666.67 hm2，实现增效10%左右。三是自动化节水灌溉技术在设施农业中得到应用。大伦绿色家园葡萄种植基地，采用现代化设施栽培方式种植优质葡萄，新建避雨保温联体双层钢架大棚14万m2，安装相应的滴灌配套设施500套，实现水、肥、药全自动化控制。四是智能化视频监控系统在养殖业上得到应用。江苏万维养猪场6幢1.3万m2标准猪舍，视频监控到每个猪舍、每头猪，实现猪场生产管理智能化。兴泰镇之春鸽业合作社建立了养殖、加工全过程视频监控系统，实现生产管理信息化、远程化和自动化。溱湖龙虾养殖基地、恒隆生猪养殖场等规模基地都已建立养殖环境视频监控系统。养殖环境视频监控系统的应用，不仅提高了全市规模养殖基地的管理水平，也为进一步推进物联网技术应用奠定了基础。五是农产品质量安全追溯系统框架已经建立。2011年，姜堰市率先建成农产品质量安全监测网。该监测网实现了全市各镇农产品质量安全监测站、农贸批发市场、“三品”生产企业（基地）等单位农产品质量安全监测数据联网和数据自动化统计汇总工作。监测网建成后，有效提升了全市农产品质量安全监测监管能力，提高了农产品质量安全水平和市场竞争力，同时也为全市农产品质量追溯系统的应用架设了框架[2]。

2 姜堰市农业物联网技术应用存在的主要问题

目前，物联网技术正在逐步被全社会认知、认可，农业物联网技术在实现农业集约、高产、优质等方面发挥着积极作用。姜堰市物联网技术在农业领域中应用刚刚起步，面临着诸多困难和挑战。一是广大基层农户、企业负责人以及基层农技人员对物联网技术认识程度不够，有的还停留在模糊概念上，对物联网在现代农业发展中的作用认识不足。二是物联网产业基础薄弱，物联网技术研究力量不足，财政性产业研发和技术应用资金投入不足。全市虽有极个别IT企业能够实施物联网技术项目，但是不具备自我研发能力。三是缺少起点高、辐射面广、带动作用大的物联网技术公共服务平台和高效的综合管理平台，信息资源共享不够，物联网成熟技术的先行先试推广应用比较困难。四是基层专职从事信息化技术服务人员匮乏，尤其物联网技术等新型信息技术适用人才更加缺乏。五是物联网技术平台后期技术、硬件维护成本较高，设备更新速度较快，后续资金投入较大[3]。

3 发展对策

3.1 加强组织领导

建设农业物联网技术应用示范工程是一项全局性的系统工程，也是推进全市农业现代化建设的一项重点工程。信息产业、科技、农口等涉及部门，要建立工作责任体系，明确相应的责任科室和业务机构，加强领导，统筹规划，分步分级实施，确保应用示范工程扎实推进。

3.2 落实资金保障

积极鼓励、支持互联网运行商参与实施物联网技术应用示范工程，实行“以奖代补”等形式鼓励农业企业、种养基地引进物联网应用技术；同时积极争取上级部门政策和资金的支持，依靠外力、外智、外资共同建设全市农业物联网技术应用示范工程[4]。

3.3 开展典型示范

分行业选择基础条件优越、智能化程度较高的规模种养基地开展物联网技术应用试点。

3.4 普及物联网知识

加大农业物联网技术宣传力度，通过电视、网络等媒体，采取多形式、多手段宣传和普及农业物联网知识，积极营造物联网技术的浓厚氛围。

3.5 强化队伍建设

围绕全市农业增效、农民增收的总体目标，培养一批基层农业信息员和物联网技术队伍，指导和协调全市农业物联网技术应用工作。

4 参考文献

[1] 李文清，郭宗良.物联网的成长与发展综述[J].网络与信息，2010（2）：27.

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农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加霜。中国农业需要变革，变革要从源头抓起。将物联网技术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支撑，是发展“智慧农业”的核心。

一、中国农业发展现状

我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平的30%和25%，且现有耕地中2/3是中低产田，农田灌溉水的有效利用率只有30%～40%（发达国家已达50%～70%）。化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚至要低一半以上，21世纪我国人口增长和土地资源减少的矛盾不可逆转。我国农业信息技术经过多年的研究，有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学管理、农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整，养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍未取得重要突破。

二、中国物联网发展现状

物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Enabled）的，如贴上RFID、条形码标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（Grand Integration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

物联网相关技术在中国已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来3年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、智慧城市、智慧医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。

三、物联网在农业中的应用

在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等设备，监测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，并通过基于Zigbee网络协议的无线设备将参数传送到标准网关设备，标准网关通过GSM、CDMA或者以太网将数据发送到服务器中进行分析控制，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行检测控制。采用无线网络传递测量得到的农作物的各种参数，可以为精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

下一步的目标是一方面加入更多不同种类的传感器采集数据并加大采集频率，另一方面在云平台侧建立更多的数学模型，摸清不同地区、不同季节、不同农作物的最佳养殖规律，达到最优化品质、最优化质量的产品，并建立突然预案应对突发天气情况和其他一些突然情况对农作物生长的影响。

四、小结

与传统农业不能适应农业持续发展的需要相比，智慧农业可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

参考文献

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中图分类号：F124.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032065

随着经济的发展及计算机技术的应用扩展，农业生产从传统的人工种植，发展到现在的基于物联网技术的现代化设施智能农业。现代化的物联网农业是市场化、集约化、智能化、国际化的必然农业产业形态。物联网技术给与农业生产赋予了生命的气息和人类的智慧。

物联网是一种由多种信息技术融合而成的新型技术体系，继计算机、互联网之后的第3次浪潮。物联网融合了射频识别技术、无线传感技术、全球定位等技术，将物与物进行互联、相关信息的交换、监控、管理，并通过定位系统智能识别和追溯。因此，物联网在农业中的应用，加强了人类与农业的信息沟通，在动态的生产过程中，对农业生产有更加精细的认知、管理并控制农业生产中的各要素，加强人类对农业生产的调控及突发事件的处理。我国是农业大国，农业的生产与农产品的质量具有十分重要的地位，因此对于农业生产的研究也十分重视，因此，物联网技术作为新兴的技术，在多个领域的应用都取得了良好的成果。因此对农业物联网在农业中的应用进一步推进了农业的发展，并且已经成为我国农业信息领域发展的重要手段。物联网技术在农业中的应用，减少了劳动力，提升了农产品产量，使得农业从传统的人工种植，转变为高效、先进的现代化种植方式，提升了农产品的产量。农业生产是个复杂、难度极大的领域，生产过程中的各种因素都可能影响农产品的产量及质量。农业物联网已经成为物联网技术研究的一个非常重要的部分，从种植业、到养殖业等都受到了世界的关注，对其研究也日益深入。本文结合当今农业物联网发展及关键技术在关键环节的应用做出了阐述。

1 农业物联网发展现状及存在的问题

1.1 国内外发展现状

随着物联网技术在农业中的广泛应用，在互联网、数字技术以及传感技术的发展带动下，新工艺的传感器不断涌现。逐渐向嵌入式、智能化、集成化且微型化发展。目前，在传感器技术和制造工艺方面，美、日、德处于国际领先地位[1]。农业传感器技术的迅速发展，专业化程度越来越高。农业传感器的生产包含了土壤传感器、气象传感器、水体传感器、植物传感器等，随着人们对土壤重金属含量的关注，随之产生了土壤重金属检测传感器。各种精准的传感器的生产，越来越符合农业生产的复杂环境，各种检测的传感器，为农业生产数据采集提供了强大的支持。农业物联网中Zigbee无线网络实现了无线自组织数据传输，与RS485总线结合，是无线和有线数据传输有效融合，保证数据的远程传输的便捷性，稳定性。在智能控制方面，物联网的核心控制芯片研发取得了优异的进展。核心芯片融合了无线传感、控制、通信及数据处理等能力。在农业生产中的实时检测方面，20世纪70年代，国外开始对农作物生长监测进行研究并取得一定的成果，特别是欧美发达国家，如美国、荷兰等实现了机械化。欧美等国家利用卫星对大田种植进行精准作业、监测及水肥等智能监测，同时也建立了完善的生产过程。美国的农业物联网技术应用最为领先。大农场的构建采用了精准的农业模式，可以实现自动的杂草识别、精准施肥，大型的精准喷灌等。美国有15%以上的农户在农业设备上安装GPS系统，实现精准的定位。信息技术的发展推动着发达国家对农业物联网应用的健全和完善，在监测和智能管理的基础上，融合了人工智能技术，提升了传感器采集来的数据的利用，通过人工智能技术实现预测等功能，将农业物联网技术、在监测和控制的基础上结合了专家系统，有助于种植者的种植经验的提升和作物的精准管理。农业物联网技术的应用，在很大程度上推动了农业的发展。

1.2 农业物联网应用中存在的问题

我国农业物联网的应用和技术处于初级阶段，在农业生产过程中，由于大田等开放式农业生产环境的复杂性，因此在农业物联网技术在农业的应用过程中，仍然存在一些问题。在农业生产过程中的信息感知技术仍有待提高。在农业物联网的应用过程中，信息感知技术是智慧农业中非常重要的组成部分。在传感器的种类上有待增加。在农业生产过程中，农作物在种植、生长等过程中受到各种因素影响，现今比较成熟的传感器主要有光照、温湿度、pH值等传感器，而对于作物的生理生态信息、植株形态等的传感技术还不够完善[2]。在传感技术方面，传感器设备种类不够全面，不能够满足农业生产需求，精准度还有待提高。农业物联网安全方面也待提升，在完善传感设备、感知技术的同时，注重网络安全的管理。在信息处理方面，大量数据的采集和管理及分析也成为日后专家系统完善的依据，加强大数据的分析和算法应用，依据采集数据的内部联系的分析，推出做在生长过程中各种因素的关联性，为提前预测做准备。

2 物联网技术在农业领域应用

2.1 传感器技术

在农业生产过程中，影响农业生产的参数很多。包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度及作物生长的相关参数，而这些参数的采集均由传感器采集。传感器作为农业数据采集的最直接的部件，是农业物联网的基础。随着传感技术的研究和发展，传感器的发展逐渐向微型化、集成化发展。目前，生物传感器、微电传感器、物性型传感器应用最为广泛[3]。其中，物性型传感器主要是自身的材料敏感度的物理变化实现信号转变。而生物传感器是利用生物自身，将其作为敏感元件，根据其对外界的反应来传递信息；微机电传感器是新一代的研发技术，低成本、高可靠性、低功耗，同时传感器体积小，便于安放。各种传感器的应用有效的监测作物生长的相关参数。

2.2 信息传输技术

在农业生产过程中，生产过程的相关因素的监测是物联网农业至关重要的部分。国外的农业物联网的感知监测技术相对比较成熟，国内还在发展阶段。物联网应用过程中，数据的传输是至关重要的一部分。而无线传感网络是物联网中感知的消息传输的重要手段。在物联网的网络组建过程中是由有线网络和无线网络组成的。而无线网络是无线网络检测区较为灵活，便于管理的网络。在复杂的种植生产环境过程中，有线的网络不便于管理和布线。无线的传感网络可以在监测区域布置大量的传感节点，进行多跳式自组织成监测网络。无线传感网络构成的系统可以由无线网关、传感节点和监测中心3部分构成。作物生产需要监测的参数通过传感器节点进行采集和传输。例如土壤温湿度、空气温湿度及酸碱度等。

2.3 信息处理技术

在农业生产监控的过程中将会采集大量的生产数据，且数据具有实时、动态、海量等特点。信息处理技术就是负责将采集的数据进行收集和分析处理。利用数据挖掘等方式发觉数据内在的练习，进而发现数据间新的影响关系等。为后续的专家系统及用户的后续操作提供基础支持。信息的处理技术一般采用人工智能技术，对获得的数据进行数据的处理和分析。目前粗糙集、卡尔曼滤波[4]、动态贝叶斯等智能算法能够挖掘数据间的练习，并进行预测分析。对于海量的农业生产数据的存储、计算和相关处理工作，云计算技术能够有效的解决。同时大量涌现的云服务平台能够实现农业海量信息的存储及搜索、分析等服务。

2.4 射频识别技术

射频识别技术（RFID）是一种非接触式的自动识别技术。是物联网感知个体的主要技术。结合网络及相关通信技术能够实现全球的农产品定位和信息跟踪。射频识别技术在农产品质量安全及监测过程中起着至关重要的作用。能都对农作物进行农产品产地、加工、物流等进行全面的跟踪定位。射频识别系统的组成有3部分：电子标签、读写器及数据处理系统[5]。随着农业物联网技术的发展，射频识别技术仍有许多地方需要改进和提升。例如识别的精准度、成本及面临的信息安全等。

3 展望

物联网融合了多项的信息技术，本身就具有一定的复杂性。物联网在农业中的应用，不仅包含了自身的复杂技术，同时结合了农业生产过程中复杂的影响因素。未来农业中传感技术、定位技术、信息通信技术及云计算等将会贯穿整个农业生产过程，逐渐实现农业生产的现代化和智能化。但是，在农业物联网飞速发展的过程中，应关注农业物联网的网络安全，在完善农业物联网相关技术的基础上，更加要重视农业物联网的安全，加强安全的网络管理。农业物联网是农业生产新的变革，不仅有助于提升农业产量，同时也能够有效的提高农产品的质量，减少劳动力的付出，提高农民的收入。真正的实现农业的现代化和智能化。

参考文献

[1]唐珂.国外农业物联网技术发展及对我国的启示[J].中国科学院院刊，2013（06）：700-707.

[2]陈威，郭书普.中国农业信息化技术发展现状及存在的问题[J].农业工程学报，2013（22）：196-205.

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当互联网发展迈入3.0时代，农业信息化作为现代农业发展的核心要素，正加速向各领域覆盖渗透。2015年3月5日，总理《政府工作报告》首次提出“互联网+”行动计划。此后，移动互联网、云计算、大数据、物联网等新兴信息技术与农业跨界融合成为了现代农业发展的新模式与新业态。河北省农业发展的实践也证明，农业信息化已经成为河北省推动农业增效、农民增收和农业健康发展的必然选择。在这样的背景下，河北省可以将传统农业与“互联网+”进行融合，建立农业互联网思维，创造互联网渠道，打造互联网平台，形成“万物互联”的统一体，进而推进农业生产智能化、农业经营网络化、信息服务便捷化、行政管理透明化。当前，河北省生态农业存在着比较大的差异，现代农业建设运营也呈现出不同的方式，农业产业链系统效率低下，农业现代化程度有待升级。在国内和国外问题日益突出、现代农业发展国际竞争越发激烈的形势下，河北省必须把握机遇，以“互联网+”的理念推动传统农业发展[1]。国内外文献调研表明，国外相关研究主要集中在数据库与网络、精准农业、农业专家系统、虚拟农业、农业信息网络体系建设等方面，着重于资讯数据化、生产数据化、监控实时化的互联网技术开发；国内有关河北省农业信息化问题的研究集中在互联网思维、渠道和平台等方面，农产品电子商务运营模式是河北省农业信息化重点研究的问题，但农业生产智能化建设、农业综合信息服务系统建设，农业种植与知识数据化等工作进展缓慢。因此，河北省可以利用“互联网+”切入农业，重塑农业产业链的各个环节，通过精确农业、农业物联网、互联网云服务、大数据分析等实现农业生产技术等问题，对于打造农业互联网生态圈，实现整个农业产业共生、共赢、互利具有重要现实意义。

1河北农业互联网普及利用调查情况分析

本文研究的基本思路是按照提出问题分析问题解决问题的路径。在确定“互联网+”背景下河北省农业信息化的推进策略研究为研究对象后，进一步查阅资料，进行资料和数据的收集与分析，在了解河北省农业信息化建设现状的基础上，对其中的重点和难点进行分析，最后给出对策建议。本文的研究对象是在“互联网+”背景之下河北省农业信息化建设的策略研究。在研究过程中主要运用了文献查阅法，实地调查法和定性分析与定量分析法。这里以河北省部分县市的农业信息化建设为研究对象，通过对农户的需求调研分析。调查了农户需要的信息类别、获取信息的信息源、信息渠道和障碍因素等问题。从表1调查结果显示，农户需要的信息种类序列为：农业科技信息占调查人数的65.82％：农业政策信息占63.29％；农产品市场供求信息占调查农户的49.37％；第一手经网络的气象灾害知识所占比例为44.73％为第四位需要的信息。从表2可以看出，农户在七种类型的信息源中获取信息的主要来源依次为互联网，占40.51％，其次是农技推广部门和村干部，分别占27.43％和20.25％。

2河北农业信息化推进过程中存在的主要问题及对策

2.1问题分析

依据以上对河北省农业信息化发展现状分析，农民需求分析、基层信息服务人员需求分析、信息资源现状剖析，河北省农业信息化发展的主要障碍因素有以下几个方面。一是管理因素带来的障碍，一方面因为公共财政资源支持力度不够。另一方面是因为农业管理体制缺陷。二是信息制造者和信息内容的障碍。首先，农业信息的标准化程度较低。其次，信息处理能力不强，信息渠道不畅。因此需要积极响应互联网+的方式来改变现状。

2.2解决方案

2.2.1技术上的农业智能化生产物联网指出智能农业是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，就是农业先进设施与露地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。智能化解决方案如图1所示。2.2.2运营上的电子商务发展据中国互联网络信息中心统计：截止2015年12月，我过网民规模达6.49亿，农村网民占比27.5%，规模达1.78亿。调查显示：半数用户会在一周内多次访问电商网站；超六成用户会在购物时选择网购。利用互联网平台，降低流通成本，优化流通渠道，将产品与市场直接对接，建立农业电商的生态体系。“互联网+”时代，农业市场必将催生农产品标准化、规模化、品牌化的转型，品牌农业将迎来绝佳机遇。农村电子商务运营模式如图2所示。2.2.3政策上的“互联网+农业”的顶层设计顶层设计实现方式为以移动互联网、云计算、物联网等新一代信息技术为支撑，以互联网等数据中心等为基础设施，充分发挥优势构建互联网农业平台。如省“12316”设计结果模式如图3所示。

3关于河北省农业信息化政策的建议

一是完善网络建设，促进信息资源共享。注重与国际科技情报组织的合作与交流。推动各类农业信息主体成为按照市场规律运作、自主发展、独立经营的面向农业信息消费者提供服务的真正主体。二是充分发挥政府在推进信息化过程中的作用。政府应当支持农业信息数库建设和信息传播工作。要通过机制创新，广泛调动企业等社会力量的积极性。三是“互联网+”农业实际上就是要通过‘互联网+’来实现农业的现代化，其根本是要提高农业产业的竞争力，要不断增加农民收入，实现农业的可持续发展。研发一批具有自主知识产权的核心技术与产品；探索一批农业物联网节本增效应用模式[2]。

4小结

随着互联网在我国近二十多年来的飞速发展，互联网应用技术已经覆盖我国城市农村各方面，网络成了人们生活的平台。通过互联网的发展推动了农村生活质量。近年来，“互联网+”的思维在农村普及和利用也逐渐提上日程，重视引导农村网络发展，提高了农村电子商务等功能，促使农民思想观念的更新，促进传统农业的优化升级，对建设新农村，提高农民生活方式意义重大。所以当前要充分调动社会各界的积极性和创造性，大力发展农村互联网，开创农村互联网的新局面，使互联网在农村建设和发展中发挥巨大作用。

参考文献