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。一、农技专家可以对种植户进行远程诊断和指导,让农民的困难和问题得到快速的解决农业物联网的应用,如果种植户的作物在生长过程中出现问题了,农技人员可以通过农业物联网分析作物出现哪些问题。并且专家还可以通过对数据的分析来为种植户提供科学的指导,从而实现种植作物的远程诊断和就医。二、食品生产数据可追溯,保证食品的安全,让农民的收入大幅增加农业物联网技术大范围的推广,让农产品的生产数据可追溯变得更加容易,更加全面了,从而也为保证农产品的安全提供了条件。对于农业种植户来说,自己家的食品有了安全保护,那么将会获得更高的利益,同时也是农业物联网真正走向健康发展最现实的驱动力。三、农业专家的明显示范作用,明星展示厅让农业技术的推广变得更简便农业物联网技术的应用,可以将农业专家或者种植能手的示范田、示范棚的现场数据,通过云平台实时展示给公众,构建起一个种植数据的公开展示厅,这样不仅能让的人从中学习到科学种植经验,也能让农业种植能手通过云平台数据秀出自己的风采。四、农业物联网使农民与市场更加亲近以前,种植户种植了大量的农产品,想要给它拿到大的城市里去卖,但是由于种种原因,实施起来非常困难。而如今有了农业物联网的应用,农民的农产品可以在网上直接卖到大的城市里,这使农民与市场更加亲近了。五、历史数据的积累,为农业种植科学分析提供了数据基础现在我们都在讲大数据,大数据首先是要有准确的数据来源做支撑的,农业物联网恰恰是通过对每个田间、每个大棚、每个作物生长过程进行不间断的数据采集,才能够在云平台上建立起相应的作物种植大数据库,有了这样的大数据,就可以对作物的品质产量与种植期间的数据进行分析,科学的总结出作物的最佳生长条件,同时也为农业科学研究提供了有效的数据基础。
数字农业是指以现代信息技术为基础,以提高农业生产效率和产品质量为目标,运用计算机、传感网络等高新技术,通过现代信息通信技术对农作物的生长、加工、管理等环节进行有效监控和控制的农业生产过程。
那么数字农业与传统的农业有什么不同呢?它与现代物联网有什么不同呢?现代社会,随着信息技术手段在农村的广泛应用,以及互联网、物联网技术与数字农场、智能电网和智慧社区建设相结合,使农村的信息化程度不断提高。为了适应新形势提出的对信息化发展需求,人们开始将农业作为一个新兴产业加快发展。这是随着工业技术和信息系统的飞速发展出现的结果。
一方面,数字农业是在各种信息技术应用手段下生产出来的一种新型数字化农村生产方式;另一方面,数字农业又是一种全新技术体系。因此在新形势下将数字农业与传统农业进行融合,将其建设成为一个智慧乡村中具有独特优势和发展前景的新兴产业。
1、数字化农场
数字化农场是指通过信息技术手段建立数字农场,以实现农场的生产经营活动的高效管理和智能化控制。数字化农场是现代化农业生产必不可少的环节,它可以提高现代农业的生产效率,降低农业成本,提升农业发展水平,从而使农业成为现代化的朝阳产业。
它为现代农业发展提供了一个全新的产业平台,促进了农业生产方式的现代化和智能化。随着农业现代化技术及自动化设备的发展,数字化农场有望实现农业信息化。但由于其生产与种植过程复杂。数字化农场将有助于提高农业生产效率,促进农业生产标准化进程,提高农业经济效益,改善生态环境和农民生活质量,推动社会进步。
数字化农场实现过程包括:
1利用计算机技术分析气象资料,预测天气变化和植物生长规律;
2自动采集植物生长状况和土壤湿度数据;3生产数据与环境变化信息同步;
4自动灌溉设备自动控制作物生长或施肥;
5自动排灌灌溉设备(水)灌排等。实现了农业生产智能化的数字化农场。
例如:中国农业科学院的张洪波教授在河北三河市燕郊农场应用了先进设备种植大棚西瓜,这是国内第一个采用机械化育苗方式生产西瓜的规模化农场。现在大棚西瓜育苗已成为了常态化生产模式。在我国数字农场也得到了广泛应用,效果显著。
2、农业物联网
近年来,农业物联网发展迅速,包括智能温室、智能作物管理系统、智慧农业的物联网应用、农业物联网环境监测系统等。未来农业物联网将在农业生产的各个环节实现有效监控、控制、优化资源配置,充分发挥农业物联网在智慧农业发展中的重要作用,有效提升我国农业现代化水平。
(1)智能温室由传感器装置与温度探测器两部分组成。传感器装置主要通过移动设备对温室内气温、湿度、空气温湿度、土壤温湿度进行采集。传感器装置可以将传感器收集到到的信息通过无线网络发送到控制室,然后控制室通过传感器装置根据接收到的信息进行 *** 作设置和控制实现精准控制温室内作物生长发育过程中所需要温湿度及空气质量状况。
温室内温度传感器设置在室外环境中,通过安装在温室顶部的温度传感器,可以实时监测到温室内的温度变化情况来进行调节,从而保证温室内空气以及农作物生长发育情况。传感器装置利用移动设备(手机)实现与环境之间的无线通信和实时互动,从而实现整个温室内部环境调节与自动控制的功能。
温室内各功能设备均可实现数据传输功能,便于温室设备之间及对温室内部各部分参数(温度、湿度及光照)进行实时监控及调节。整个系统将根据温室内各个功能设备产生到信号数据,实现无人值守控制系统及农业物联网环境监测系统技术的应用以及农业生产全程监控智能化。
3、农业云平台
未来,智慧乡村建设中的数字农业将主要通过以下四个方面来实现。
首先,在智慧农业中建立一个具有数据处理、管理和分析能力的云平台,通过云平台实现对传统农业的信息、资源的整合,进而实现对农村基础设施与环境的管理。
其次,利用数字技术打造一个基于大数据和云计算的平台,对传统农业中不合理的部分进行优化并建立数据分析模型来进行分析与改进,从而实现对农业资源管理的优化与利用。
再次,要利用现代网络以及物联网技术,实现对农业信息网络系统优化升级和全面监控,从而实现对农业信息网络系统对用户和产品需求的及时反馈以及信息获取以及处理反馈服务的精准优化和安全保障义务。
最后,通过云上村互联网平台实现与政府等部门的互通与对接。让农民通过云上村互联网平台获得生产信息和知识,实现高效农业生产模式的转变。数字农业正逐渐成为我国未来三年现代农业发展的重要方向之一,但目前我国数字农业还处于发展阶段。未来数字农业会以什么样的方式发展?农民朋友将如何利用网络?这将成为制约数字农业发展的主要问题之一!
4、智能农田管理系统
智能农田管理系统是由电脑或手机控制的农田自动监测、自动计算和自动报警系统。可以完成农业监测自动化的系统包括自动气象监控系统、自动土壤水分监控系统、自动灌溉控制系统等。
其中,自动气象监控系统可以实现对田地的实时监控,当温度过高或过低时会自动向控制中心发送警报,通过控制中心将其发送到控制中心。通过与当地气象部门的联网管理和信息共享,可以快速对田地里的空气进行自动调节。自动土壤温度监控系统是将土壤温度监测系统安装在田里,采用 GPS定位系统将田间观测温度进行准确定量地测量。
该系统在全国共有22万亩农田得到了应用。这些田里基本上都有这种监测设备,可以及时地了解到农作物生长的各个阶段,保证农作物长得好。而且智能农田监测系统对土壤的有效监测还有其他多种方式,包括在线监测、移动监测与远程实时监控等。所以智能农田监测系统就是能够及时地监测到农作物对生长环境的变化趋势以及农作物所需的水分、温度等变化情况,帮助人们及时做出相应的判断和决策。
近3年,伴随着传感器精度的提高,大数据、机器视觉、机器学习等领域的高速发展,智慧农业商业化的时间点已经来临,行业龙头和VC都在积极投资。根据中金公司智慧农业行业研究报告分析,预计到2020年,智慧农业的可及市场空间将超过800亿美元。其中以农业物联网应用的“精准农业”发展最为迅速。“精准农业”主要是指:将传感器等硬件收集到的实时农作物、土壤、牲畜数据与天气、温度,湿度等环境数据相结合,利用分析软件对数据进行处理后,向农业用户提供更好的决策建议,达到节省资源、提高产量、降低风险等一系列目的。具体应用包括精准种植、精准灌溉、精准施肥、精准农药喷洒等。该部分在智慧农业中市场规模最大、商业化最成熟,根据MarketsAndMarkets预计,到2022年精准农业可及市场空间将超过200亿美元。
可根据个人或企业的种植园区或种植基地的实际情况,选择适合园区或基地本身的农业物联网解决方案,如果只是针对生产过程,可选农业远程智能监控房方案;如果针对农产品,可选择农产品溯源,如果需要综合考虑,可选择智慧农业云平台等方案,智慧农业解决方案提供商也会到实地进行考察,给出相关的建议。农业物联网的应用主要集中在农业资源监测和利用、农业生态环境监测、农业生产精细管理和农产品安全溯源等方面。
一、农业资源监测和利用领域
在农业资源监测和利用领域,利用各种资源卫星收集国土资源情况,利用先进的传感器、信息传输和互联网等综合化信息监测、传输、分析平台实现区域农业的统筹规划和资源监测。如美国加州大学洛杉矶分校建立的林业资源环境监测网络,通过对加州地区的森林资源进行实时监测,为相应部门提供实时的资源利用信息,为统筹管理林业提供支撑。欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测,其中,法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报,对病虫害进行测报。
二、农业生态环境监测领域
在农业生态环境监测领域,农业物联网主要利用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络,利用无线传感器技术、信息融合传输技术和智能分析技术感知生态环境变化。如美国加州大学伯克利分校的研究人员通过无线传感器网络对大鸭岛上海燕的栖息情况进行了9个月周期性的环境监测,采用区域化静态MICA传感器节点部署,实现了无人侵、无破坏的对敏感野生动物及其栖息地的监测。美国、法国和日本等一些国家主要综合运用建立覆盖全国的农业信息化平台,实现对农业生态环境的自动监测,保证农业生态环境的可持续发展。
三、农业生产精细管理领域
在农业生产精细管理领域,将光、温、水、气、土、生物等农业物联网传感器布局于大田作物生产、果园种植、畜禽水产养殖等方面,实现不间断化感知、实时化决策、精细化生产。如2002年英特尔公司率先在美国俄勒冈州建立了世界上第一个无线传感器网络葡萄园。通过采用Crossbow公司的Mote系列传感器,每隔一分钟采集一次光照、土壤温湿度等数据,实时监控葡萄生长环境的细微变化,确保葡萄的健康生长;2004年美国佐治亚州的两个农场使用了与无线互联网配套的远距离视频系统和GPS定位技术,分别监控蔬菜的包装和灌溉系统。荷兰VELOS智能化母猪管理系统,能够实现自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。泰国初步形成了小规模的水产养殖物联网,解决了RFID技术在水产品领域的应用难题。
四、在农产品安全溯源领域
在农产品安全溯源领域,利用条码技术和RFID技术等来跟踪、识别、监测农产品的生产、运输、消费过程,保证农产品的质量安全。例如2001年起,加拿大肉牛使用一维条形码耳标之后又过渡电子耳标;2004年日本基于RFID技术构建了农产品追溯试验系统,利用RFID标签,实现了对农产品流通管理和个体识别。近年来,RFID的应用更加广泛并由此形成了自动识别技术与装备制造产业。据美国市调公司ABIresearch2007年度第一季报告显示,2006年全球RFID市场为3812亿美元,其中亚太地区已跃为全球最大市场,规模为1407亿美元。农业互联网优势:
1、通过物联网实时监测,应用大数据进行分析和预测,实现精准农业,降低单位成本,提高单位产量
2、互联网技术推动农场的信息化管理,实现工厂化的流程式运作,进一步提升经营效率,更有助于先进模式的推广复制
3、“互联网+农业”不仅能够催生巨大数据搜集、信息平台建设等技术服务需求,同时也生产打开了更大的农资产品销售空间据农业部农产品质量安全监管局巡视员广德福等与会人士介绍,目前我国农业物联网在五个环节应用成效明显:一是在农业资源的精细监测和调度方面,利用卫星搭载高精度感知设备,获取土壤、墒情、水文等精细农业资源信息,配合农业资源调度专家系统,实现科学决策;二是在农业生态环境的监测和管理方面,利用传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术,构建农业生态环境监测网络,实现对农业生态环境的自动监测;三是在农业生产过程的精细管理方面,应用于大田种植、设施农业、果园生产、畜禽水产养殖作业,实现生产过程的智能化控制和科学化管理,提高资源利用率和劳动生产率;四是在农产品质量溯源方面,通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理,实现农产品“从农田到餐桌”的全程追溯,为农产品安全保驾护航;五是在农产品物流方面,利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪,有效提高农产品在仓储和货运中的效率,促进农产品电子商务发展。
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