创新技术的不断涌现,从根本上改变了传统农业的发展模式,通过应用物联网技术、人工智能技术、GIS技术以及大数据技术等使我国农业从原来看天吃饭的传统农业模式转变为高产、高效、低耗、优质、生态和安全的智慧农业模式,随着物联网技术的不断发展,数据存储,全面感知,数据上云等方式使得智慧农业的传输网络进一步扩大,更进一步的进阶为互联网+智慧农业模式。
创新技术发展迅猛,智慧农业前景广阔
2018年,我国人工智能市场规模约为339亿元,较上年同比增长5629%,增速进一步加快。人工智能作为引领未来的战略性技术,日益成为驱动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升的重要引擎。近年来,数据量爆发式增长、计算能力显著性提升、深度学习算法突破性应用,极大地推动了人工智能发展。人工智能技术的发展应用在互联网+智慧农业中,使得模型建立时间更短,预测结果更加准确。
2018年,我国物联网市场规模约为13603亿元,较上年增长1470%。随着国家支持政策的不断出台,国内物联网产业链和产业体系初步形成,产业规模快速增长。目前,中国发展物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等技术和产业都已成熟或基本成熟,通信运营商和系统设备提供商达到世界级水平,下游应用不断拓展。
与工业互联网建设类似,互联网+智慧农业也可以应用物联网技术建设“农业互联网”,将物联网在互联网+智慧农业模式中应用程度进一步加深。
随着创新技术和农业科学的不断拓展和深入,互联网+智慧农业的发展也面临进一步的机遇与挑战,并呈现出多维发展态势。其中,创新技术发展及应用将是互联网+智慧农业发展的不竭动力。在支撑智慧农业发展的多项关键技术中,发展较快且具有广阔前景的主要有数据仓库技术、3S技术、模拟模型技术和人工智能技术;较为活跃的关键技术领域有农业资源管理、农情状态检测、农业过程模拟及决策支持系统等。
——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国互联网+智慧农业趋势前瞻与产业链投资战略分析报告》。
3月27日,阳光明媚。上午十时许,在高楼镇高楼村泰香农业公司生产基地里,20多名工人正在整理大棚,为下季栽培做准备。“目前,羊肚菌的春季采摘已经结束。由于公司在大棚中引进了新技术,为羊肚菌的高产优质提供了技术保障。”泰香农业公司技术部负责人文星说。
文星所说的大棚运用的物联网技术,听起来还有些新鲜。它究竟是一个什么的东西,又是如何在农业生产上发挥作用的呢
简单地说,农业物联网就是在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器等设备,检测环境中的温度、湿度、光照等情况,通过各种仪器仪表实时显示并自动控制调节,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。
文星一边介绍,一边带领记者走进了安置着一些设备的大棚,实地了解物联网的运用情况。
“这个叫监测管和喷头,它负责监测大棚里土壤、空气的湿度、温度。”文星指着大棚里的一个圆型设施说,当土壤、空气中的湿度、温度超过农作物的生长需要时,它会将信息反馈到中心控制室,中心控制室经过自动分析后,会将指令发送给大棚中间上空的喷头,喷头会喷出水雾降温或增湿来调节湿度和温度。
记者在采访中了解到,这套设施由卷膜器、监测管、换排气阀、供水泵和中心控制柜构成。喷头负责喷水降温,换排气阀负责抽湿散热,卷膜器负责四周薄膜的升降来调控温度,而这一切,都是根据中心控制柜的智能化仪器仪表发出的指令自动完成。
这套设备总的称为体,是现代信息技术在现代农业上的应用。据了解,该系统工作时可以及时检测到农作物的生长环境,实时采集图像、土壤、气象、温度、光照度等信息,通过高清摄像头等传感器设备传输汇集到云数据平台,再从手机APP上就可以看到农业园的各项关键监测数据。中心控制柜将接收的数据进行自动分析后,随即将发出的指令反馈到设备终端,设备终端会自动启动排湿、降温、散热、喷水、升温等有关功能,把生长环境调控到最佳的程度。
据了解,该基地自建起物联网技术体系后,为羊肚菌提供了最好的生长条件,实现了高产和质优的目标。
“农业物联网改变了过去农民种地凭经验、靠天吃饭的状况,实现了对瓜果蔬菜等作物需要的水、肥和温度、湿度、光照等进行实时定量的智慧把控,可以达到调节农作物生长周期、改善品质、增加产量、提高经济效益的目的。”区蔬菜生产办公室负责人介绍说,物联网设施进入蔬菜行业并成功应用,目前在铜梁区还是第一家。它的引进和成功应用,开启了物联网现代农业技术服务蔬菜生产的先河,值得在有较好条件的农业公司和专业合作社推广。
该负责人还介绍说,当前,引进物联网技术体应该瞄准开发中高端和高产值的农产品,特别适宜在蔬菜、花木、果苗育苗基地应用。值得注意的是,由于投入较大,加之管理的技术要求高,必须配有专业的技术管理人员,才能物尽其用,发挥出好的效果。
发掘科技一家专业的物联网硬件方案公司:发掘科技
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用——物联网如何和农业更好结合农业物联网作为一项新型信息化集成技术,正改变着我国传统农业的面貌。当前,蓬勃发展的农业物联网存在哪些瓶颈,如何推动其更好发展,记者进行了深入采访。
智慧农业啥样
在北京夏黎城设施农业专业合作社,物联网智能控制系统不间断监测室外温度、湿度、风速、风向等气象指标,实时采集温室内环境和生物信息参数。工作人员介绍,这里的网络型灌溉管理系统能节水69%,智能施药系统可节省农药15%至20%,整个系统可使得菊花分化到现蕾的时间缩短5至7天,商品化率提高15个百分点。
北京夏黎城设施农业专业合作社是北京市设施农业物联网示范工程的一个核心基地。该示范工程初步建设了5000亩核心示范区、2万亩直接带动区和5万亩辐射带动区。据测算,通过物联网技术,核心区蔬菜产量平均提高约10%,基地每年增收1600万元以上。北京市农委信息中心主任刘军萍告诉记者,由于前期示范的良好效果,今年又有6个农业企业和一些农户主动提出安装传感器,通过农业物联网节本增效。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释,农业物联网不仅能感知水、肥、热、气、光等外部环境变量,还能感知生物本体,比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。如果等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就晚了。”
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用,提高农业精细化管理水平。农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造传统农业,提升农业各环节智能化程度,目标是实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。
2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。今年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。
制约瓶颈在哪
“当前最大的问题是,没有把物联网技术在农业上的应用量化在经济指标上。不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值,要解决谁为应用买单的问题。”2013年中国物联网大会上,物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。
资金投入是发展农业物联网的首要问题。记者采访发现,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其核心传感器的不同,价格从一万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。
“农业专用传感器的缺乏是我国农业物联网发展的瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。”农业部信息中心主任李昌健说,我国传感器主要集中在对温度、湿度的监测,对其他环境因子关注较少,尤其对生物本体的感知还很少。国产传感器性能不够稳定,使得监测数据不够准确,经常需要校正,而且器材寿命短。
同时,物联网设备还不够接“地气”,在满足农民使用需求方面还要继续探索。目前,我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
“物联网设备要力求方便实用和‘傻瓜化’。”中国农业大学宜兴农业物联网研究中心负责人李道亮教授告诉记者,宜兴水产养殖物联网从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了3代产品,对电路、通信、模型三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民 *** 作简便进行的改进。
发展途径何在
“农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成对记者说。
据介绍,农业部正在积极谋划,争取在财政部的支持下启动“益(e)农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。
“农业物联网是个复杂的工程,总体处于试验阶段,既要重视它,又不能盲目夸大其作用,要与现有信息化工作结合。”国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示,物联网发展应用应突出重点,要优先从基础好、规模化程度高的行业入手。他认为,应在水土资源开发利用、生产过程精细管理、农产品与食品安全监控系统等领域优先发展。
面对国内传感器的发展现状,有关专家表示,要坚持自主研发与引进吸收并重。提升农业物联网的自主创新能力,难度大的技术要加快引进吸收,短平快的技术要自主研发,把传感器转换成低成本、便携式的仪器设备,通过单项技术突破与集成应用并举,加快技术研发应用步伐。
在传统农业中,人们获取农田信息的方式都很有限,主要是通过人工测量,获取过程需要消耗大量的人力,而农业物联网通过使用无线传感器网络不仅可以有效降低人力消耗,还可以检测环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤养分、等物理量参数,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,保障作物生长环境最优。
目前我国物联网产业规模保持高速增长态势,为农业物联网的应用推广奠定了基础。根据前瞻产业研究院发布的《2019-2024年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》显示,我国物联网市场规模从2009年的1710亿元显著提升至2015年的7503亿元,预计2018年我国物联网行业市场规模可达到15万亿元。
同时,在政策方面,国家不断完善农业物联网领域的政策,加大农业物联网的支持。农业部发布的《全国农业可持续发展规划(2015-2030)》中提到,到2020年,农业科技进步贡献率达到60%以上,主要农作物耕种收综合机械化水平达到68%以上。2017年8月,国家发展改革委、财政部、农业部联合印发《关于加快发展农业生产性服务业的指导意见》提出,我国要进一步加大高标准农田等基础设施建设投入力度,鼓励各地加强集中育秧、粮食烘干、农机作业、预冷贮藏等配套服务设施建设,扩大对大数据等信息化设施建设的投资。
什么是智慧农业?极飞认为,智慧农业就是通过自动的智能农业设备和产品,推动农业产业链改造升级;实现农业精细化、高效化与绿色化,保障农产品安全、农业竞争力提升和农业可持续发展。简单一点来说就是用工具实现降本增效。现在的智慧农业系统一般都是只做到了监控,很多企业都甚至都做不到辅助决策,帮助农民解决种植的根本问题,完全算不上是智慧农业解决方案。极飞智慧农业管理系统是如何解决农民种植工作这个问题的:极飞投入大量成本在中国架设了2300多个RTK导航基站,覆盖超过
35,000 个农村。为了监测打药的最优环境,极飞铺设农田里的物联网,以无人机的使用优化反哺智慧农业的落地,“
有人说智慧农业就是农业物联网,但是初期的物联网设备成本极其高昂,一般的农业生产很难在其有效服务周期覆盖掉安装和运行成本,所以很多地方搞的智慧农业项目就是花巨资搞一大堆的价格昂贵的物联网设备,一两次展示宣传过后,很多设备就不能用了,特别是早期的设备,性能较差,质量不稳定,物联网设备更新换代比较快,平台稳定性和服务及时性太差,基本上都是面子工程。
农田里的物联网设备
如果你对智慧农业或者农业大数据有一定的了解,你一定讲过不少打着智慧农业或者农业大数据平台的各种大屏,虽然各地的大屏样式五花八门,但是基本内容都是差不多的东西,都是本地农业数据的一些可视化图表、GIS图表等内容,这东西就是相当于让你看一些东西看的比原来清楚一些,但是如果说这就是农业大数据平台,我觉得任何一个人只要稍微懂一些计算机,都可以通过一些BI系统或者阿里云的可视化服务模块快速搭建,实际的成本少的可能只要几千块钱左右,那么相比于现在大几十万甚至上百万的智慧农业或者农业大数据项目,政府岂不是当了冤大头?
土壤检测
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