迎接“智慧农业”时代

湖北省农机化技术推广总站 站长 任耀武

走进如今的农村，我们经常能看到这样的场景：空中，一架架植保无人机飞转盘旋；田间，装载北斗系统的拖拉机自动驾驶；养殖场，农民一部手机远程 *** 控作业。

随着5G时代的到来，大数据、物联网、云计算等现代技术逐渐运用到农业生产各环节，极大地推动了农业现代化发展进程。

2022年中央一号文件指出，物联网、人工智能以及大数据等关键技术支持，将促进农业信息的数字化，推动数字农业的有效实践。

数字农业、智慧农业是农业生产的高级阶段，是现代农业的发展方向。它彻底改变传统的种田场景，大大地提高了生产效率，把农民从繁重的劳务中解放出来，将吸引更多年轻人返乡就业，为乡村振兴注入源源不断的动力。

我省智能农机、智慧农业起步源于国家北斗办与省政府联合实施的北斗高精度定位导航行业应用示范项目。如今，“北斗+农机”技术在我省广泛运用，涵盖耕整地、播种、植保、收获、秸秆还田离田、烘干等多个农业环节，累计监测作业达6168万亩。

当前，我省“光芯屏端网”技术产业优势正在显现，成为拓展智慧农业应用场景的“硬核支撑”。在日益完善的人工智能、物联网等农村新基建加持下，不断迭代的遥感应用技术和图像识别应用技术不断运用，将有效推进农业生产数字化。下一步，我省将围绕水稻、油菜等产业，建设全天候、全过程、全空间的无人农场，培育农业数字经济新型服务产业。

在对智慧农业解决方案和农业物联网解决方案进行区分之前，首先需要对智慧农业和农业物联网的了解。智慧农业是一个非常广的概念，涉及种植业和养殖业等，其中包括对数据的采集、传输和监测，根据数据的监测情况采取相应的措施等等。而农业物联网是比较具体的说法，纯粹的技术概念提法。总而言之，智慧农业离不开物联网技术的应用。
从某种意义上来说，智慧农业解决方案和农业物联网解决方案基本一致，主要包括深圳信立智能大棚环境监控系统、视频监控系统、农业智能控制系统（自动喷洒系统、自动换气系统）和监测预警系统等四大系统解决方案

智能农业涉及的范围还是很广的。就托普物联网建设的项目来看主要有这些：大田种植智能管理；畜牧水产养殖管理；食品安全溯源；温室大棚智能控制等等。如果光从定义来讲，智能农业可以这么理解：是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式，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。它集科研、生产、加工、销售于一体，实现周年性、全天候、反季节的企业化规模生产；它集成现代生物技术、农业工程、农用新材料等学科，以现代化农业设施为依托，科技含量高，产品附加值高，土地产出率高和劳动生产率高，是我国农业新技术革命的跨世纪工程。

托普云农研发的标准化、个性化物联网解决方案在吉林梨树县、杭州萧山农科所、金华寿仙谷、南充高坪农牧局、湖北金秋农业、宁夏利通区、四川岳池、赣县国家现代农业示范区、广州徐闻县等地得到广泛推广应用，为当地实现节水农业、智慧农业提供着重要的技术支撑！
例如耕地质量保护大数据平台，通过搭建“1个中心，1个平台、N个应用”的平台建设模式。建一个耕地质量保护大数据中心，汇聚土、水、肥三大耕地质量数据，为耕地质量保护监测、管理、服务、应用提供数据支撑。利用大数据分析，达到精准管理，科学决策，形成指挥耕地新业态，通过大数据平台服务公共，服务管理，转变耕地保护方式。
托普水肥一体化智能灌溉系统，托普水肥一体化自动控制系统由系统云平台、墒情数据采集终端、视频监控、施肥机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间管路等组成。系统可根据监测的土壤水分、作物种类的需肥规律，设置周期性水肥计划实施轮灌。施肥机会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，充分提高水肥利用率，实现节水、节肥，改善土壤环境，提高作物品质的目的。该系统广泛应用于大田、旱田、温室、果园等种植灌溉作业。

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。

上游——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》。

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