智慧农业的发展模式主要包括三类（图2）：

  1）精准农业：精准农业是一种提高农作物、禽畜等产量的先进技术。其根据农田中不同作业区域的环境条件和作物差异，精准地施用水、化肥种子、农药等，以获得最优产量及最优经济效益，并对农业生态环境的保护起到积极作用。

  2）设施农业：设施农业是一种工业化的农业生产方式。其利用工程技术为作物、禽畜等提供适合生长的人工条件和设施保护，消除环境对农业生产的限制，提高自动化生产的效率。

  3）订单农业：订单农业是一种新型农产品商业体系，旨在提供可追溯、供需平衡、农户与供应商信息对称的农产品交易体系。可以有效避免种植业与养殖业的盲目生产，保障农民的利益。

综述内容如图3。在关键性技术与应用部分，首先介绍了最重要的技术，即农业物联网。作为一种信息载体，农业物联网为其他技术（如人工智能、边缘计算、区块链、卫星遥感）提供了技术框架。其次，介绍了这些技术在具体农业场景中的应用，比如植物表型信息系统、农业群智感知、农业无人机、拖拉机等。

在安全与隐私对策中，分析并总结了现有的六种方法，包括：授权与访问控制、隐私保护、基于区块链的数据完整性方案、密钥管理、物理安全、入侵检测系统。现有的这些安全与隐私对策大多基于工业场景或仅基于仿真性能的评估。因此有必要分析智慧农业场景下的安全挑战，将这六种方法应用于各种场景中。

图3 综述内容

特别的，舒磊教授等指出：大多数的相关研究工作将信息技术带来的网络攻击作为智慧农业安全中的研究对象，而忽视了农业生产过程中潜在的安全问题，包括恶劣的环境以及农业设备工作特性所带来的威胁。

比如，据舒磊教授团队研究发现，太阳能杀虫灯（一种通过高压电网放电杀死害虫的杀虫设备）高压放电会对物联网设备的数据采集及传输造成影响，而这对安全与隐私的判断策略将产生一定的影响，不利于网络攻击的准确判断。

新的技术将给智慧农业带来更好的发展，但也会造成新的安全问题。

如图4所示，更快的数据传输速度（5G）、通信成本与延迟的降低（雾计算）、新能源的智能化管理（可再生能源管理系统）、网络信息综合管理（软件定义网络）、仿真环境（虚拟现实和增强现实）以及针对智慧农业场景的网络安全数据集为推进农业智能化、自动化提供了发展契机。但这些技术的安全威胁尚未得到充分探索。为了促进智慧农业的发展，舒磊教授等提出了三条建议，包括：

  1）扩充和完善现有的智慧农业安全与隐私对策（目前大多处于理论解决，实际案例少）；

  2）结合不同农业场景下安全问题的特点与挑战，将现有基于工业场景下的大量安全对策应用于具体的智慧农业场景中；

  3）关注新技术的发展，并将其应用于智慧农业场景。

图4 智慧农业未来的研究趋势及安全挑战

Xing Yang, Lei Shu, Jianing Chen, Mohamed Amine Ferrag, Jun Wu, Edmond Nurellari and Kai Huang, "A Survey on Smart Agriculture: Development Modes, Technologies, and Security and Privacy Challenges," IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 8, no. 2, pp. 273-302, Feb. 2021. 

杨星，南京农业大学工学院博士研究生，主要研究方向为农业物联网、可靠性分析、网络安全以及故障诊断。

舒磊，南京农业大学，教授/博士生导师、英国林肯大学，林肯教授/博士生导师、南农林肯智能工程研究中心主任。担任IEEE工业电子学会云计算与无线系统专委会副主席、IEEE工业电子学会南京分会副主席。于韩国庆熙大学获得硕士学位，爱尔兰国立高威大学获得博士学位，和日本大阪大学获得博士后经历。本科、硕士、博士所学的专业均为计算机科学/工程。曾担任CCF中国计算机学会计算机应用专委会副主任。近年入选广东省“扬帆计划”引进紧缺拔尖人才、广东省优秀青年教师。担任河北省科技奖励评审专家、江苏省科技咨询专家等。担任多家国际著名SCI检索的杂志的编委，包括：IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Communications Magazine、IEEE Network Magazine、IEEE Systems Journal、IEEE Access、IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica、Sensors、Springer Telecommunication Systems、Springer Intelligent Industrial Systems，也曾经担任国际杂志EAI-Endorsed Transactions on Industrial Networks and Intelligent Systems的主编，以及在以下国际著名SCI检索的杂志中担任编委：Transactions on Emerging Telecommunications Technology、Journal of Network and Computer Applications、Security and Communication Networks、Wireless Communications and Mobile Computing、International Journal of Communication Systems、KSII Transactions on Internet and Information Systems、International Journal of Sensor Networks、Ad Hoc &Sensor Wireless Networks、Journal of Internet Technology、Journal of Communications、IET Communications、IET Networks、IET Wireless Sensor Systems、ACM/Springer Wireless Networks，以及担任以下期刊的特邀编委: IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Wireless Communication Magazine、IEEE Communications Magazine、IEEE System Journal、IEEE Sensors Journal、IEEE Access。截止目前，一直从事无线传感器网络这个领域的研究工作。在国内外重要的会议和期刊上发表了400多篇传感器网络领域相关的论文（其中包括100余篇IEEE期刊论文），以第一作者或通讯作者发表论文100余篇， SCI索引收录100余篇，三大索引收录200余篇。在包括IEEE Transactions on Industrial Electronics、IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Transactions on Mobile Computing、IEEE Transactions on Signal Processing、IEEE Transactions on Service Computing、IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology、IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems、IEEE Transactions on Computers、IEEE Transactions on Consumer Electronics、IEEE Communications Magazine、IEEE Computer Magazine、IEEE Intelligent Systems、IEEE Systems Journal、IEEE Internet of Things、IEEE Access、SIGCOMM、Mobicom、Mobisys、IPSN、ICNP、INFOCOM、BodyNets、SECON、MASS、DCOSS、ICC、Globecom、IECON、WCNC等国际顶级杂志和会议上发表过论文。并分别在IEEE GLOBECOM 2010、IEEE ICC 2013、IEEE ComManTel 2014、EAI WICON 2016、IEEE SIGTELCOM 2017等国际会议中获得最优论文奖，获得2017年IEEE Systems Journal期刊的最优论文奖 (2 out of 254)、2017年Journal of Network and Computer Applications期刊最优论文奖、2018年IEEE Systems Journal期刊的最优论文奖 (5 out of 598)、2020年IEEE Systems Journal期刊的最优论文奖 (7 out of 793)、 2017年和2018年IEEE Access期刊的Outstanding Associate Editor奖、2014年CCF计算机应用专委会特别贡献奖。Google Scholar他引次数超过12000次，H-index超过60， i10-index超过220。从2007年起，研发了一个基于Java语言的开源无线传感器网络模拟器以及实验床可视化软件NetTopo，并评估和证明了自己的算法。NetTopo目前有2万多行代码，并已被下载超过3400次，在过去的几年里，被国际研究人员和学生广泛应用。2013年起，作为项目主持人共主持各类国家、省、厅级项目共10项，管理科研总经费量超1500万元。已申报专利34项，其中发明专利已受理22个，实用新型已授权12个。拥有授权软件著作权12个。在超过50个各类国际会议中担任各类主席，例如Chinacom 2014、Qshine 2015、 Healthcom 2017、Collaboratecom 2017、DependSys 2018、SCI 2019 的会议主席，INISCOM 2015、WICON 2016、Chinacom 2017、INISCOM 2017、WMNC 2017、ISITC 2019、ICNCC 2019、IndustrialIoT 2020、ITIA2020、中国计算机应用大会(NCCA 2015、NCCA 2016、NCCA 2018) 等的程序委员会主席。在超过150个国际会议中担任评委，例如ICDCS、DCOSS、MASS、ICC、Globecom、ICCCN、WCNC、ISCC等。

陈佳宁，上海交通大学硕士研究生，研究方向为工业控制系统，区块链以及加密技术。

Mohamed Amine Ferrag，Guelma University副教授，已发表60余篇论文，其中一部分发表在顶级期刊如IEEE Communications Surveys & Tutorials，IEEE Internet of Things Journal，IEEE Transactions on Engineering Management等中。主要研究方向为无线网络安全，网络编码安全以及应用密码学。现任多个期刊的编辑，比如IET Networks，International Journal of Internet Technology and Secured Transactions。

伍军，上海交通大学网络空间安全科学与技术研究院副院长、信息内容分析技术国家工程实验室副主任。博士毕业于日本早稻田大学，曾任日本国立产业技术综合研究所（AIST）博士后特别研究员，早稻田大学特聘研究员，2013年9月至今在上海交通大学任教。主要研究领域为：物联网及其安全、云计算/雾计算及其安全、下一代互联网及其安全、大数据与人工智能安全等。在IEEE Transactions/Journal/Magazine等期刊和IEEE INFOCOM、GLOBECOM、ICC等会议发表论文160余篇，其中60余篇被SCI检索、5篇入选ESI高被引论文（前1%），3篇入选ESI热点论文（前0.1%）；申请30项发明专利；与美国加州大学伯克利分校的诺贝尔奖获得者Daniel M. Kammen教授等合著英文著作一本；主持了国家自然科学基金、国家电网重点课题、华为技术有限公司重点课题等20余项课题；担任期刊多个SCI期刊的编委。任物联网国际标准IEEE P21451-1-5标委会主席、中国核设施信息安全专业委员会理事；获2018年中国电子学会科技进步二等奖、2019年教育部自然科学二等奖、2018年IEEE CSIM专委会最佳会议论文奖、2019年IEEE TSP最佳论文奖。

Edmond Nurellari，英国林肯大学中级讲师，研究内容包括分布式信号处理、图信号处理、资源分配、分布式决策与无线传感器网络中的网络安全分析。曾担任IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks, IEEE Communication Letter, Springers Wireless Networks Journal, Springers Digital Signal Processing Journal and IEEE Flagship conferences等期刊与会议的审稿人。

黄凯，南京农业大学人工智能学院博士后，研究方向包括农业物联网。曾担任Sensors期刊《物联网智慧农业应用》专刊的特约编辑。曾担任3PGIC-2019物联网计算系统领域的PC成员。