“智慧渔业”的建设将为渔业科技跨越式发展提供强有力的信息支撑。同时,渔业科技的发展也将不断丰富“智慧渔业”的内容和提高“智能化渔业”的服务能力。
什么是智慧渔业?
智慧渔业是渔业生产的高级阶段,它的核心是把新兴技术集为一体,如互联网、移动互联网、云计算和物联网等技术,依托部署在渔业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络,去实现渔业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导等功能。
主要通过数字形式处理一切渔业要素,比如渔业资源、水域生态、捕捞和养殖,整个渔业的生产过程和渔业管理过程以信息为特征。
(来源:浙江大学刘鹰教授)
智慧渔业从狭义上说就是:渔业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能化管理。而从广义范畴上说,智慧渔业还包含农(渔)村电商、食品防伪、农业信息服务与农业休闲旅游等。
“智慧渔业”既可带动本行业的发展,又将促进全社会的进步。所以,拥有“智慧渔业”等于占领了渔业知识经济社会的一个制高点。
“智慧渔业”的发展目标是实现渔业低碳、经济、循环和高效的发展,并且它强调节能节水、空间集约、绿色高产的农业新模式以及相关技术的普及应用。
智能检测与感知控制的先进传感设施设备(来源:浙江大学刘鹰教授)
世界智慧渔业的兴起和发展现状
智慧渔业概念的提出其实是源于IBM公司提出的“智慧地球”概念。2008年,IBM提出“智慧地球”概念,他们将“智慧地球”定义为三个维度:
一是能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化;
二是促进世界更全面地互联互通 ;
三是在上述基础上,所有事物、流程、运行方式都将实现更深入的智能化,企业因此获得更智能的洞察。
在20世纪90年代中期,美国最先将卫星导航系统安装在农业机械上,从而开启了农业机械高科技、高性能、智能化的先河。
如美国的一些大型农场,都会使用产量监控器监控作物生长状况,再加上GPS定位信息、耕种区域地图、耕种作物种类和植物种群等信息,把这些信息实时传输给软件系统。这些信息经过系统进行综合分析之后,就可以做出实时判断。因此,他们在未收获作物之前就能形成产量报告,这样,有助于对农作物合理定价。
(来源:veer图库)
大家都知道,德国是机械化程度比较高的国家,政府大力投资农业技术,并由大型企业牵头发展智慧渔业。他们通过农业数据库的大力建设为智慧农业的发展提供了海量的基础数据,把传统农业生产与机械制造紧密结合,这样就大大提升了农业生产的自动化水平。
法国的智慧农业研究起步虽然相对比较晚,研究的力度和范围不及美国,但应用水平和程度并不低,尤其是联合收获机产量图生成及质量测定、施肥机械和植保机械利用GPS和GIS系统进行变量作业等已开始投入使用,并取得了突出的成果。
法国库恩(Kuhn)公司研制的Axis系列悬挂式变量撒肥机采用GPS系统和GIS系统自动生成肥料撒施分布处方图,配置了自动调节撒肥量的EMC控制系统,可实时调节撒肥盘开度与角度,实现高效变量撒肥作业。
日本是农业劳动人口老龄化和农业劳动力不足问题比较严重的国家。政府高度重视智慧农业的发展,建立了完善的农业市场信息服务系统,完成了农业科技生产信息支持体系。
目前日本已经有一半以上的农户选择使用农业物联网技术,从而大幅提高了农产品生产效率与流通效率,有效解决了农业劳动人口老龄化和农业劳动力不足的问题。
九州宫崎县高丘町的一个农业村庄(来源:veer图库)
澳大利亚十分重视的精准技术和农业物联网技术在农业资源利用中的应用。农业机械化信息化是他们关键突破口,通过大力引进和开发各种农业智能装备,发展网络基础设施建设,利用多媒体技术和远程教育等方式,使其精准农业技术及农业物联网技术走在世界前列。
通过全球近20多年的发展,欧美及日本等发达国家的智慧农业发展已经取得了相当高的成就。
国际智慧渔业的研究和应用
渔业是农业的重要组成部分。就我国而言,最新的2021年统计数据表明,渔业总产值整个农林牧渔业总产值中占了近10%。
在联合国粮食与农业组织(FAO)《2018年世界渔业和水产养殖状况》报告中明确地指出:信息和通信技术的快速发展对渔业和水产养殖部门已产生了革命性影响,在发现捕捞资源、规划和监测,以及在提供市场信息方面(包括捕捞量电子档案和可追溯系统、价格信息系统)都不例外。
另外,随着移动设备的普及,信息和通信技术在在海上安全、空间规划、联合管理和社会网络等领域发挥着重要作用。在一些资源匮乏地区的各利益相关方也会从中受益。
(来源:FAO《可持续渔业宣言》)
在FAO的研究中,智慧渔业的主要内容还是属狭义的范畴,其主要内容如下:
1海上安全和预警智能化
渔民在作业或救援行动中的安全有赖于信息通信技术。电子信号器可与自动识别系统(AIS)或渔船监测系统(VMS)组合,成为保障安全的利器,同时也能提供渔船的活动信息。手机咨询服务可就天气和极端事件提供预警,支持渔民呼叫求助。社交网络也可成为紧急情况(如疾病暴发)下的预警来源。
2渔业管理智能化
手机和平板电脑上使用的社交媒体和其他互联网应用可改进可靠数据的获取和共享,如渔获物、捕捞活动以及渔业管理规章制度,有助于各利益相关方获得赋权,特别是在联合管理伙伴关系的谈判过程中。
信息通信技术还支持对非法、不报告和不管制捕鱼的打击行动。如,全球定位系统(GPS)在捕捞作业的监测、管理和监督工作中正得到越来越多的应用,大型渔船安装渔船监测系统,另外还有SPOT跟踪器等小型跟踪设施。这样,海洋渔业管理,特别是公海渔业管理中的纠纷也会减少。
(来源:FAO《可持续渔业宣言》)
3渔业生产智能化
水产养殖管理软件支持养殖者优化生产。比如空气传感器和水中传感器以及无人机检查设备和锚定,监测环境及鱼群,并帮助优化养殖作业。在渔业行业,全球定位系统等航标系统可支持捕捞区域、记录行程以及规划节能路径的标记。
有些渔船使用信息通信技术,将用于定位鱼群、海床及水下残骸的声呐系统的信息与行程报告综合起来,可生成新的数据集,进一步提高效率。
(来源:FAO《可持续渔业宣言》)
南森(Fridjof Nansen)博士号是世界上最先进的海洋研究船,也是唯一悬挂联合国国旗的船。
“南森”号为许多缺乏适当基础设施的发展中国家提供了一个平台,这些国家可以独立地对其渔业资源进行此类海洋研究,包括气候变化、污染和海洋塑料的影响。
最新的南森号于2017年下水,船上有七个科学实验室、一个礼堂,并配备了能够快速绘制鱼类分布图的现代声纳传感器和能够拍摄海底生物照片的遥控潜水器。
4提升行业能力建设与社交网络
信息通信技术拓宽了行业能力建设方面可用工具的范围,特别是针对闭锁或偏远的社区。如,推广服务的电子化提供模式可对传统的渔业和水产养殖推广体系予以补充,支持业内人员更为便捷地了解供应链上现代可持续的做法。
5运用本地知识监测发生的变化
便捷的信息通信技术可有地做好捕捞和养殖社区的科普工作,如可建立公民科学平台,支持利益相关方使用智能手机和网站分享水生环境变化的信息,或了解到新的种群出现或生境损失。
在小规模渔业和水产养殖运用信息通信技术的经验不断累积的同时,对各类信息通信技术效益与风险以及制定实施过程中的良好做法也有了越来越多的认识。
(来源:FAO《2022年世界渔业和水产养殖状况:努力实现蓝色转型》)
我国的智慧渔业发展现状
对我国渔业来说,智慧渔业是实现水产养护、拓展和高技术三大发展战略和高效、优质、生态、健康和安全可持续发展战略目标的有效途径。
近年来,我国现代渔业,即:水产养殖、捕捞、水产加工、流通和休闲渔业这五大产业的发展都离不开渔业的科技创新、信息化和智能化。
(来源:浙江大学刘鹰教授)
信息技术已应用到政府辅助决策、资源管理、环境保护、水面利用、区划管理,以及气象海况、渔况探测预报、渔船导航和海上生产作业实时指挥等领域。
打造智慧渔业和数字渔业,是实现渔业现代化的关键。它不仅可以提升渔业的档次和工业化水平,促进渔业生产过程与监督管理的智能化和信息化,也能显著提升渔业生产和渔业管理决策的能力与水平,促进现代渔业的转型升级。
(来源:浙江大学刘鹰教授)
当前,物联网与大数据应用正推动水产养殖向智慧渔业转型,走向数字渔业和智能渔业。围绕大数据“预警、预测、决策、智能”四大要素,要实现“汗水渔业”向“智慧渔业”转变,需要养殖技术、装备技术和信息技术的高度融合。目前,部分行业领军企业已经开始了“互联网+物联网”的模式探索。
农业农村部发布《数字农业农村发展规划(2019-2025年)》是智慧渔业发展的纲领性文件,文件中在“渔业智慧化”部分中明确提出“构建4个系统”,而基于物联网的水产养殖生产和管理系统排在前面,这是为什么?因为我国是世界上第一养殖大国。因此,智慧渔业最明显体现的是在水产养殖业。
本文来源 乡村情怀
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随着第四次工业革命的快速发展,信息科学技术和多领域科学技术深度融合,诱发新的产业技术革命。新一代信息 科技 与农业的深度融合发展,孕育了第三次农业绿色革命——农业的数字革命,使农业进入了网络化、数字化、智能化发展的新时代。
在农业数字革命的推动下,世界农业产生了两大变革:一是产生了以 智慧农业 为代表的新型农业生产方式,让农业生产更加“智慧”、更加“聪明”;二是促进了 农业数字经济 发展,激活了“数据要素”的价值潜能,赋能数字农业农村新发展。
2020 年中央一号文件《中共中央国务院关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见》再次对智慧农业的发展给出了指导:“依托现有资源建设农业农村大数据中心,加快物联网、大数据、区块链、人工智能(AI)、第五代移动通信网络(5G)、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用”
智慧农业是依托互联网技术、大数据以及远程监控等现代高 科技 对传统农业进行科学化管理,在农业经营与管理的过程中实现资源消耗最低、环境破坏最少,进而实现农业生产成本的降低,实现农业现代化、智能化发展。智慧农业是农业发展的高级阶段,也是农业发展的必然趋势,从管理学角度而言,智慧农业的生产率及能源使用效率更高。
近10来,美国、英国、德国、加拿大、日本、韩国等农业发达国家高度关注智慧农业的发展,从国家层面进行战略部署,积极推进 农业物联网、农业传感器、农业大数据、农业机器人、农业区块链 等智慧农业关键技术的创新发展。
2015年,加拿大联邦政府预测与策划组织发布了《MetaScan3:新兴技术与相关信息图》,指出土壤与作物感应器(传感器)、家畜生物识别技术、农业机器人在未来5-10年将颠覆传统农业生产方式。日本2015年启动了“基于智能机械+智能IT的下一代农林水产业创造技术”项目,核心内容是“信息化技术+智能化装备”。
2017年,欧洲农机工业学会提出了“农业40(Farming40)”计划,强调智慧农业是未来欧洲农业发展的方向。
2018年,美国科学院、美国工程院和美国医学科学院联合发布《面向2030年的食品和农业科学突破》报告,重点突出了传感器、数据科学、人工智能、区块链等技术发展方向,积极推进农业与食品信息化。美国NSTC“国家人工智能研发战略计划”中,将农业作为人工智能优先应用发展的第10个领域,资助农业人工智能 科技 的中长期研发;美国农业部“2018-2022年战略规划”中,突出了农业人工智能、自动化与遥感技术的应用。
根据国际咨询机构(Research andmarket)分析,2019年全球智慧农业市值167亿美元,2027年将达到292亿美元,2021-2027年全球智慧农业市值年复合增长率(Compound annual growthrate,CAGR)将达到97%。
目前,国际上以美国为代表的大田智慧农业、以德国为代表的智慧养殖业、以荷兰为代表的智能温室生产以及以日本为代表的小型智能装备业,均取得巨大进步,形成了相对成熟的技术与产品,而且还形成了商业化的发展模式,为我国发展智慧农业提供了可借鉴的经验。
我国2014年提出“智慧农业”的概念,与美国相比落后大约30年。我国农业上应用信息技术起步较晚但发展较快。由于我国区域间经济发展不均衡,智慧农业在不同地区发展差异较大,东部地区因地理优势和经济因素在智慧农业发展上取得了显著成果,西部地区山区多,发展相对较慢,并且还存在原始的传统农业。我国智慧农业的发展在2009-2015年进入缓慢增长期,2016-2020年进入快速增长期。
我国智慧农业科学研究在实验室中的进展迅速,但在实际应用中进展缓慢,并且依托现代化农业设施的发展,主要集中在农田改造、水利设施、电力设施等方面。部分地区发挥其独特优势,尽管总体经济落后。
2016 年,新疆地方政府大力倡导智慧农业概念,新疆生产建设兵团利用智能专家系统与专家智慧库等技术在呼图壁县红柳塘示范园区进行棉花种植生产布局,并重点建设了“123工程”,因地制宜,大大推进了当地棉花产业体系的快速发展。
近年来,浦东新区在智慧农业发展中成果显著。第一,初步建立了智慧农业发展体系,建立了大数据中心、智慧农业工作机制和研发平台;第二,建立“农民一点通”和“惠农通”等服务平台,加强对农民生产技术上的指导;第三,建立了田间档案记录及二维码管理的农产品监控与追溯系统,及时记录农产品生产过程中的播种、施肥、施药等各种数据,为农产品的质量安全提供保障;第四,物联网建设试点初步建立,现有19家智慧农业示范基地,主要利用传感器在大棚中运用“水肥一体化”技术进行生产;第五,推动智慧农业发展的同时带动了一批高 科技 企业,例如:上海孙桥农业园区、多利农庄等。
2020年,广东建立了以政府为引的投资引入民间资本,通过“1+4+N”模式发展智慧农业,即以“基础设施、平台载体、龙头企业和新型农民”为核心要素,优先在农业生产经营管理及农产品质量安全等N个场景和领域进行推广应用,获得了良好的效果。
目前,从我国农业生产模式及农民文化素质角度来看,智慧农业存在应用难题。由于我国农村人均占地少且文化素质不高,大部分农业生产采用包干到户及分散经营的小农生产,因此在模式上和技术上存在推广难题。
比如,想要实现农业生产转型发展智慧农业的农户只能自己出资购买相应的设备及软件服务,这一方面将给农民带来较大的经济压力,另一方面也会提升农民的生产经营风险。同时,对于新兴互联网技术而言,我国在应用方面还未实现标准规范化发展,许多传感器、智能设备及机械设备之间无法形成数据信息共享,致使不同厂家的产品只能独立化运营,无法形成规模化发展,同样不利于智慧农业的发展。
其次,在农业数据共享方面,不仅我国农村地区信息化建设成熟度不同,导致无法建成健全的农业信息数据共享平台。同时,由于我国农业统计数据部门较为且各部门的信息化发展程度与技术也存在差异性,进一步加剧了农业数据共享体系建设。具体发展问题包括:不同农业数据统计部门根据自身需求搜集和计算数据,缺乏统一的体系规划,致使农业数据重复获取或者存在数据空白问题;农业数据平台网站较多,但是每个平台之间界限不清,底层架构的不同导致数据无法实现共享。
随着新技术和新方法的进步,智慧农业所涉及的元件更加微型化、功能也更加多样化,为智慧农业的发展打下了良好的基础;传感器等微型元件的低廉化,使智慧农业的发展更为迅速。智慧农业不是简单的把智能农机搬运到农村作业,还需要一个“智慧乡村”及其完善系统的基础设施和服务保障。在国家政策的支持下农村地区信息化程度越来越高,农民重视文化的观念越来越强烈,相信智慧农业将会迎来更好的发展期
当前,我国正处于向第二个一百年奋斗目标迈进入 历史 关口,大力发展智慧农业,对变革传统农业生产方式,大幅度提高农业资源利用率和生产效率,实现农业高质量发展具有重要作用,对“全面推进乡村振兴,加快农业农村现代化”具有重大意义。
参考资料
百度百科——智慧农业
《 中国农业文摘·农业工程 2021年第6期 —— 智慧农业的发展现状与未来展望 》
《 农业经济 2021/10 —— 我国智慧农业的发展困境与战略对策 》
《 现代农业研究26卷 —— 智慧农业发展现状及前景分析 》
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行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)
行业概况
1、定义
所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。
早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。
2、产业链剖析:共有四大层面
所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。
从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。
自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。
行业发展历程:处于市场验证期
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换
和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:
行业政策背景:政策大力推进
“十三五”以来,国家重视物联网产业建设及物联网成果应用,出台多度政策意见来推动物联网产业发展。在“十三五”以来发布的行业政策中,以推动物联网成果应用为主,利用物联网技术加强信息交换、提高监督管理水平等。
根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。
十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。
沃尔顿链团队由一群专注于物联网和区块链、RFID技术先驱者及实体企业经营管理,营销运营,财务类专家组成。团队成员来自中韩两国,涵盖企业、学术、投资三届精英人士,践行区块链技术向物联网的拓展,这必将成为时代变革的领导者。1、发起人
都相赫(韩国):韩国籍,中韩文化交流发展委员会(文在寅总统自 营机关)副会长,韩国标准产品协会理事,韩国中小企业委员会城南市会长,韩国NC科技株式会社会长。IT TODAY新闻社资深大记者,NEWS PAPER经济部门大记者。韩国电子新闻社(ET NEWS)理事。
许芳呈(中国):中国籍,企业管理专业毕业,七匹狼公司供应链管理总监,天使投资人。
2、高级顾问
金锡基(物联网):韩国籍,韩国电子行业的,工学博士(毕业于 美国明尼苏达大学),韩国高丽大学教授,曾任职于贝尔实验室、美国霍尼韦尔公司,担任过韩国三星电子公司副总裁,集成电路设计领域的资深专家,IEEE 高级会员,韩国电气工程师学会副会长,韩国半导体科学家及工程师协会主席。 发表学术论文 250 多篇,拥有发明专利 60 余项。
朱延平(区块链):中国台湾籍,工学博士(毕业于台湾成功大学),台湾云端服务协会理事长,中兴大学资讯管理系主任。曾获得台湾教育部青年发明奖,台湾十大资讯人才奖。多年来对区块链的应用有着深入的研究,带领区块链技术团队开发系统应用于健康大数据和农业溯源项目。
3、首席专家
莫冰(物联网):中国籍,工学博士(毕业于哈尔滨工业大学),韩国高丽大学研究教授,中山大学特聘研究员,物联网专家,集成电路专家,中国微米纳米技术学会高级会员,IEEE会员。发表论文20多篇,申请发明专利18项。 2013年开始接触比特币,比特时代、韩国korbit最早的用户之一。2013年作为韩国高丽大学的技术负责人,与三星集团合作完成“基于对等网络的多传感器数据交互及融合”项目。致力于将区块链技术与物联网相结合,打造可真正商业化应用的公共链。
魏松杰(区块链):中国籍,工学博士(毕业于美国特拉华大学),南京理工大学副教授,网络空间安全工程研究院核心成员,硕士生导师。区块链技术专家,研究领域为计算机网络协议与应用、网络与信息安全,发表论文 20 多篇,申请发明专利7项。在美国期间,曾经就职于谷歌、高通、彭博社等多家高科技公司,担任研发工程师和技术专家职务,具有丰富的计算机系统设计、 产品开发和工程项目管理经验。
4、核心团队(部分):
单良:毕业于KOREATECH(韩国理工大学)机械工程专业,风险投资专业博士,韩国株式会社沃尔顿链科技公司代表,NHTECH中国部经理,在韩博士生联谊会经济组组长。
林和瑞:在诺基亚、微软工作多年,负责硬件产品开发、供应链管理工作。2014 年开始创办多家物联网企业,布局物联网行业产业链。开发的产品和服务得到市场认可。
赵海明:成均馆大学化工导电高分子专业博士,韩国BK21th 导电高分子项目核心成员,韩国京畿道传感器研究所研究员,韩国NCTECH 环保科技公司研究员,中华总商会副会长,常年从事韩国半导体、传感器等方面等技术转移工作。
刘才:工学硕士,具有十二年超大规模集成电路设计与验证经验,对RFID 芯片设计全流程、SOC 芯片架构、数模混合电路设计等具有丰富的实际项目经验,包括算法设计,RTL 设计,仿真验证,FPGA 原型验证,DC 综合,后端PR,封装测试等。曾带领团队完成多款导航定位基带芯片,以及通信基带芯片的开发,完成过AES、DES 等加密模块设计,曾获得卫星导航定位协会科技进步一等奖。精通区块链底层共识机制的原理和相关非对称加密算法。
杨锋:工学硕士,曾工作于中兴通讯,人工智能专家,集成电路专家。十二年超大规模集成电路研发、架构设计、验证经验;五年人工智能,遗传算法方面研究经验。曾获得深圳市科技创新奖;对RFID 技术、区块链底层架构、智能合约、各类共识机制算法原理和实现有深入的研究。
郭建平:工学博士(毕业于香港中文大学),IEEE 高级会员。集成电路领域专家,在IC 设计领域已发表40 多篇国际期刊/会议论文,申请中国发明专利16 项。
以上内容不构成任何投资建议,市场有风险,入市需谨慎。
1、美国:高级信息化精准农业。
美国是世界上最早提出并实践精准农业的国家,也代表着这一领域先进的发展水平。美国约有200多万个农场,其中有60%-70%采用了精准农业技术。从农业本身看,精准农业主要应用于美国中西部大豆、小麦、玉米和部分经济作物。
美国是世界上最早研究与应用精准农业技术的国家,在20世纪90年代中期,美国就进行了土壤结构密度传感技术、土壤传导性技术、电磁感应技术等农业工程领域的研究,这些技术现在已经陆续在农业生产中使用,对土壤元素测定、农作物产量监测、施肥变量反应等耕作技术起到实质性推动。
美国精准农业发展模式其核心是技术层面,将现代化的信息技术、农业技术与工程技术进行了有机的结合,体现了精准农业所要求的时间与空间差异,在此基础上,通过农田地理信息系统提供的地理信息确定作物的最佳生产模型,决定依据不同作物的差异,采用卫星定位,智能机械,智能施肥、灌溉、喷洒农药等,最大限度地优化各项农业投入,同时也保护了农业生态环境及土地资源。
美国的精准农业追求的不是集约化时代下的高产,而是强调单位面积的投入与产出的最佳比例,强调效益,因此,更加注重农业投入、农业产出、生态环境以及精准技术等不同要素的互动,互动的结果决定了效益。其效益主要体现在两个方面,一是通过减少投入来提高农作物的产量与品质,二是保护生态环境,减少农业耕种中化学物质滥用造成的环境污染。近两年,美国农业企业纷纷瞄准“大数据”在农业管理的应用。
2、以色列:发达的温室技术与节水灌溉。
越来越多的航拍无人机服务于节目录制、婚礼记录之中;身边越来越多的普通人购买了消费级航拍无人机。虽然现在的消费级无人机 *** 作已经非常简单,但航拍出令人满意的作品还有很多学问。下面环球网无人机频道奉上在评测过程中总结的一些超级简单且实用的航拍技巧,让初学者在朋友圈中化身“老司机”。
在20世纪70年代之前,以色列的农产品还是大量依靠进口,其后,以色列依据本国的自然资源条件,调整了农作物种植结构,减少了对土地资源要求高的粮食作物种植,积极发展温室技术,改种产值高的花卉、蔬菜及水果,大大改善了其农业生产状况。以色列的温室技术从20世纪70年代至今,完全实现了智能化与自动化,一个温室大约4000㎡,从播种开始到收获,全过程电脑控制,基本上不需要人力,而且将滴灌技术引入温室系统,进一步提高了花卉、蔬菜等农作物的产量。
以色列大部分地区干旱少雨,土地贫瘠,提高水资源的利用率是以色列解决农业发展的最大问题,因此,节水技术研究一直是以色列农业科学中最显要的课题。从20世纪中期开始,以色列政府大规模进行水利建设,将北部水源引入到沙漠纵深,将地下水抽取连成全国网络,在此基础上积极发展节水灌溉技术。滴灌与喷灌是以色列的节水灌溉技术的主要形式,发展到今天,已经是第七代技术,广泛运用于温室、沙漠地带、绿化带等区域,由于其全国的地下水已经形成了联网,建立节水灌溉设施相对比较容易。
以色列十分重视农作物育种技术的开发与改变,依据市场的需求,不断开发高效无公害及抗病虫害农作物种子,利用生物工程技术开发的新品种能够降低对农药和化肥的依赖,保证能在自然状态下生长,其良种开发技术位居世界前列。以色列在节水灌溉技术发展的同时,还开发出水肥一体化技术,灌溉与施肥同时进行,这种精准技术是建立在对土壤品质及作物生长过程的监测之上,实现了节水、灌溉与平衡施肥的统一化。
3、中国:需求空间爆发的前夕。
中国早在20世纪90年代,就开始了精准农业的应用研究,先后在北京、上海、新疆、黑龙江等13 个地方实现了大面积应用。
以新疆生产建设兵团为例,从1999年提出精准灌溉、施肥、播种、收获及环境动态监控开始,到2003年已基本形成比较完善的精准农业技术体系,在棉花生产的大面积应用中获得了极大的经济、社会及生态效益:平均单产122千克,增产17%;实施半精量播种的棉田,播种量由原来的6千克降为4千克;氮肥的利用率可以提高7%一8%,磷肥的利用率可以提高3%一5%;单个职工管理棉花的面积从20一25亩提高到100一150亩,劳动生产率是原来的5一7倍。
近年来,中国农业部还推出116 项农业物联网应用模式,旨在将物联网作为实施“互联网+ 现代农业” 行动的一项根本性措施,加快推广应用,充分发挥其在节水、节药、节肥、节劳动力等方面的作用,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,促进农业产销向智能化、精准化、网络化方向转变。
中国规模化土地流转正在稳步推进,据农业部数据显示,截至2014年底,全国土地流转面积达403亿亩,比2013年增长183%,流转面积占家庭承包经营耕地面积的304%,预计2015年流转面积将达5亿亩。据北美农业发展历史及经验显示,在农业规模化、集约化的过程中,精准农业的需求是会持续增长,中国市场在经历10多年的培育后,已经处于需求空间爆发的前夕。
物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络。将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效推动了智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大提高了人们的生活质量。一、从“信息高速公路”到“物联网”
1993年,美国政府宣布实施一项新的高科技计划——“国家信息基础设施”,旨在以因特网为雏形,兴建信息时代的高速公路——“信息高速公路”,使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。这一计划的提出,导致美国信息产业高速发展,进入了以网络经济为主导的新经济时代,创造了巨大的经济效益和社会效益。如今面对来势凶猛的金融危机,美国的经济社会发展面临着前所未有的挑战,亟需一个全新的经济增长点拉动经济走出低谷并再次迎接长时间的繁荣。由此,物联网战略——“智慧的地球”应运而生。
2008年的时候IBM提出了智慧地球的计划,该计划的核心就是物联网。物联网具备极其广泛的行业覆盖度以及影响力。物联网的发展不仅能促进新兴信息技术产业的发展,而且还能带动诸如智能能源、智能运输、智能医疗等诸多传统行业的发展。将物联网技术引入家庭生活,还能带来智能家居。由于物联网能够全面改善居民生活水平,提高整个经济社会的运转效率,因此物联网的发展被称为是继计算机、互联网之后,世界信息产业发展的第三次浪潮。
今天,“智慧地球”战略被美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,为世界所瞩目。
二、“智慧城市”的研究现状
智慧城市的概念
·数字城市与物理城市
数字城市存在于网络空间(cyber space)中,虚拟的数字城市与现实的物理城市相互映射,是现实生活的物理城市在网络世界中的一个数字再现(Li Deren&Yao Yuan&Shao Zhenfeng&et al,2014)
·智慧城市定义
图“智慧城市”研究的相关知识点
智慧城市则是建立在数字城市的基础框架上,通过无所不在的 传感网 将它与现实城市关联起来,将 海量数据 存储、计算、分析和决策交由 云计算 平台处理,并按照分析决策结果对各种设施进行 自动化的控制 。(Li Deren&Shan Jie&Shao Zhenfeng et al,2013)
即, 智慧城市=物联网+大数据+云计算 。
(李德仁,姚远,邵振峰,2014)
智慧城市的建设历程
图国内外智慧城市建设历程
(王广斌,张雷,刘洪磊,2013)
三、物联网在智慧城市中的行业应用
1在民生领域中的应用。民生大数据包括有人口、环境、交通、健康、经济等数据。
2在市场监管领域的应用。可以挖掘技术来分析不同变化的市场数据,以便于相关部门及时的对市场变化做出相应的反应,提高对于未来实践的准确预警度,实时进行监管。
3在政府服务领域的应用。可以共享帮助政府的各个部门间或政府与市民间形成信息共享。
4在基础设施领域的应用。可以更加方便对交通和电力等设施进行数据的采集和分析,能够更加完善的促进城市基础设施建设。
“民生”一直以来都是全球物联网市场与中国本土发展最重要的切入点。居家养老、科技农业、食品追溯、车联网等一批围绕民生开展的应用正日趋成熟。
例:
1 比如一个产品“伴”系统。通过一个传感器、一块大垫子,就可以监控家中老人的身体状况,并作出判断是否需要通知子女或社区医生。通过垫在床脚处的传感器,远程监控中心可以发现老人生理数据上的异动,如心跳、血压发生大的变化,则在远端预警。服务中心可就此发出指令,或联系子女,或联系街道以提供帮助。而另一块铺在地上的大垫子则能察觉老人是否跌倒。通过跌倒在地上的姿势、卧地时间长度等数据,可以判断是不是出了意外。这一套系统已在上海一些社区试点。
2 近年来,从毒豇豆、地沟油、瘦肉精,到漂白蘑菇、化学火锅……面对频发的食品安全事件,不禁想问,吃什么才是安全的?企业物该如何重拾消费者信任?联网技术可以作为一个全面管控体系,可以从源头上把控风险。
比如餐厨垃圾中的油脂排放到采用物联网技术的专用油桶中,通过互联网自动将油脂数量、时间、地点等信息上传至监管系统,运输车辆采用GPS跟踪路径,轨迹信息同样上传至监管系统……通过大数据技术,当发现GPS轨迹信息、油桶身份信息等数据异常时,系统会及时提醒监管部门处理。
3 美国调研公司曾调查超过600名来自教育和IT行业的领袖,其中将近一半的人相信,在未来两年内,物联网技术将会改变学生们在校园的学习方式。
具体看,智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中,并且被普遍连接,形成“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现教学、生活与校园资源和系统的整合。
比如流媒体视频课程和数据分析可以帮助教师跟踪学生的学习情况,根据他们的能力水平定制教学内容,以及预测学生的执行情况。
4 物联网技术在医疗领域的应用潜能同样巨大。普遍认为,未来20年内将迎来人工智能诊疗的时代。
例如儿科部会记录早产儿和患病婴儿的每一次心跳,然后将这些数据与历史数据相结合。基于这些分析,系统可以在婴儿表现出任何明显的症状之前就检测到感染,这使得医生可以早期干预和治疗。
远程医疗监护也在兴起。利用物联网技术,构建以患者为中心,基于危急重病患的远程会诊和持续监护服务体系。可以减少患者进医院和诊所的次数。
四、物联网中大数据的价值与痛点
物联网简单来说,其实就是利用互联网把现实中的所有物品利用传感器连接起来,在这个基础上会产生大量的数据。而如何从这些数据中挖掘出有用的信息,充分利用这份资源,才是最具难度和价值的。
比如监测老年人身体健康的数据,除了应用于通知子女和社区医生,还可提供给医疗机构、养老机构等。甚至可以运用这份数据,针对每位老人制定相应的养老计划。
监测食品安全的数据也是如此。除了提供给政府方便监管以外,还可以提供给餐饮机构。将后厨的信息、食材履历、厨余去向等信息在互联网平台展示,让消费者通过互联网随时走进企业。一份数据,可以同时起到监控、管理、宣传三大功能。
数据的价值是强大的。SNS霸主Facebook就将他拥有的海量用户数据玩的非常漂亮。Facebook可以知道你什么时候跟别人约会,什么时候分手。就在今年情人节后第三天,Facebook通过其开发博客公布了其数据研究部门科学家团队的一项发现,即利用Facebook网站的统计数据,可以判断发帖的用户是否、何时擦出了爱的火花。
活跃用户规模已达到27亿的Facebook掌握了数以亿计的用户信息。使用一定的模型,可以从这些数据中挖掘出无限有趣的信息。比如新的感情开始时人们最喜欢的音乐、最喜欢的商品等等。
随着物联网技术的不断进化,智慧城市的不断快速发展,各种大数据也在不断被人们所发现,并应用实际中。所以需要同步发展的是数据挖据、决策分析的能力。将大数据转化为数据资产,将智慧城市建设成智能化、互联化的城市。
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