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。
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。
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包含五大部分:1、环境监测系统
通过物联网连接传感器对大棚内部空气温湿度、二氧化碳溶度、光照强度、土壤温湿度、土壤EC值、土壤酸碱度、土壤养分含量等进行实时采集,并上传到蜂窝智慧云平台,用户可以通过手机端小程序或PC端大数据平台进行实时查看,出现异常及时报警。
2、设备控制系统
利用蜂窝物联智能控制系统和温室内部的风机、水帘、遮阳电机、卷膜电机、卷被电机、加温电机、电磁阀门、水泵、水肥一体机等设备连接,通过蜂窝智慧云平台能够实现对这些设备的远程控制,根据传感器采集参数变化与作物生长最佳参数对比实时调控或自动控制温控系统、灌溉系统等。
3、水肥一体化设备
建立水肥一体化设备配合内部滴灌/喷灌管道,根据传感器采集的土壤湿度、土壤EC值、土壤养分、空气湿度等参数,实现对作物的精准施肥和灌溉,节约水肥,降低能源损耗。
4、可视化管理系统:
在大棚安装海康星光级高清摄像机实现对农场进行监控,通过蜂窝智慧云平台可以实现对农场的进行24小时在线监管,同时有利于管理人员是实现在办公室就可以远程对现场的人员、物资、作物进行管理,提高管理效率。
5、智慧农业大数据中心:
在办公室树立大型LED拼接屏幕,用来实时展现农场的实时状况,有利于多部门协作管理农场,提高办事管理效率。
物联网在农业领域的应用如下:
目前物联网在农业领域有很多应用,以物联网和现代信息化技术为纽带,通过“建立体系、平台管理”的思路,将农业园区进行统一规划,建立了视频监测系统、物联网监测与控制系统、水肥一体化智能灌溉系统、智慧农业展示系统,分步建设现代化服务体系,打造智慧型现代农业产业链的生态圈。
视频监测系统主要用于大棚内部安防检测,观察作物的生长态势。系统由前端摄像机采集数字图像信号,通过传输系统将信号传输至本地监控中心系统,由该系统进行控制、切换、显示、录像、回放等 *** 作,实现系统的各项功能,同时通过本地广域网线路,中心监测系统可使用电脑或手机进行远程显示、录像和控制远程视频。
物联网监测与控制系统
系统是以物联网为基础,应用农业物联网传感器作为支撑,在农业生产管理过程中,可以进行实时的环境参数采集,将光照、空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等采集到数据库,并通过网络将其传输到控制平台。
系统可以根据数据进行智能判断,远程控制温室大棚设备(包括风机、湿帘、滴灌设备等),进而进行环境调控,以“对症下药”的方式,满足温室大棚作物的生长要求,智能温室大棚控制系统在农业生产种植中的应用,正真实现了种植自动化、管理智能化、 *** 作简单化,不仅提升了温室大棚种植技术水平,而且降低了农业生产的成本费用。
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