物联网有哪些应用

物联网有哪些应用,第1张

物联网的应用如下:

1、智慧物流

智慧物流是指在大数据、物联网、人工智能等信息技术支持下,实现运输、仓储、配送等物流各环节的系统感知、综合分析和处理。

目前物联网领域的应用主要体现在仓储、运输监控、快递终端三个方面。通过物联网技术实现对货物和运输车辆的监控,包括货物车辆的位置和状态、温湿度、油耗和货物的速度。物联网技术的使用,可以提高整个物流行业和运输效率的智能化水平。

2、智慧交通

智能交通是物联网的重要体现,它利用信息技术改善交通环境,将人、车、路紧密结合,保障交通安全,提高资源利用率。物联网技术的具体应用领域包括智能公交、自行车共享、车联网、充电桩监控、智能交通灯和智能停车。其中,车联网是近年来互联网公司和各大厂商争相进入的领域。

3、智能安全

这是一个很大的安全物联网应用市场,因为安全永远是人们的基本需求。传统安防非常耗费人力,严重依赖人员,而智能安防可以通过设备实现智能判断。目前智能安防的核心部分在于智能安防系统,将采集到的图像进行分析处理,并进行传输存储。

4、智慧能源与环境保护

智慧能源环保是智慧城市的一部分,其物联网应用主要集中在电、气、水、路灯等能源和公共设施,以及垃圾桶、井盖等环保设备。

比如智能井盖监测水位及其状态,智能垃圾桶自动感应,智能水电表实现远程抄表。将物联网技术,应用于传统电、水、光能设备的联网,通过监控,降低能耗,提高利用效率。

5、智能医疗

在智能医疗领域,必须以人为中心。物联网技术是数据采集的主要方式,可以有效帮助医院实现人和物的智能管理。对人的智能管理是指通过医疗可穿戴设备,传感器对人的生理状态(如心跳频率)进行监测,并将采集到的数据记录到电子健康档案中。

6、智能仓库

物联网一个很好的应用。它能准确地提供仓库管理各个环节数据的真实性,对于生产企业,可以根据这个数据合理的把控库存量,调整生产量。物联网中利用SNHGES系统的库位管理功能,可以准确提供货物库存位置,这就大大提高了仓库管理的效率。
7、智能家庭

物联网的出现让我们的日常生活更加的便捷。不远的将来一台手机,就可以 *** 作家里大多数的电器,查看它们的运行状态。寒冷的冬天,我们可以提前打开家里的空调,回到家就暖暖的。物联网还能准确的定位家庭成员的位置,你再也不用担心孩子跑得找不见人,省心省力。
8、智能农业

物联网在农业中的应用就更加的广泛。监测温湿度,监视土壤酸碱度,查看家禽的状态。在这些数据的支持下,农户就可以合理进行科学评估,安排施肥,灌溉。监测到的天气情况比如降水,风力等又为我们抗灾、减灾提供了依据。提高了产量,降低了减产风险。
9、智能电力

电力工程是一项重大的民生工程,对电网的安全检测是一项必修科目。以南方电网与中国移动通过M2M技术进行的合作为例,因为物联网的运用,使得自动化计量系统开始启动,使得故障评价处理时间得到一倍的缩减。

智慧农业是将物联网等现代技术应用到传统农业中的现代农业技术。对于我国而言,智慧农业是我国智慧经济发展的重要组成部分。

目前,我国智慧农业尚处于起步阶段,我国出台了较多的政策支持智慧农业的发展导致有较多的大型农业生产企业和互联网企业进入到智慧农业行业,导致我国智慧农业行业企业较多且企业构成较为复杂。

智慧农业行业主要上市公司:目前国内智慧农业行业的上市公司有中牧股份(600195)、隆平高科(000998)、海大集团(002311)、牧原股份(002714)、温氏股份(300498)、大北农(002385)、大华农(300186)、吉峰农机(300022)、华英农业(002321)、雏鹰农牧(002477)、新都化工(002539)、赛为智能(300044)、新希望(000876)、红太阳(000525)、四川美丰(000731)、辉丰股份(002496)等。

本文核心数据:智慧农业行业产业链、智慧农业行业全景图谱、智慧农业市场规模、智慧农业上下游行业供给规模、智慧农业行业竞争格局、智慧农业行业发展趋势

中国智慧农业行业产业链全景图

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑等工具对动植物、土壤、环境等因素进行从宏观到微观的实时检测,提高对农业动植物生命体本质的认知能力以及农业复杂系统的调控能力和农业突发事件的处理能力,以达到合理使用农业资源,降低生产成本、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的。

智慧农业上游主要原材料为有色金属、单晶硅及电子陶瓷等,上游零部件及系统包括集成电路、卫星导航系统及传感器等。智慧农业中游主要包括数据平台、无人机植保、农机自动机械、智能化养殖等;智慧农业下游主要为农产品生产。

智慧农业上游卫星导航系统代表性企业主要包括北斗星通、华测导航、中海达、华力创通等;集成电路代表企业主要包括中芯国际、台积电、SK海力士等;传感器领域主要代表企业包括海康威视、大立科技、歌尔股份等;从原材料来看,智慧农业上游所需设备及系统原材料有色金属生产企业包括焦作万方、新疆众合等企业;单晶硅生产企业包括隆基、众合股份等;电子陶瓷生产企业包括京瓷、三环集团等企业。

智慧农业中游数据平台领域代表性企业包括海芯华夏、奥科美等;无人机植保领域代表性企业包括大疆创新、极飞科技等;农机自动机械领域代表性企业包括博创联动、司南导航等;智能化养殖领域包括网易等科技企业,以及特驱集团、温氏股份等企业。

智慧农业下游主要包括中粮集团、深农智能、新希望集团等企业。

政策推动智慧农业行业的发展

2014年我国提出“智慧农业”概念,2016年“智慧农业”首次被写入“中央一号文件”说明了我国政府对智慧农业的重视。未来随着我国人口红利的消失,以及资源环境的约束,我国会愈加重视智慧农业的发展,同时随着政策的不断加码,我国智慧农业的规模将会不断扩大。

政策支持下吸引了大量的企业进入智慧农业行业

目前在我国政策的支持下,不仅吸引了一批具有一定实力的传统种植和养殖企业,例如大北农、中粮集团、温氏股份等开始进入智慧农业行业,也吸引了一批具有智能技术的现代互联网企业进入智慧农业行业,例如互联网巨头企业网易在2009年开始智慧养猪,利用现代科技对猪的身体状况、进食量以及排泄情况进行远程遥感监控,为猪提供优质、舒适的生活环境使得产出的猪肉美味、安全,网易的这一举措使得网易在智慧农业领域占有一席之地且名声大噪。

我国智慧农业市场规模不断扩大

虽然目前我国的智慧农业应用仍然处于初级阶段,但是得益于社会和技术环境的支持,中国智慧农业行业得以稳定发展。2016年,国务院颁布《关于农村土地所有权承包权经营权分置办法的意见》,将农村土地产权中的土地承包经营权进一步划分为承包权和经营权,实现三权分置并行,保护经营主体的土地经营权,提高其从事农业活动的积极性,为农业的适度规模化经营打造良好基础。

目前未有权威的数据公布我国智慧农业行业市场规模,按照中金的数据,目前我国智慧农业应用渗透率还不到1%,假设按照渗透率逐年递增的情况进行测算,结合我国农业产值,初步估算出2020年我国智慧农业行业的市场规模约为622亿元左右。

上游——智能农业上游原材料:供给较为充足

智慧农业上游原材料主要包括有色金属、单晶硅、电子陶瓷等,这些原材料主要应用于物联网、云计算的承载设备的电子元器件制造。目前我国针对有色金属和单晶硅的供给较为充足,而电子陶瓷因具有一定的技术壁垒导致我国本土具有规模的电子陶瓷生产企业较少,电子陶瓷的供给较依赖于日本、美国等国家。

游——智慧农业核心零部件及系统:供给较为稳定

智慧农业核心零部件及系统主要包括卫星导航系统、集成电路以及传感器等。其中在卫星导航领域,我国本土自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)已基本实现全方位覆盖,可在智慧农业领域投入使用;而集成电路领域供给较为充足,2020年我国集成电路产量为261470亿块,较2019年同比增长2955%;传感器方面,我国的传感器供给企业大多具有一定的技术实力,可突破技术壁垒且在不断扩充产能导致我国传感器供给较为稳定。

——核心零部件及系统之卫星导航系统

卫星导航系统在智慧农业行业的应用主要在于为农机自动驾驶技术提供了有利的技术保障,在卫星导航系统的支持下农民可以实现一遍使用平板电脑刷新闻一遍进行田间作业,农机会按照卫星导航系统预先设定的路线进行施肥、打药等工作。

2018年12月,国务院发布《关于推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》,其中表示“推动智慧农业示范应用”。促进卫星定位等信息技术在农机装备和农机作业上的应用。《意见》的发布对卫星导航在我国农业领域的应用具有一定的促进作用。

目前全球主要的卫星导航系统主要有四种,分别是中国的北斗卫星导航系统(BDS)、美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)以及欧洲和欧空局联合开发的伽利略系统(Galileo)。

从供给方面来看,全球定位系统(GPS)拥有的卫星数目较多,且分布均匀,保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星,能够实现全球全天候连续的导航定位服务,是目前提供服务最广且适应性最强的卫星导航系统;北斗卫星导航系统是我国的第三代北斗导航系统,是真正意义上的全球导航系统。

在全球范围定位精度优于10米、测速精度优于02米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%,北斗导航系统的服务在亚太地区性能更优。而格洛纳斯系统是目前抗干扰能力较强的卫星导航系统,伽利略系统在欧洲定位较为精准。

——核心零部件及系统之集成电路

集成电路是应用于物联网、云计算以及人工智能领域的重要电子元件。集成电路在智慧农业领域的应用可以精准的分析在农业种植、牲畜养殖等过程中的天气变化、病虫害以及空气湿度、牲畜健康等因素,有效的减少农业种植、牲畜养殖等面临的非系统性风险。

随着我国集成电路制造技术的提高,我国集成电路的产品也越来越高。根据国家统计局统计数据显示,2011-2020年,我国集成电路制造行业总产量呈逐年上升趋势。2020年,我国集成电路制造行业实现产量累计值为261470亿块,较2019年同比增长2955%。

2021年第一季度,我国集成电路产量实现82050亿块,较2020年第一季度增长6210%,增长率增高较为明显,主要原因在于2020年第一季度我国因新冠疫情停工停产,集成电路行业开工率较低导致的。

——核心零部件及系统之传感器

我国传感器行业主要供给企业有海康威视、化工科技产业股份有限公司、浙江大立科技股份有限公司、上海威尔泰工业自动化股份有限公司等。大多数传感器及传感器元器件生产企业都为上市企业,规模较大,产能较为稳定。其中浙江大立科技股份有限公司以及深圳拓邦股份有限公司均在积极拓宽公司传感器产能。综合来看,智慧农业上游传感器供给情况较好。

中游——智慧农业细分产品供给企业较有保障

智慧农业中游主要包括数据平台服务、智能化养殖、植保无人机以及农机自动驾驶。从智慧农业细分市场的四大产品供应商情况来看,按照企业的数量和企业的应用类型,目前市场供给结构中,主要以数据平台服务提供占主要地位,其次为智能化养殖解决方案。

——中游之数据服务平台服务

数据平台服务指的是利用传感器、无线通信、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术进行数据收集并分析,通过可视化展示,对农作物的生长情况进行实时跟踪、病虫害监测,对农作物的产量进行预测等。

农业数据收集主要有卫星、无人机和传感器等“空天地”三种方式,通过卫星遥感技术收集土地、农作物以及天气气候等数据、无人机航拍实时监测农作物长势、病虫害等数据以及传感器采集空气、土壤的温湿度、土壤水分、光照强度和农作物生长数据等,通过对收集到的数据进行分析、处理,并建立可视化模型,实现对作物的精准管理。

一般而言,农业数据平台服务供应商通过给经销商提供设备解决方案,并构建农户周边土壤的数据,让经销商给农户提供定制化、精准作物配方肥料,从而打造自己的农资品牌。在数据平台服务方面,为规模化的农业种植提供服务,既扩大自身的市场,又积累了配套技术和产品,真正做到为农业服务组织赋能。

目前我国主要的智慧农业数据服务提供商包括海芯华夏、奥科美、佳格天地等。具体的大型农业数据平台服务供应商产品布局如下:

——中游之无人机植保服务

对于无人机植保而言,关键是确保农业无人机植保过程中的农药喷洒效果,而影响无人机植保效果的要素包括农药、无人机以及植保队。

目前我国植保无人机研发和生产企业主要以大疆创新、极飞科技、高科新农以及远牧控股为主,其中大疆创新是植保无人机行业的绝对龙头企业,而极飞科技、高科新农以及远牧控股的植保无人机技术正在慢慢提升。

——中游之农机自动驾驶

农机自动驾驶最主要的技术为农机车辆导航系统,其工作原理为利用卫星导航系统实现农机沿直线作业功能,同时通过摄像头获取周围作物生长数据以及导航卫星实时跟踪车辆信息数据,将三者获取的数据经过无线网络传输到控制端,对数据进行分析后,利用车载计算机显示器实时显示作业情况以及作业进度等。

2020年,中国农业自动导航系统与设备销量呈现爆发式增长,据农业农村部发布的数据,2020年农机已支持安装北斗终端超过23万台套,较2019年接近翻了两番;其中,农机自动驾驶系统销售17万套,同比增长188%。

现阶段国内农机自动驾驶系统售价在5-6万元/套,相比数年前的10-14万元/套的价格已有大幅度下降,目前,中国农机自动驾驶系统可获得约15-25万元/套的农机补贴,减轻了农民的购置负担,推动了农机自动驾驶系统的销量增长。

——中游之智能化养殖

养殖行业主要分为四个核心环节:育种、繁育、饲养和疾病防疫。智能化养殖利用新技术(物联网、人工智能等)、新理念降低畜禽死亡率、提升产品质量,主要应用在繁育、饲养以及疾病防疫等三个阶段。在一整套智能化养殖解决方案中,既包括了数据平台服务等软件设施,也包括智能化养殖设备,例如自动化喂养装置、监控摄像头、传感器、耳标等一系列设备。

目前,大型供应商包括互联网企业以及农业科技型企业大多能够提供一整套的智能化养殖解决方案,客户可结合实际场景需求,对产品和设备进行灵活选择,自由搭配,中小型企业则更多的提供线上的养殖服务平台软件或系统,定位于养殖生产管理服务,实现移动化办公,进行初级的数据处理等。

下游——智慧农业下游应用领域需求较广

植物产品生产包括粮食生产、果蔬生产以及药材生产等。在智慧生产过程中,需要实现无人化生产,在播种过程中需要植保无人机和农业无人车进行播种和农药喷洒,在农作物采摘环节则需要使用自动采摘机器人和自动分拣机器人。而在动物农产品生产过程中则需要自动孵化机、自动饲喂器、自动屠宰机和自动分拣机。

2013-2019年我国谷物农产品人均需求呈逐年下降趋势,2019年我国人均谷物需求量为11794千克,较2018年同比减少142%。从豆类产品来看,2013-2019年我国豆类产品人均需求量呈波动增长趋势。2019年我国豆类人均需求量实现930千克,较2018年同比增长1209%。

从薯类产品来看,2013-2019年我国薯类农产品呈波动变化,2019年我国薯类农产品人均需求量为287千克,较2018年同比增长855%。

注:国家统计局尚未公布2020年数据,暂用2019年数据。

从我国农产品种植企业热力图来看,河南、安徽、四川、贵州是我国农业种植企业分布较多的省份,河北、黑龙江等省份也有较多农产品种植企业分布。

2013-2019年,我国猪肉人均消费量呈波动增长趋势。2019年我国猪肉人均消费量为203千克,较2018年消费量下降的原因在于非洲猪瘟的影响使得人们对猪肉消费量减少。2013-2019年我国牛肉和羊肉人均消费量郡城波动增长趋势。2019年我国牛羊肉人均消费量分别为22千克和12千克。

从我国畜牧养殖企业分布热力图来看,安徽省是我国畜牧养殖企业分布最多的省份,其次是新疆、西藏等畜牧业为主要产业的省份畜牧养殖企业较多。

总结——智慧农业发展前景较好

目前,随着我国经济的发展以及科技的进步,外加我国人口红利正在慢慢的消失导致我国高度重视智慧农业的发展。2020年11月份,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中支出了建设智慧农业的目标,在政策支持智慧农业发展的同时,我国也在技术与资金方面支持智慧农业的发展,因此未来我国智慧农业的发展前景较好。具体智慧农业发展前景分析如下:

更多数据请参考前瞻产业研究院《中国智慧农业行业产业链全景解析与招商策略建议深度研究报告》。

意义是克服生产困境,实现可持续发展。季节畜牧业理论提出新的经营方式,克服了传统草地畜牧业的生产困境,季节畜牧业理论避免了过度放牧和过度损耗,实现畜牧业可持续发展。随着科技的不断发展,未来草地畜牧业还将受益于新技术的应用,如人工智能、大数据、物联网等,这将为草地畜牧业的发展带来更多的机遇和挑战。

物联网技术主要应用在哪些领域呢?
1、智能交通领域:改进道路环境、确保道路交通安全,运用技术让人和车、道路密不可分。常见的应用行业有智能公交车、共享自行车、智能信号灯和智慧停车场系统等。
2、智慧物流领域:运用物联网、人工智能、大数据等技术在物流运送、派送等环节,完成系统软件的认知、分析和解决。主要应用在运送检测、快递终端设备等方面。
3、智能安防领域:传统的安防对工作人员需求量大,人员成本高,而智能安防系统可以通过机器来完成智能化的分辨工作。常应用在门禁系统和视频监控系统。
4、智慧医疗领域:技术的应用可以根据感应器对患者进行智能化的管理,关键是指医疗智能穿戴设备可以检测记录患者的心率、血压等,方便本人或者医生查看。
5、智能电网和环境保护领域:将物联网技术运用到水、电、太阳能、垃圾箱等设备中,提高资源利用率,降低资源损耗。比如智能水表抄表、智能感应垃圾桶、智能检测水位线等。
6、智慧建筑领域:智慧建筑可以节约资源,降低工作人员的运维管理,现有的智慧建筑主要应用在消防安全检测、智慧电梯轿厢等。
7、智能家居领域:物联网应用在智能家居上,让家越来越舒适、安全、高效,比如扫地机器人,让人们解放了打扫卫生的双手。
8、智能零售领域:智能零售将传统的自动售卖机和便利店进行了智能化的升级和改造,形成了无人零售的方式。
9、智慧农业领域:现代农业通过和物联网技术的紧密结合,可以实现数据的可视化分析、远程 *** 作和灾害预警,在种植业体现为通过监控、卫星等收集数据,畜牧业体现为动物耳标、监控、智能穿戴设备等收集数据,对收集到的数据进行分析,从而做到精确的管理。
10、智能制造领域:制造行业是物联网技术运用的主要领域,主要应用于智能化的加工生产设备监管和厂区的环境监测,设备上可以安装传感器对机器进行远程控制,环境上可以监测湿度、温度和烟感。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前,全世界正在进入物联网时代,物联网已成为国家重点发展的战略性新兴产业之一。作为新型城镇化的整体运营商,金诚集团旗下多个产业已经开始布局物联网的实践落地。

物联网的定义

物联网,顾名思义,就是物物相连的互联网,物联网的核心和基础仍然是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。

传感器、网络、嵌入式系统是物联网三大关键技术。金诚集团咨询局认为,如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。简而言之,只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。

物联网应用领域

金诚集团咨询局认为物联网正以汽车、城市、外部应用、个人、工作场所等应用领域为代表,为人们生活提供更大便利,提高公共服务资源调配效率,甚至改变日常生活方式(图1)。

图1 物联网九大应用场景

物联网发展空间巨大,产业呈现蓬勃生机

根据最新预测,全球物联网设备的安装基数将从2015 年的154亿台增长到2020 年的307 亿台。到2025 年,这一数字预计将达到754 亿台,未来10 年复合增长率高达1721%。金诚集团咨询局预测到2020 年,出售硬件、软件和综合解决方案的物联网服务供应商年收入可达4708 亿美元,年利润达608亿美元(图2)。

图2 全球物联网设备安装基数预测(十亿台)

金诚集团咨询局认为,随着行业标准完善、技术不断进步和国家政策的扶持,中国的物联网产业呈现出蓬勃生机。根据数据,2015 年产业规模达到7500 亿元人民币,同比增长293%;2016年产业规模达到9300亿元人民币;到2020 年,中国物联网的整体规模将超过183 万亿元(图3)。在万物互联的大趋势下,市场规模将进一步扩大,中国的物联网产业将延续良好的发展势头,为经济持续稳定增长提供新的动力。

图3 中国物联网整体规模及增长预测(亿元)

智慧社区将成为行业新的业绩增长点

智慧社区是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成应用,为社区居民提供一个安全、舒适、便利的现代化、智慧化生活环境,从而形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新的管理形态的社区。

金诚集团咨询局认为结合目前国内智慧社区的发展形势,为了提高住宅智能化、安全化、能源资源的消耗计量管理与远传抄表系统的建设水平,智能安防、智能消防、“四表集抄”在社区的应用进程不断加快。在各种本地数据采集传输方案中,基于网络建设成本、设备运行安全的考量和保障信息采集传输的实时性等多方面因素,无线通信方案更容易被第三方公司特别是燃气、水务等公司所接受。因此,无线网络传感技术在智能安防、智能消防、“四表集抄”等应用领域的发展将直接为行业带来新的业绩增长。

智慧农业的发展拓宽了行业的市场空间

金诚集团咨询局认为智慧农业立足现代农业,通过结合无线通信传感技术,可以实现对农业生产现场气象、土壤、水源环境的实时监测,并对大棚、温室的灌溉、通风、降温、增温等农业设施实现远程自动化控制。

在畜牧业领域,通过携带承载了牲畜包括品种、来源、免疫状况、健康状况、出生日期、颜色、畜主等个体信息的传感器。通过无线组网技术,能够在一定区域内对每一头牲畜实现准确定位与体温实时监测,及时发现疫情并避免扩散,保持养殖的肉类品质。

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实时监测功能
通过传感设备实时采集温室(大棚)内的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据;将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台,服务服管理平台对数据进行分析处理。
远程控制功能
针对条件较好的大棚,安装有电动卷帘,排风机,电动灌溉系统等机电设备,可实现远程控制功能。农户可通过手机或电脑登录系统,控制温室内的水阀、排风机、卷帘机的开关;也可设定好控制逻辑,系统会根据内外情况自动开启或关闭卷帘机、水阀、风机等大棚机电设备。
查询功能
农户使用手机或电脑登录系统后,可以实时查询温室(大棚)内的各项环境参数、历史温湿度曲线、历史机电设备 *** 作记录、历史照片等信息; 登录系统后,还可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、专家通告等,实现有针对性的综合信息服务。
警告功能
警告功能需预先设定适合条件的上限值和下限值,设定值可根据农作物种类、生长周期和季节的变化进行修改。 当某个数据超出限值时,系统立即将警告信息发送给相应的农户,提示农户及时采取措施。
农业物联网区域试验工程工作方案
为贯彻落实党的十八大精神,切实促进工业化、信息化、城镇化和农业现代化同步发展,充分利用现代信息技术改造传统农业,不断提高农业资源利用率和劳动生产率,推动农业发展向集约型、规模化转变,提升农业现代化水平。农业部决定启动农业物联网区域试验工程(下称区试工程),选择有一定工作基础的天津、上海、安徽三省市率先开展试点试验工作。为确保区试工程顺利进行,制定如下方案。一、实施农业物联网区域试验工程具有重要意义 当前,我国农业现代化进程明显加快,但也面临着资源、环境与市场的多重约束,保障粮食安全、食品安全、生态安全的压力依然存在,确保农民稳定增收的任务越来越重。实施区试工程,对于探索农业物联网理论研究、系统集成、重点领域、发展模式及推进路径,提高农业物联网理论及应用水平,促进农业生产方式转变、农民增收有重要意义。(一)实施区试工程,有利于把握物联网等信息技术的特点及在农业领域的应用规律,探索形成农业物联网发展模式。信息技术是新生事物,是多种学科技术的集成,兼具系统性和整体性。农业是个古老产业,兼具地域性、季节性和多样性,这就决定了信息技术改造传统农业的复杂性和艰巨性。实施区试工程,研究物联网技术在不同产品、不同领域的集成、组装模式和技术实现路径,逐步构建农业物联网应用模式,促进农业物联网基础理论研究、适用技术和产品研发,探索构建国家农业物联网标准框架体系及相关公共服务平台,将为推动农业物联网产业大发展奠定坚实基础。(二)实施区试工程,有利于积累农业物联网应用经验,促进农业物联网科学发展。目前,我国农业物联网应用尚处于尝试性起步阶段,整体应用水平和建设规模明显落后于电力、医疗、环保等其它行业。各地农业物联网应用示范基本呈各自为战、散兵游勇式发展,点多面广,严重缺乏顶层设计,为示范而示范的现象较普遍,重复投入问题较突出,可持续发展商业模式较少。实施区试工程,有利于逐步理清发展思路、明确发展方向和重点,为全面、整体、系统推进农业物联网积累经验。(三)实施区试工程,有利于调动地方农业部门积极性,整合各方力量共同推进农业物联网应用。虽然一些地方农业部门发展农业物联网的积极性较高,但由于缺乏稳定投入,系统推动的后劲明显不足,一定程度上影响了农业物联网效果发挥和长远发展。实施区试工程,不仅有利于调动地方农业部门积极性,更重要的是通过政府工程项目的示范、引导和带动,能够促进社会各方资源整合、形成合力,共同推进农业物联网发展。二、目标和重点任务 (一)工程目标。开展农业物联网应用理论研究,探索农业物联网应用主攻方向、重点领域、发展模式及推进路径;开展农业物联网技术研发与系统集成,构建农业物联网应用技术、标准、政策体系;构建农业物联网公共服务平台;建立中央与地方、政府与市场、产学研和多部门协同推进的创新机制和可持续发展的商业模式;适时开展成功经验模式的推广应用。(二)总体思路。按照“统一规划、系统设计、领域侧重、统分结合、整体推进、跨越发展”的总体思路组织实施。遵从“先集中规划后分区试验,先集中建平台后组装集成,先试点试验、积累经验后推广应用”的指导思想分步推进实施。在系统规划设计的同时,支持天津、上海和安徽根据各自经济、社会及农业发展水平和产业特点,分别以设施农业与水产养殖、农产品质量安全全程监控和农业电子商务推进、大田粮食作物生产监测为重点领域开展试验示范,力图探索形成农业物联网可看、可用、可持续的推广应用模式,逐步构建农业物联网理论体系、技术体系、应用体系、标准体系、组织体系、制度体系和政策体系,并在全国范围内分区分阶段推广应用。(三)重点任务一是研究和部署农业物联网公共服务平台。面向农业物联网重大行业应用,重点突破多源信息融合、海量信息分布式管理、智能信息服务等关键技术,构建农业物联网公共服务平台,开展面向农业资源规划与管理、生产过程精准管理、农产品质量安全溯源等领域的共性的服务。二是研究和制定一批农业物联网应用行业标准。联合产学研用单位,研究和编制农业领域条形码(一维码、二维码)、电子标签(RFID)等的使用规范,制修订一批农业物联网传感器及传感节点、数据采集、应用软件接口、服务对象注册以及面向大田、设施农业、农产品质量安全监管应用等方面标准。三是中试和熟化一批农业物联网关键技术和装备。围绕区域主导产业,重点中试和熟化动植物环境(土壤、水、大气)、生命信息(生长、发育、营养、病变、胁迫等)传感器,研制成熟度、营养组分、形态、有害物残留、产品包装标识等传感器,开展农业物联网技术和装备的系统引进和自主研发,加强动植物生长过程数字化监测手段、模型研究,突破农业物联网的核心技术和关键技术。四是形成一批可推广的技术应用模式。针对设施农业与水产养殖、农产品质量安全、农业电子商务、大田粮食作物生产等的监测监控,分别研发系列专用传感、传输、控制等设备,开发相应的软件和管理信息系统,从而构建全程技术体系及可持续发展机制。五是培育农业物联网产业。按照引进消化吸收再创新的思路,围绕农业物联网的感知识别、数据传输、数据处理、智能控制和信息服务等环节,积极引导和推进农业物联网设备制造、软件开发及相关服务,培育一批农业物联网产业化研究基地、中试基地和生产基地,促进农业物联网新兴产业发展。六是强化政策措施研究。总结区试工程经验,研究提出促进农业物联网应用推广的政策建议,积极推动相关政策措施出台,营造农业物联网发展的良好环境。三、试验布局 围绕天津、上海和安徽农业特色产业和重点领域,统筹考虑行业及产业链布局,逐步实现物联网技术在农业全产业链的渗透和试点省市的整体推进。(一)天津设施农业与水产养殖物联网试验区天津毗邻北京,经济和交通条件好,区位优势明显。设施农业发达,目前拥有高标准设施农业面积60万亩,水产养殖面积62万亩,规模化水产养殖小区55个,蔬菜和水产品自给率高。试验重点是在现代农业示范基地、龙头企业、农民专业合作社和水产养殖小区等开展设施农业与水产养殖物联网技术应用示范,探索不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体农业物联网应用模式;开展农产品批发市场物流信息化管理,探索利用信息技术构建新型农产品流通格局,有效减少交易环节,提高交易效率。一是设施农业与水产养殖环境信息采集技术产品集成应用。选择现代农业示范基地、龙头企业、农民专业合作社和水产养殖小区,探索不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体农业物联网技术应用模式及可持续商业模式。二是设施农业生命信息感知技术引进与创新。积极引进消化吸收国外先进的作物生命信息感知技术和设备,实现农作物径流、叶面温度、蒸腾量等作物关键生理生态信息在线获取,实现即时灌溉决策与在线营养诊断。三是设施蔬菜病虫害和水产病害特征信息提取与预警防控。融合设施环境、视频、动植物生命感知信息,引进创新设施农业病虫害和水产主要病害特征信息提取技术,实现设施农业主要作物的重点病虫害和水产主要病害信息实时提取与预警、事前防治与控制。四是探索设施农业物联网应用平台与服务模式。集成现有农业信息服务系统,构建设施农业物联网集成应用服务平台,面向农业主管部门、生产基地、农民专业合作社、基层农技人员、农户等提供多渠道、内容丰富的设施农业与水产养殖物联网应用服务;总结形成可持续、可推广的设施农业与水产养殖物联网应用服务模式。五是农产品交易流通平台。以天津韩家墅海吉星农产品批发市场为主体,综合利用物联网等现代信息技术,开展农产品质量追溯,实现物流、配送、仓储高效管理,并依托深圳农产品股份有限公司分布在全国的26个农产品批发市场,探索构建“产地装车、销地卸车、网上交易撮合、单品种全国互联互通”的新型农产品流通格局。(二)上海农产品质量安全监管试验区上海是国际化大都市,农产品主要依靠外阜输入,保证农产品质量安全是一项重大民生工程,探索应用物联网技术开展农产品质量安全监管试验,对确保大中城市食品安全具有普遍意义。试验重点是农产品(水稻、绿叶菜、动物及动物产品)生产加工、冷链物流和市场销售等环节的物联网技术应用,借助无线射频识别技术和条码技术,搭建农产品监管公共服务平台,实现对农产品生产、流通等环节全过程智能化监控,有效追溯农产品生产、运输、储存、消费全过程信息。一是建设农产品安全生产管理物联网系统。集成无线传感器网络,研究生产环境信息实时在线采集技术,研究生产履历信息现场快速采集技术,开发农产品安全生产管理物联网系统,实现产前提示、产中预警和产后反馈。二是建设农业投入品监管物联网系统。在农业生产环节,建立水稻、绿叶菜等农产品田间 *** 作电子化档案,对农业投入品进行规范管理,做到来源清楚,领用清晰,用量明确。三是农产品冷链物流物联网技术引进与创新。引进、消化国外农业物联网先进技术,在消化吸收相关技术基础上,研制集多种传感器、车辆定位、无线传输于一体的冷链物流过程监测设备,力争在稳定性、可靠性、低成本和低能耗方面有进展。开发农产品冷链物流过程监测与预警系统,实现基于物流过程的实时化监测与智能化决策。四是农产品全程质量安全监管物联网应用平台构建与服务模式创新。构建农产品质量安全监管综合数据库,开发农产品质量安全监管物联网应用平台,提供从农田到餐桌为主线的物联网综合应用服务,实现以追溯为核心的多方式溯源服务。培育农业物联网应用示范基地、示范企业与工程技术研究中心。积极探索商业化服务模式。五是农产品电子商务平台应用示范。以农产品电子商务平台建设为突破口,重点支持农产品电子商务与农产品追溯系统的深度融合,加快建设和推广从农产品生产至终端销售全程追溯的应用系统,搭建农产品产销服务信息平台。(三)安徽大田生产物联网试验区安徽是典型的农业大省,对保障国家粮食安全具有重要意义。试验以大田作物“四情”(苗情、墒情、病虫情、灾情)监测服务为重点,通过远程视频监控与先进感知相结合的农情数据信息实时采集、高效低成本信息传输和计算机智能决策技术的集成应用,实现大田作物全生育期动态监测预警和生产调度。一是建设大田作物农情监测系统。基于传感网数据采集,集成开发大田作物农情监测系统,实现对农田生态环境和作物苗情、墒情、病虫情以及灾情的动态高精度监测。二是建立基于感知数据的大田生产智能决策系统。基于信息采集点感知数据,集成农业生产管理知识模型,开发大田生产智能决策系统,实现科学施肥、节水灌溉、病虫害预警防治等生产措施的智能化管理。三是建立基于物联网的农机作业质量监控与调度指挥系统。在粮食主产区,基于无线传感、定位导航与地理信息技术,开发农机作业质量监控终端与调度指挥系统,实现农机资源管理、田间作业质量监控和跨区调度指挥。四是构建集成于12316平台的大田生产信息综合服务平台。以12316平台为基础,集成现有信息资源和各类专业服务系统,构建大田生产信息综合服务平台,为农情监测、生产决策、农产品质量安全管理、农机调度、市场监测预警等农业生产经营活动提供全方位的信息服务。五是大田生产物联网技术应用示范区建设。在小麦、水稻等主产县(市、区)建设大田生产物联网技术应用示范区,开展“四情”监测预警、农业生产管理、农机作业调度等物联网技术应用示范,探索物联网在大田作物生产上的技术应用模式和机制。六是探索农业物联网应用模式。在设施蔬菜、畜牧、渔业、茶叶、水果等产业,依托国家级、省级现代农业示范区、龙头企业,省级农民专业合作社示范社和规模种养殖场开展农业物联网应用试点,探索适合不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体的农业物联网应用模式。四、条件保障(一)加强组织领导。为有序、高效推进区试工程任务,必须建立强有力的组织保障。区试工作由农业部农业信息化领导小组统一领导,组建区试工程技术专家组,由国家有关科研、教育系统的专家参与,负责研究制定区试工程总体技术解决方案,指导区试工程建设,研究和突破关键技术,制定农业物联网相关标准等。试点省市要成立以分管省市领导为组长、农业部门主要负责同志为副组长、涉农部门为成员的领导小组及技术专家组,负责推进本省区试工程。(二)明确工作分工。农业部负责组织制定区试工程总体实施方案,统筹推进区试工程,组织专家开展农业物联网应用理论、标准规范、共性技术和设备研究与熟化工作,构建农业物联网公共服务平台,开展应用模式及经验推广;试点省市领导小组及农业主管部门负责制定本地区实施方案、落实配套经费、推进区试工程及技术成果的示范与推广、加强资金监管及提高补助资金使用效益等工作。(三)确保稳定投入。要按区试总体方案安排,建立稳定的投入机制,以确保区试工程整体、稳步推进。农业部负责监督中央补助资金使用。试点省市要按不少于1:1的比例落实配套资金,并制定相应资金管理办法;注重积极引导有关IT企业和有实力的农业生产经营主体投资参与区试工程,逐步形成多元化投资格局。注重商业模式的培育,探索可持续发展机制。

1、农村农业向数字化转型升级

近年来,农业数字化转型稳步推进,数字技术在农业生产经营活动的渗透率不断提升,农业数字化转型初见成效。中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书(2021)》中显示,2020年,我国农业数字经济占行业增加值比重平均值为89%,较上年提升07个百分点。广义上的农业分为种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式。前瞻初步统计2021年的农业数字经济渗透率为97%,预测2022年,农业数字经济渗透率为107%,至2027年渗透率约为168%。

总体分析来看,目前智慧农业的需求主要体现在农业的生产环节中,主要为农业种植和畜牧养殖上,农业数字经济比重由高到低依次为林、渔、农、畜,低于绝大多数服务业和工业行业,农业数字化转型仍相对滞后,但存在较大提升空间。随着农业数字化水平的提高,机器人、物联网、人工智能等先进技术被不断应用到农业生产经营的各个环节,未来智慧农业的需求将不断攀升。

从互联网普及率来看,2018年上半年至2021年上半年,农村地区互联网普及率总体呈现上升的趋势,并在2021年上半年达到了592%,较上年同期增长了69个百分点。截至2022年6月,农村地区互联网普及率为588%,较2021年12月提升12个百分点。农村互联网基础设施建设全面强化,以及数字技术在农业生产领域的广泛应用助力农村数字化转型升级,预计未来我国农村地区互联网普及率将进一步上升。

2、智慧农业智能化、数字化发展的必要性

中国是一个农业大国,发展高效、安全的现代生态农业是中国农业现代化建设的目标,然而,随着人口快速增长、耕地面积不断减小以及城镇化加速推进,农业面临的挑战日趋严峻。应用智能期数打造智慧农业,可以提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率,增强农业抗风险能力,保障国家粮食安全和生态安全,实现农业可持续发展。毫无疑问,农业智能化将成为未来农业的重要发展方向。

3、智慧农业数字化发展前景和趋势

按照国家部署,从当前到2035年是我国基本实现现代化的关键时期。加快智慧农业发展必须立足新的发展阶段,贯彻新发展理念,实现农业高质高效发展;聚焦“保障国家粮食安全、食品安全、生态安全,促进农民持续增收”的目标,针对农业“新基建”、智慧种养、智慧供应链、农业智能信息服务、智慧农业相关技术产业化等方向,按照“抓重点、补短板、强弱项”的总体思路,开展重点建设。

据《面向2035年智慧农业发展战略研究》,到2025年,我国农业数字化转型取得重要进展。种植业、畜牧业、渔业等数字化水平以及农村互联网普及率等逐步提高。具体而言,预计大田、设施、畜禽、水产生产的数字化水平分别达到25%、45%、50%、30%,生鲜农产品冷链流通率超过40%,实现质量安全追溯的农产品占比超过25%,农业数字经济占第一产业国内生产总值的比重超过15%,行政村电子商务站点覆盖率不低于85%。

注:除特别标注外,基期值均为2019年数据。

智慧农业关键技术创新研究将是未来研究核心。形成包括物联网标准、智慧硬件(传感器、农业机器人等)的统一开发技术标准,优化数据传输方式,既保证效率,又确保稳定和安全。目前研究集中在数据的采集过程,而对数据处理、挖掘研究较少,大力发展云计算、大数据技术,数据融合、数据存储、数据挖掘等数据处理方法将是研究的重点;如何实现互联网、物联网、大数据的深度融合,并在生产中开发集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖物联网一体的技术平台是推动智慧农业发展的关键。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国智慧农业发展前景预测与投资战略规划分析报告》


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