什么是农业物联网?

什么是农业物联网?,第1张

农业物联网,即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的物联网。可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
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、PH 值传感器、光照度传感器、CO2 传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO2 浓度等物理量参数,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件。
农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络, 通过各种传感器采集信息, 以帮助农民及时发现问题, 并且准确地确定发生问题的位置, 这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。
在计算机互联网的基础上,利用 RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

智能农业联网系统便是将物联网应用到传统农业中去,运用感应器和手机软件根据移动应用平台或是计算机网站对农业开展 *** 纵。从理论上而言,智能农业还包含农业电子商务、食品安全追溯防伪标识、农牧业度假旅游、农牧业数据服务等领域具体内容。

智能农业是农业种植的普及化,是集新起的互联网技术、移动互联、云计算技术和物联网为一体,借助布署在农业当场的各种各样传感器连接点(自然环境温湿度记录、土壤含水量、二氧化碳、图象等)和无线通信网络完成农业自然环境的智能化认知、智能化预警信息、智能化管理决策、数据分析系统、权威专家线上具体指导,为农业给予精确化栽种、可视化管理、智能化系统管理决策。

信息内容和知识是智能农业的关键因素。现阶段,互联网技术、物联网技术、互联网大数据、云计算技术、人工智能技术等现代科技,已经与农牧业紧密结合,具有农业信息认知、定量分析管理决策、智能控制系统、精确资金投入、人性化服务的全新升级农牧业生产过程已经应用到了实践活动中

该系统在农牧业中的功效管理方法智能化系统、可以根据计算机、手机上完成对温室大棚内栽种管理方法智能化系统花纹、精细化管理上肥,可做到提高效益,改进质量,节约人力资源、减少人力偏差、提高细致经济效益的目地,完成温室大棚栽种的精益化管理。

目前大家都会讲互联网大数据,大数据最先是要有确切的数据来源做支持的,智慧农业监控系统是根据对每一个田里、每一个温室大棚、每一个农作物生长发育全过程开展无间断的数据采集,才能在云管理平台上确立起对应的农作物栽种大数据库,拥有如此的互联网大数据,就可以对农作物的质量生产量与栽种过程中的信息开展监管剖析,科学合理的汇总出植物的最好生长发育标准,与此同时也为农牧业科研带来了高效的信息基本。

托普农业物联网数字化农业管理系统集成网络地理信息系统、物联网监控管理系统,可实现数据共享和动态数据服务。生态农业数字化管理系统以一定物理模式和逻辑模式的形式进行架设。具体涉及:遥感影像或相关图像的处理与分析:包括高分辨率的遥感影像及其它以图像方式提供的各类数据;地物的空间模型:包括对象、地形、环境、网络和拓朴关系等;属性信息管理:即动、静态数据管理;空间分析:包括缓冲区、测量、等值线及地统计分析与图表等;应用程序:包括服务器和客户端程序,以实现农业生产管理平台的系统功能;其它附属功能:统计分析等。

2015-04-23 国农互联

各国农业物联网发展概况

美国

推进农业数据标准化。从长期来看,农业物联网需要的是可以相互识别的可 *** 作标准,这样不同设备才能在一起工作,否则不同设备传回的信息格式不能兼容。目前AgGateway和OADA正在研究农业数据标准化的问题。AgGateway是一家非营利性的商业联合组织,致力于推进电子商务在农业领域的发展和推动信息通信技术在农业的使用。OADA是一个帮助农民全面、安全获取数据的开放式项目。美国农业与生化工程师协会(ASABE)也在支持建立农业数据标准的工作。

大农场引领农业物联网应用。就农业物联网技术覆盖主体而言,大农场成为美国农业物联网技术的引领者,在农业物联网技术推广中起着示范作用。美国大农场采用物联网设备的数量相对更多,研究显示,美国大农场对技术的采用率高达80%。而对于小农场而言,由于设备的安装和维护成本高,它们使用物联网设备的数量相对较少,不过在大农场的示范作用带动下,也将会有越来越多的小农场采用物联网技术。

信息化基础设施奠定农业物联网发展基础。从美国农业物联网的发展现状来看,其信息化基础设施完备,为美国农业物联网的发展创造了优越的条件。美国政府每年用于农业信息网络建设方面的投资约为15亿美元,已建成世界最大的农业计算机网络系统AGNET,可以为美国农业物联网的发展提供强大的信息资源。同时,美国建立了农业技术信息数据库,如BISIS(生物科学情报社)、CAB(英联邦农业局)、AGRICOLA(美国国家农业数据库)和AGRIS(FAO农业情报体系)等。

日本

政府大力推动农业物联网发展。农业物联网在2004年被列入日本政府计划。当时日本总务省提出U-Japan计划,其核心是力求实现人与人、物与物、人与物之间的相连,在未来形成一个人或物均可互联、无处不在的网络社会,其中就包括农业物联网技术。目前,日本政府不断加强对智慧农业的扶持补助,通过一系列补助措施,到2020年日本农业信息技术化规模将达到580亿至600亿日元,计划在十年内以农业物联网为信息主体源普及农用机器人,预计2020年市场规模将达到50亿日元。

制造商推广农业物联网技术知识。日本农户在最初引进农业物联网时,由于成本过高、技术较难掌控等原因,物联网设备长时间处于停用状态。后来在制造商与当地农协工作人员的帮助下,逐渐接受并理解了物联网技术,比如在家里看看农作物的照片,并对比一下各类数据便可管理偌大的土地,并可较以前减少一半的工作量。

产、官、学协同研发农业物联网技术。近年来,日本农业物联网技术主要由NEC、富士通、日立等大型公司的IT部门牵头研发,并与三井物产等农用品开发商合作。日本非常注重引进和发展符合日本国情的精确农业。目前,日本产、官、学合作进行的农业物联网技术研究主要集中在两个方面:一是精确农业的基础研究,提供农业生产应用的作物生长模型数据库,可用于农业物联网的农业生产指导信息平台。二是精确农业机械的研究,提供农业物联网的智能化 *** 作终端。

英国

政府考核基于物联网的农业信息化。英国政府通过执行欧盟的单一补贴政策,把农业环境保护、农业产出与效益等很好地纳入补贴政策的考核指标,把农业机械的信息化程度作为重要考核指标予以支持,督促农业生产者广泛利用农业物联网,促进信息技术与生物技术等新技术融合,推动开展农业生产,从而推动农业物联网的发展,提高农业生产的智能化、精确化、高效化和自动化水平,实现环境保护、生产发展、效益提高、收入增加、资源节约等多重目标的均衡发展。

政府引导、多元市场主体拉动农业物联网建设。英国发展农业物联网主要依靠市场机制进行推动,政府主要是制定引导政策,采取扶持措施引导农业生产者,电信运营商、IT公司等农业物联网的主要建设者参与农业物联网建设。以政策为指引,以需求为导向,利用市场机制,按照有偿、自愿、效益的原则,鼓励各类市场主体开展信息技术的研发、推广和应用,大大提高了农业物联网技术的实用性、针对性、可持续性,能够较好地满足农业发展的需要。

注重涉农人员信息化水平的提高。英国政府十分重视涉农人员的信息化技能和知识的培训与教育,从上世纪90年代开始实施农村教育信息化计划。政府制定政策,把信息技术课列为全国中小学必修课程,并拟定了具体考核标准,采取了有效措施加强农村信息技术教师队伍建设,建设了各种网络学校和培训中心,开展了适宜于农村地区的各种网络或者视频远程教育,一些地方政府在教育经费的投入中要求不低于6%用作计算机和网络费用,一些农村制定了学生和计算机、图书馆的具体比例等,这些措施有效促进了信息化知识和技术在农村的普及,涉农人员的知识水平得到很大提高,这对农业物联网的发展至关重要。

以色列

以农业产业化、规模化促进农业物联网发展。农用土地有效集中和生产经营组织化是以色列农业物联网发展的基础。以色列945%的土地为国家所有,私人土地仅占55%。农业生产经营主要采取较为独特的集体农场(基布兹)和农业合作社(莫沙夫)两种形式。应运而生的是由多家集体农场和农业合作社联合组建的区域合作组织,它使整个农业生产经营有了较高的组织化程度,这些农业经营主体更加关心并追求农业生产经营的质量和效益,对应用农业物联网技术的愿望更加强烈,并且可以为应用农业物联网技术提供必要的资金和技术支撑。

农业科技创新服务体系支撑农业物联网发展。高度发达的农业科技和完善的农业服务体系是以色列农业物联网发展不可比拟的优势。以色列农业增产的96%靠科技,其高度发达和集约化的农业是以强大的农业科研、教育和推广体系作为后盾和支柱的。政府每年用于农业科研与技术推广方面的经费高达数亿美元,占GDP的比例位居世界前列。目前,以色列已建立一整套由政府部门、科研机构和农业合作组织紧密配合的农业研究和推广体系。以色列鼓励科研人员和推广人员结合自身的专业特长,开办或联办私人示范农场、科技型开发企业、推广型的培训示范基地等。

滴灌推动物联网技术的应用。滴灌在一般人印象中,就是布设大量打上微小孔洞管线的一种节水浇灌方式,但以色列人运用物联网技术把它做到了极致。以一个深埋地下的简单喷嘴为例,它凝聚了大量的高科技,它由电脑控制,依据传感器传回的土壤数据,决定何时浇水、浇多还是浇少,通过物联网技术,不仅节约了宝贵的水资源,而且节约了人力成本。铺完管线以后,未来大量农田的灌溉将由少数几个农民通过智能设备来控制。

国外农业物联网发展经验对我国的启示

政府力推农业物联网建设

无论是美国这样的农业强国,还是以色列这样的农业资源匮乏的国家,在他们农业物联网的发展过程中,政府都十分重视农业物联网发展的战略规划、农业物联网技术的研发和农业技术信息数据库的建设,并以此加快农业物联网技术的采纳和应用,从而推动农业现代化进程。因此,我国政府应强化农业物联网发展的顶层设计,促进农业物联网技术的研究开发。此外,政府在推动城镇化发展的同时,大力引导农业生产的产业化也是农业物联网推广应用的重要动力。

以农业信息化基础设施建设为基础

农业信息化基础设施是指农业信息的收集、传输、反馈、检测、控制、存储的载体、执行机构、数据库和管理软件等。例如,农业信息化基础设施的完备为美国农业物联网的发展创造了极其优越的条件,因此,大力促进农村宽带网络建设,建设和完善农业信息化专家系统和管理软件,配置性能完善的控制系统、通信传输、电力供给等信息化元器件,这一系列农业信息化基础设施的建设是我国发展农业物联网的重要基础。

以农业产业化、规模化为动力

从美国、以色列等国家农业物联网发展状况来看,农业产业化、规模化为农业物联网的发展注入了强大动力。农业产业化将变革农业组织管理结构,实现农业组织管理的现代化。专业大户、家庭农场、农业经济合作社和龙头企业等新型农业组织会涌现出来,相比传统分散经营的农户而言,这些新型农业经营主体更加关心并追求农业生产经营的质量和效益,对应用信息技术的愿望更加强烈,这些新型农业生产组织必然会推动农业物联网技术的应用。因此,我国应大力推动农业产业化,在农业产业化进程中,龙头企业、专业大户、农业经济合作组织等新型农业组织必将凭借在技术、人才、资金等方面的优势,提高农业物联网的应用水平。

以农业物联网科技创新服务体系建设为保障

日本、以色列等进入农业现代化的国家都拥有高度发达的农业科技创新服务体系。建设农业物联网科技创新服务体系,可以促进农业物联网技术的研发、推广和应用。因此,我国应加大农业物联网科技创新服务体系建设,比如从培养、引进、使用三个环节加强农业物联网人才队伍建设,可以引进海外人才,培养农业物联网研究领域的学科带头人及人才团队,制定高层次创新人才培养计划等。同时,加强农业科技创新与研发平台建设,加快推进以农业物联网研究为立足点的重点实验室等知识创新平台建设; 重点实施科技“110”综合信息服务工程、专家大院工程、企业和农村科技特派员创业工程、科技入户工程四大示范服务与推广工程,强力推进农业物联网技术服务推广体系建设。

加大对涉农人员农业信息科技教育

日本、英国等国家在推进农业物联网发展的过程中,都涉及对相关人员进行农业信息科技方面的教育,这不仅有利于涉农人员事先对农业物联网技术进行评估,提高他们应用先进信息技术的积极性,而且有利于他们在具体应用农业物联网技术时能够得心应手,从而推动农业物联网技术的传播。我国农民数量众多,农村教育水平较低,农民整体文化水平不高,国家即使研发出高科技的农业物联网技术,虽然能够转变农业生产方式,提高农业生产效率,但在落后的农村很难推广应用,我国涉农人员的信息科技水平严重阻碍了农业科技的推广。所以,我国要通过农村信息服务站、“阳光培训”工程、专题培训班、网络学校、远程教育等多种方式,开展多层次、全方位的农民信息化知识和技能培训,提高涉农人员的信息科技水平,为我国农业物联网的发展提供最基本的保障。

“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、传感器技术、无线通信技术及专家智慧与知识平台,实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理、远程诊断交流、远程咨询、远程会诊,逐步建立农业信息服务的可视化传播与应用模式;实现对农业生产环境的远程精准监测和控制,提高设施农业建设管理水平,依靠存储在知识库中的农业专家的知识,运用推理、分析等机制,指导农牧业进行生产和流通作业。
智慧农业”系统及其整体解决方案,可以实现农产品从选种、育苗,到生产管理、订购销售、物流配送、质量安全溯源等产、供、销全过程的的高效感知及可控,促进传统农业向智慧农业转变。它涵盖农业规划布局、生产、流通等环节,托普云农智慧农业平台整体解决方案主要由以下三大子系统构成:精准农业生产管理系统、农产品质量溯源系统和农业专家服务系统。

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。

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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。


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