专题推荐 - 农业传感器与物联网专题

本专题我共整理了10篇文章，来自中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、南京农业大学、英国林肯大学、华南农业大学、江南大学、国家农业智能装备工程技术研究中心、浙江大学、中国科学院、吉林农业大学、西北农林 科技 大学、国家信息农业工程技术中心等单位。

文章包含农产品质量安全纳米传感器、太阳能杀虫灯、分簇路由算法、农田物联网混合多跳路由算法、水产养殖溶解氧传感器研制、土壤养分近场遥测方法、农机远程智能管理平台、水肥浓度智能感知与精准配比、果园多机器人通信等内容，供大家阅读、参考。

专题--农业传感器与物联网

Topic--Agricultural Sensor and Internet of Things

[1]王培龙, 唐智勇 农产品质量安全纳米传感应用研究分析与展望[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 1-10

WANG Peilong , TANG Zhiyong Application analysis and prospect of nanosensor in the quality and safety of agricultural products[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 1-10

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[2]杨星, 舒磊, 黄凯, 李凯亮, 霍志强, 王彦飞, 王心怡, 卢巧玲, 张亚成 太阳能杀虫灯物联网故障诊断特征分析及潜在挑战[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 11-27

YANG Xing, SHU Lei, HUANG Kai, LI Kailiang, HUO Zhiqiang, WANG Yanfei, WANG Xinyi, LU Qiaoling, ZHANG Yacheng Characteristics analysis and challenges for fault diagnosis in solar insecticidal lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 11-27

摘要： 太阳能杀虫灯物联网（SIL-IoTs）是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具，通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据，用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态，具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能。但随着SIL-IoTs快速发展与广泛应用，故障诊断难和维护难等矛盾日益突出。基于此，本研究首先阐述了SIL-IoTs的结构和研究现状，分析了故障诊断的重要性，指出了故障诊断是保障其可靠性的主要手段。接着介绍了目前太阳能杀虫灯节点自身存在的故障及其在无线传感网络（WSNs）中的体现，并进一步对WSNs中的故障进行分类，包括基于行为、基于时间、基于组件以及基于影响区域的故障四类。随后讨论了统计方法、概率方法、层次路由方法、机器学习方法、拓扑控制方法和移动基站方法等目前主要使用的WSNs故障诊断方法。此外，还探讨了SIL-IoTs故障诊断策略，将故障诊断从行为上分为主动型诊断与被动型诊断策略，从监测类型上分为连续诊断、定期诊断、直接诊断与间接诊断策略，从设备上分为集中式、分布式与混合式策略。在以上故障诊断方法与策略的基础上，介绍了后台数据异常、部分节点通信异常、整个网络通信异常和未诊断出异常但实际存在异常四种故障现象下适用的WSNs故障诊断调试工具，如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最后，强调了SIL-IoTs的特性对故障诊断带来的潜在挑战，包括部署环境复杂、节点任务冲突、连续性区域节点无法传输数据和多种故障诊断失效等情形，并针对这些潜在挑战指出了合理的研究方向。由于SIL-IoTs为农业物联网中典型应用，因此本研究可扩展至其它农业物联网中，并为这些农业物联网的故障诊断提供参考。

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[3]汪进鸿, 韩宇星 用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 28-47

WANG Jinhong, HAN Yuxing Cognitive radio sensor networks clustering routing algorithm for crop phenotypic information edge computing collection[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 28-47

摘要： 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。

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[4]顾浩, 王志强, 吴昊, 蒋永年, 郭亚 基于荧光法的溶解氧传感器研制及试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 48-58

GU Hao, WANG Zhiqiang, WU Hao, JIANG Yongnian, GUO Ya A fluorescence based dissolved oxygen sensor[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 48-58

摘要：溶解氧含量的测量对水产养殖具有极其重要的意义，但目前中国市面上的溶解氧传感器存在价格昂贵、不能持续在线测量及更新部件维护困难等问题，难以在水产养殖物联网中大规模推广和发挥作用。本研究基于荧光淬灭原理，利用水中溶解氧浓度与荧光信号相位差的关系进行低成本、易维护溶解氧传感器的研发。首先利用自制备溶氧敏感膜，经激发光照射后产生红色荧光，该荧光寿命可由溶解氧浓度调节；然后利用光信号敏感器件设计光电转化电路实现光信号感知；再以STM32F103微处理器作为主控芯片，编写下位机程序实现激发光脉冲产生，利用相敏检波原理以及快速傅里叶变换（FFT）计算激发光与参照光的相位差，进而转化为溶解氧浓度，实现溶解氧的测量。荧光探测部分与系统主控部分采用分离式设计思想，利用屏蔽排线直接插拔连接，便于传感器探测头的拆卸、更换、维护以及实现远距离在线测量。经测试，本溶解氧传感器的测量范围是0~20 mg/L，响应延迟小于2 s，溶氧敏感膜使用寿命约1年，可以实时不间断地对溶解氧浓度进行测量。同时，本传感器具有测量方便、制作成本低、体积小等特点，为中国水产养殖低成本溶解氧传感器的研发与市场化奠定了良好的基础。

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[5]矫雷子, 董大明, 赵贤德, 田宏武 基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 59-66

JIAO Leizi, DONG Daming, ZHAO Xiande, TIAN Hongwu Near-field telemetry detection of soil nutrient based on modulated near-infrared reflectance spectrum[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 59-66

摘要： 土壤养分作为农业生产的重要指标，含量过少会降低农作物产量，过多则会造成环境污染。因此，快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分，但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、 *** 作复杂、费时费力，不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱，提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法，可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260~1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源，通过测量8通道激光光束的土壤反射率，建立土壤养分中氮（N）关于土壤反射率的计量模型，实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中，选取54组作为训练集，20组作为预测集。基于一般线性模型，对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练，筛选显著波段后的计量模型R2达到097。基于建立的计量模型，预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到09，结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。

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[6]朱登胜, 方慧, 胡韶明, 王文权, 周延锁, 王红艳, 刘飞, 何勇 农机远程智能管理平台研发及其应用[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 67-81

ZHU Dengsheng, FANG Hui, HU Shaoming, WANG Wenquan, ZHOU Yansuo, WANG Hongyan, LIU Fei, HE Yong Development and application of an intelligent remote management platform for agricultural machinery[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 67-81

摘要： 本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题，首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则，本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下，平台部分关键技术的实现方法，包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等，并提出了以地块为核心的管理平台建设思路；同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。

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[7]金洲, 张俊卿, 郭红燕, 胡宜敏, 陈翔宇, 黄河, 王红艳 水肥浓度智能感知与精准配比系统研制与试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 82-93

JIN Zhou, ZHANG Junqing, GUO Hongyan, HU Yimin, CHEN Xiangyu, HUANG He, WANG Hongyan Development and testing of intelligent sensing and precision proportioning system of water and fertilizer concentration[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 82-93

摘要： 为解决农场当地当时的复合肥料精准化配料问题，本研究将水肥一体化智能灌溉施肥系统作为研究对象，构建了水肥浓度智能感知与精准配比系统。首先提出现场在线水肥溶液智能感知模型的快速建立方法，利用数据分析算法从传感器实时监测的一系列浓度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基于上述模型设计水肥浓度智能感知与精准配比系统的框架结构，阐述系统工作原理；并通过三种水体模拟在线配肥验证了该系统原位指导水肥浓度配比的有效性，同时评价了水体电导率对水肥配比浓度的干扰。试验结果表明，正则化条件下二阶的多项式拟合曲线是表达溶液电导率与水肥浓度的变化关系最优的模型，相关系数R2均大于0999，由此模型可得出用户关心的复合肥各指标浓度。三种水体模拟在线配肥结果表明，水体会干扰电导率导致无法准确反演水肥配比的浓度，相对偏差值超过了01。因此，本研究提出的在线水肥智能感知与精准配比系统实现了消除当地水体电导率对水肥配比准确性的干扰，通过模型计算实现复合肥精准化配比，并得出各指标浓度。该系统结构简单，配比精准，易与现有水肥一体机或者人工配肥系统结合使用，可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培和大田经济作物栽培等环境下的精准智能施肥。

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[8]孙浩然, 孙琳, 毕春光, 于合龙 基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(3): 98-107

SUN Haoran, SUN Lin, BI Chunguang, YU Helong Hybrid multi-hop routing algorithm for farmland IoT based on particle swarm and simulated annealing collaborative optimization method[J] Smart Agriculture, 2020, 2(3): 98-107

摘要： 农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题，本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法（PSMR）。首先，通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首，采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题，利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度，实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明，PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法（EMR）相比，无线传感器网络生命周期提升了57%；与贪婪外围无状态路由算法（GPSR-A）相比，在相同的网络生命周期内，第1个死亡传感器节点推迟了两轮，剩余能量标准差减少了004 J，具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗，提高了不同距离簇首的能耗均衡性能，为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础，可提高农业物联网的资源利用效率。

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[9]毛文菊, 刘恒, 王东飞, 杨福增, 刘志杰 面向果园多机器人通信的AODV路由协议改进设计与测试[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 96-108

MAO Wenju, LIU Heng, WANG Dongfei, YANG Fuzeng, LIU Zhijie Improved AODV routing protocol for multi-robot communication in orchard[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 96-108

摘要： 针对多机器人在果园中作业时的通信需求，本研究基于Wi-Fi信号在桃园内接收强度预测模型，提出了一种引入优先节点和路径信号强度阈值的改进无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV-SP）。对AODV-SP报文进行设计，并利用NS2仿真软件对比了无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV）和AODV-SP在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能。仿真试验结果表明，本研究提出的AODV-SP路由协议在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能均优于AODV协议，其中节点的移动速度为5 m/s时，AODV-SP的路由发起频率和路由开销较AODV分别降低了365%和709%，节点的移动速度为8 m/s时，AODV-SP的分组投递率提高了059%，平均端到端时延降低了1309%。为进一步验证AODV-SP协议的性能，在实验室环境中搭建了基于领航-跟随法的小型多机器人无线通信物理平台并将AODV-SP在此平台应用，并进行了静态丢包率和动态测试。测试结果表明，节点相距25 m时静态丢包率为0，距离100 m时丢包率为2101%；动态行驶时能使机器人维持链状拓扑结构。本研究可为果园多机器人在实际环境中通信系统的搭建提供参考。

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[10]黄凯, 舒磊, 李凯亮, 杨星, 朱艳, 汪小旵, 苏勤 太阳能杀虫灯物联网节点的防盗防破坏设计及展望[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 129-143

HUANG Kai, SHU Lei, LI Kailiang, YANG Xing, ZHU Yan, WANG Xiaochan, SU Qin Design and prospect for anti-theft and anti-destruction of nodes in Solar Insecticidal Lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 129-143

摘要： 太阳能杀虫灯在有效控制虫害的同时，可减少农药施药量。随着其部署数量的增加，被盗被破坏的报道也越来越多，严重影响了虫害防治效果并造成了较大的经济损失。为有效地解决太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏问题，本研究以太阳能杀虫灯物联网为应用场景，对太阳能杀虫灯硬件进行改造设计以获取更多的传感信息；提出了太阳能杀虫灯辅助设备——无人机杀虫灯，用以被盗被破坏出现后的部署、追踪和巡检等应急应用。通过上述硬件层面的改造设计和增加辅助设备，可以获取更为全面的信息以判断太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏情况。但考虑到被盗被破坏发生时间短，仅改造硬件层面还不足以实现快速准确判断。因此，本研究进一步从内部硬件、软件算法和外形结构设计三个层面，探讨了设备防盗防破坏的优化设计、设备防盗防破坏判断规则的建立、设备被盗被破坏的快速准确判断、设备被盗被破坏的应急措施、设备被盗被破坏的预测与防控，以及优化计算以降低网络数据传输负荷六个关键研究问题，并对设备防盗防破坏技术在太阳能杀虫灯物联网场景中的应用进行了展望。

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1、农村农业向数字化转型升级

近年来，农业数字化转型稳步推进，数字技术在农业生产经营活动的渗透率不断提升，农业数字化转型初见成效。中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书（2021）》中显示，2020年，我国农业数字经济占行业增加值比重平均值为89%，较上年提升07个百分点。广义上的农业分为种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式。前瞻初步统计2021年的农业数字经济渗透率为97%，预测2022年，农业数字经济渗透率为107%，至2027年渗透率约为168%。

总体分析来看，目前智慧农业的需求主要体现在农业的生产环节中，主要为农业种植和畜牧养殖上，农业数字经济比重由高到低依次为林、渔、农、畜，低于绝大多数服务业和工业行业，农业数字化转型仍相对滞后，但存在较大提升空间。随着农业数字化水平的提高，机器人、物联网、人工智能等先进技术被不断应用到农业生产经营的各个环节，未来智慧农业的需求将不断攀升。

从互联网普及率来看，2018年上半年至2021年上半年，农村地区互联网普及率总体呈现上升的趋势，并在2021年上半年达到了592%，较上年同期增长了69个百分点。截至2022年6月，农村地区互联网普及率为588%，较2021年12月提升12个百分点。农村互联网基础设施建设全面强化，以及数字技术在农业生产领域的广泛应用助力农村数字化转型升级，预计未来我国农村地区互联网普及率将进一步上升。

2、智慧农业智能化、数字化发展的必要性

中国是一个农业大国，发展高效、安全的现代生态农业是中国农业现代化建设的目标，然而，随着人口快速增长、耕地面积不断减小以及城镇化加速推进，农业面临的挑战日趋严峻。应用智能期数打造智慧农业，可以提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率，增强农业抗风险能力，保障国家粮食安全和生态安全，实现农业可持续发展。毫无疑问，农业智能化将成为未来农业的重要发展方向。

3、智慧农业数字化发展前景和趋势

按照国家部署，从当前到2035年是我国基本实现现代化的关键时期。加快智慧农业发展必须立足新的发展阶段，贯彻新发展理念，实现农业高质高效发展；聚焦“保障国家粮食安全、食品安全、生态安全，促进农民持续增收”的目标，针对农业“新基建”、智慧种养、智慧供应链、农业智能信息服务、智慧农业相关技术产业化等方向，按照“抓重点、补短板、强弱项”的总体思路，开展重点建设。

据《面向2035年智慧农业发展战略研究》，到2025年，我国农业数字化转型取得重要进展。种植业、畜牧业、渔业等数字化水平以及农村互联网普及率等逐步提高。具体而言，预计大田、设施、畜禽、水产生产的数字化水平分别达到25%、45%、50%、30%，生鲜农产品冷链流通率超过40%，实现质量安全追溯的农产品占比超过25%，农业数字经济占第一产业国内生产总值的比重超过15%，行政村电子商务站点覆盖率不低于85%。

注：除特别标注外，基期值均为2019年数据。

智慧农业关键技术创新研究将是未来研究核心。形成包括物联网标准、智慧硬件（传感器、农业机器人等）的统一开发技术标准，优化数据传输方式，既保证效率，又确保稳定和安全。目前研究集中在数据的采集过程，而对数据处理、挖掘研究较少，大力发展云计算、大数据技术，数据融合、数据存储、数据挖掘等数据处理方法将是研究的重点；如何实现互联网、物联网、大数据的深度融合，并在生产中开发集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖物联网一体的技术平台是推动智慧农业发展的关键。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国智慧农业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

2021年农业物联网概念股如下：
1、智慧农业：公司控股子公司上农信开发有成熟的农产品安全管理系统及农业物联网系统，“互联网+”水产业务综合管理平台获得2015中国物流与采购联合会科学技术进步一等奖、基于北斗技术的农产品((畜禽)供应链控制服务平台建设与应用示范获得2015中国物流与采购联合会科学技术进步三等奖，嘉定区蔬菜补贴农药管理系统获得2015年度中国软件和信息服务农业信息化领域最佳解决方案奖，上农信大田物联网综合应用示范获得2015年上海市物联网应用示范工程。
2、富邦股份：在测土配方施肥、农业物联网、土壤修复等新兴业务领域积极进行布局；在植物营养助剂、大颗粒钾肥、含磷废水处理等朝阳行业逐步实现产业化，致力于成为农业大数据领先企业。
3、荣联科技：公司提供数据采集和接入产品，通过边缘计算和数据平台技术支持车联网水联网、农业物联网、智能楼宇运营管理平台等的建设和运营。
4、大禹节水：大禹研究进行产品、产业和技术的改良和创新，从市场、技术、政策角度为公司举旗定向；大禹资本汇集行业专业人士，为实体项目提供投融资支持与保障；大禹设计拥有杭州和甘肃两家设计院，提供全水利行业整体设计和咨询方案；大禹工程拥有水利水电工程施工总承包壹级资质，负责工程整体方案的集成、安装和施工；大禹制造在全国有多处生产基地，进行节水材料的研发创新和节水产品的智能化生产制造；大禹智慧水务致力于农田和水利领域信息化软件集成和硬件产品制造，打造现代农业物联网大数据体系；大禹环保立足农村环境综合治理，提供农村污水处理领域设备、技术、建设和运营在内的系统解决方案；大禹国际走向全球，国际业务遍及韩国、泰国、南非、澳大利亚等50多个国家和地区。
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因为气象台预测陕西蒲城县有阵雨及雷暴大风，为降低对小麦收割影响，多辆联合收割机连夜深入五百亩连片麦田，帮助群众抢收小麦！点点灯光之下，场面非常震撼。场面壮观！连夜抢收小麦的画面好震撼，为何还会有北斗导航的加持？

1、为何还会有北斗导航的加持？

其实，在河南，装备了北斗卫星导航系统的智慧农机也加入到了机收会战中来，成为三夏生产的新力量。无人收割机以北斗导航技术为支撑。技术人员会在作业前先对麦田地块进行线路规划，然后一键启动，收割机就会进入麦田开始自动收割作业，快速收割大大减轻了农民的损失。

2、北斗导航的开发

北斗导航支持下的智慧麦作技术的重要内涵。这项引领性技术由南京农业大学智慧农业研究院领衔，主要包括北斗导航支持下的小麦无人播种收获技术、无人机支持下的小麦精确施肥喷药技术以及物联网支持下小麦智慧灌溉技术。有了数字化的“处方”，如何实施？关键是研发智能化农机装备，并将农机、农艺与信息技术融合，给田里的“铁疙瘩”装上“活脑袋”。

3、科技化农业

农业科技也有利于持续稳住国家的“粮袋子”，鼓起农民的“钱袋子”。通过科技的使用，进一步提高了资源利用效率，推动农业从增产导向转向提质导向，更好的应对我国消费结构不断升级、农业生产成本攀升、资源环境承载能力趋紧等新问题。

后记：给农业插上科技的翅膀，打好种业翻身仗，加强农业科技创新，定能让农业成为有奔头的产业，让农民成为有吸引力的职业，让农村成为安居乐业的美丽家园。

近日，中共中央国务院印发《关于进一步推进农垦改革发展的意见》，这是时隔24年后中央再次出台全面指导农垦改革发展的专门文件。为使读者更好理解，我们作如下解读——
1、农垦改革的基础是什么
保障粮食和战略物资安全
目前，农垦已成为农工商一体化经营、一二三产业全面发展、科教文卫等设施较为完善的经济社会系统。黑龙江垦区等成为响当当的“国家大粮仓”，新疆兵团和广东、海南等垦区贡献着棉花、蔗糖、橡胶等国家战略物资，涌现出首农、光明、完达山等一大批龙头企业。
关键时刻抓得住用得上
无论是在开发北大荒、挺进戈壁滩、开辟橡胶园等艰苦创业时，还是在捍卫国家主权和领土完整的斗争中，以及“非典”疫情、汶川地震等应急时刻，农垦都坚决圆满地完成国家指令，发挥了当之无愧的国家队作用，成为国家在关键时刻抓得住、用得上的重要力量。
顶层设计释放农垦活力
我国农业发展的资源环境约束不断加大，保障国家粮食安全和重要农产品有效供给的任务更加艰巨，维护边疆和谐稳定的压力明显增强。农垦农业生产力先进，具有独特的组织优势，新时期迫切需要加快农垦改革发展，发挥其在国家经济社会发展全局中的重要作用。而农垦存在经营机制不够灵活、社会负担依然沉重、管理体制尚未完全理顺、政策保障体系仍不健全、部分国有农场生产经营困难等问题，需要从中央层面对农垦改革发展进行顶层设计。
2、农垦改革的定位是什么
三大主体功能
保障国家粮食和重要农产品安全垦区——黑龙江等粮食主产垦区要强化粮食综合生产能力建设；海南、广东等垦区要加强天然橡胶生产基地建设；江苏等垦区要打造国内一流种业企业集团。
保障重要城市食品供应和市场稳定垦区——北京、天津、上海等垦区要提升粮食和“菜篮子”产品生产供应能力，保障城市主要农产品市场稳定。
保障国家边境稳定和生态可持续发展垦区——新疆等垦区边境农场，要发挥好维稳戍边和抵御境外有害生物入侵等职能；湖北等垦区及位于沿江沿湖等农场，要强化生态涵养。
四个新定位
保障国家粮食安全和重要农产品有效供给的“国家队”。农垦在保障国家粮食安全和重要农产品有效供给方面承担着更加重要的历史使命。
中国特色新型农业现代化的“示范区”。农垦不仅要自身率先实现农业现代化，而且要示范引领农业现代化进程。
农业对外合作的“排头兵”。农垦要在农业走出去中发挥排头兵作用，带动其他各类农业经营主体抱团走出去。
安边固疆的“稳定器”。农垦一大批国有农场位于边疆地区，历来在建设边疆、保卫边疆方面发挥着独特作用。农垦兵农合一，在边境反恐、打击境外敌对势力渗透，以及禁毒、阻击外来动植物疫病等方面继续发挥特殊作用。
3、农垦改革的方向是什么
一方向两重点六任务
一个方向：坚持社会主义市场经济改革方向；两个重点：在发展上要以保障粮食安全和重要农产品有效供给为核心，在改革上要以推进农场企业化、垦区集团化改革为主线；六大任务：建设现代农业的大基地、大企业、大产业，增强农垦内生动力、发展活力、整体实力。
坚守三条底线
决不能把国有农业经济改没了。严防国有资源资产流失，壮大国有农业经济。
决不能把农业改弱了。坚持以农为主，延伸和打造现代农业全产业链。
决不能把规模改小了。坚持适度规模经营，巩固和提升农垦的传统优势。
锁定三大目标
改革目标：要健全完善垦区集团现代企业制度，增强集团竞争力，加快打造具有国际竞争力的现代农业企业集团。
发展目标：农垦粮食等主导产业发展水平全国领先，产量和商品量在全国占一定比重。围绕粮、棉、糖、胶、奶、种子等农垦优势主导产业，加快建成国家稳定可靠的大型生产供应基地；加快形成集技术研发、人才培养、物质装备、基础设施、质量安全等于一体的完善的现代农业产业体系，打造农业全产业链。
民生改善目标：多途径拓宽致富增收渠道，促进收入水平和经济发展同步增长；推进垦区新型城镇化发展，做好道路、饮水、供电、危房改造等基础设施建设，建立健全教科文卫等公共服务。
4、农垦改革的内容是什么
集团化是改革主导方向
全国35个垦区中，有17个垦区实现集团化管理体制，18个垦区实行非集团化管理体制。垦区间情况千差万别，允许采取多样化的发展路径，但都应坚持集团化改革的主导方向。
坚持社企分开改革方向
推进国有农场企业化改革，必须将办社会职能改革到位，坚持社企分开改革方向，推进国有农场生产经营企业化和社会管理属地化。
统一经营和家庭承包相结合
坚持以职工家庭经营为基础、大农场统筹小农场的农业双层经营体制。强化国有农场的统一经营职能，特别是强化国有农场在基础设施建设等方面的经营和管理职能，解决家庭经营办不了、办不好和办了不划算的问题。
建新型用工制破解谁来种地
加大就业创业政策扶持，建立农业从业人员更新换代机制；健全职工招录、培训体系，建立以劳动合同制为核心的市场化用工制度；鼓励和引导职工子女扎根农场务农兴业。
统筹纳入国家社保体系
今后要按照属地管理原则，将农垦职工和垦区居民纳入相应的社保、社会救助等体系；各级财政要加大对农垦企业和职工个人参保的财政补助。
“三严”管好国有土地
严禁擅自收回农垦国有土地使用权，严格执行土地用途管制制度，严肃查处擅自改变农垦土地用途和非法侵占农垦土地行为；加快划定永久基本农田，推进农垦国有土地确权登记发证和农垦土地资源资产化和资本化，开展农垦国有农用地使用权的抵押、担保试点。
5、农垦改革如何推进
落实地方责任统筹建设规划
各级党委、政府要研究制定推进农垦改革发展的具体实施方案；国家有关部门要支持在若干垦区先行试点，总结经验，加快推进；确保农垦公平享受国家各项政策支持，将农垦纳入同级经济社会发展规划并同步实施，不能以任何理由将农垦排除在外。
增加对农垦的财政资金投入
不仅支持国有企业改革的政策要用于农垦，而且各项强农惠农政策要覆盖农垦。财政部门要将农垦全面纳入国家强农惠农富农和改善民生政策覆盖范围。金融部门要支持符合条件的农垦企业上市融资，有条件的垦区要发展村镇银行等，扩大农业保险覆盖面。
农垦管理部门要简政放权
目前，农垦管理部门主要有两类，集团化垦区在改制为企业集团的同时，保留省级农垦管理机构牌子，承担垦区行政和社会管理职能；非集团化垦区省级设有行政或事业性质的农垦管理机构，主要履行行业指导和服务职能。农垦管理部门要进一步简政放权，不得擅自解散、下放、撤销国有农场，国有农场合并、分设、调整等体制变动，须征求上级农垦管理部门意见。
培育高素质人才队伍
加强农垦经营管理人才引进和培训，培养懂市场、善经营、会管理的优秀企业家，造就一支热爱农垦、献身农垦的高素质干部职工队伍。建立健全农垦培训体系，以家庭农场主、承包大户、农机手等为重点，全面提高职工能力素质。
弘扬农垦精神
农垦文化是我国社会主义文化的重要组成部分，特别是艰苦奋斗、勇于开拓的农垦精神伴随农垦事业发展全过程，要将农垦文化建设和现代企业制度建设、农垦体制改革结合起来，形成与时俱进、开拓创新的精神风貌。
6、农垦如何率先实现农业现代化
建设大型农产品生产基地
加快建设一批商品率高、产品质量安全的国家粮棉糖胶乳肉等大宗农产品生产基地；鼓励农垦企业通过土地托管、代耕代种代收、股份合作等方式，与农户形成紧密型利益联结机制。黑龙江、内蒙古垦区要建成稳定可靠的大型商品粮基地；新疆兵团要建成优质棉花和农牧产品基地；北京等城郊型垦区要建成大城市主副食品供应基地；广东等热作垦区要建成橡胶糖料基地。
补齐农产品加工流通短板
农产品加工流通业是农垦需要迎头赶上的最大短板。要建立从田间到餐桌的农业全产业链，加强粮食晾晒、烘干、仓储设施建设，加快发展冷链物流、电子商务、连锁经营等流通业态。以政府性资金为引导，设立农垦战略产业发展股权投资基金，推动粮食等产业联合联盟联营。
插上科技创新的翅膀
农垦要推进农业科技体制创新，组建以企业为主体的农业产业技术创新联盟，加强农垦农业技术推广服务体系建设。农垦在全国粮食作物商品种子生产供应中占有重要地位，要整合资源做大做强育繁推一体化种子企业；加快“互联网+”、大田物联网的应用示范。
做好“试验田”“先行者”
农垦要示范带动农村农民发展现代农业，发挥“试验田”和“先行者”的作用。要试验示范农业新技术、新装备和生产经营新模式；推广农业社会化服务，发展“公司+国有农场+家庭农场”等经营模式，带动农户增收。
带动农民低成本市民化
以国有农场场部为中心的农垦小城镇已成为吸纳人口、聚集产业、推动城乡一体化发展的重要载体。农垦可通过企业化运作，实现农垦小城镇有产业，能就业创业，带动周边农民实现快速职业化和低成本市民化，实现从“土地的城镇化”向“人的城镇化”转变。
“走出去”扩大产业基地
要依托大型企业集团，实施大项目带动战略，推进农业资源、终端市场和仓储物流网络的全球布局，特别是“一带一路”区域的布局。围绕粮胶乳糖等主导产业，巩固和扩大境外产业基地。
扶持薄弱地区农场建设
支持边境农场加快发展特色产业、边境贸易和边境旅游，多渠道增加职工收入；通过开发式扶贫，培育主导产业，提升人力资源素质。

托普物联网“智能控制”功能主要由控制柜、电磁阀、农业设施电机、控制线及灌溉管网联合 *** 作实现。通过生产区域信息采集及生产需要，可将灌溉、生产、施肥、通风、控温控湿等设备的功能实现集成到到物联网系统中，实现大田及温室内相应设备的智能控制。

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