智慧農業

智慧農業 是指現代科學技術與農業種植相結合，從而實現無人化、自動化、智能化管理。

智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去，運用傳感器和軟件通過移動平台或者電腦平台對農業生產進行控制，使傳統農業更具有“智慧”。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業還包括農業電子商務、食品溯源防偽、農業休閒旅遊、農業信息服務等方面的內容。

所謂“智慧農業”就是充分應用現代信息技術成果，集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、3S技術、無線通信技術及專家智慧與知識，實現農業可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等智能管理。

智慧農業是農業生產的高級階段，是集新興的互聯網、移動互聯網、雲計算和物聯網技術為一體，依託部署在農業生產現場的各種傳感節點（環境温濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網絡實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。

“智慧農業”是雲計算、傳感網、3S等多種信息技術在農業中綜合、全面的應用，實現更完備的信息化基礎支撐、更透徹的農業信息感知、更集中的數據資源、更廣泛的互聯互通、更深入的智能控制、更貼心的公眾服務。“智慧農業”與現代生物技術、種植技術等科學技術融合於一體，對建設世界水平農業具有重要意義。

智慧農業是物聯網技術在現代農業領域的應用，主要有監控功能系統、監測功能系統、實時圖像與視頻監控功能。

（1）監控功能系統：根據無線網絡獲取的植物生長環境信息，如監測土壤水分、土壤温度、空氣温度、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。其它參數也可以選配，如土壤中的PH值、電導率等等。信息收集、負責接收無線傳感匯聚節點發來的數據、存儲、顯示和數據管理，實現所有基地測試點信息的獲取、管理、動態顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用户，並根據以上各類信息的反饋對農業園區進行自動灌溉、自動降温、自動卷模、自動進行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。

（2）監測功能系統：在農業園區內實現自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節點，太陽能供電系統、信息採集和信息路由設備配備無線傳感傳輸系統，每個基點配置無線傳感節點，每個無線傳感節點可監測土壤水分、土壤温度、空氣温度、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。根據種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。

（3）實時圖像與視頻監控功能：農業物聯網的基本概念是實現農業上作物與環境、土壤及肥力間的物物相聯的關係網絡，通過多維信息與多層次處理實現農作物的最佳生長環境調理及施肥管理。但是作為管理農業生產的人員而言，僅僅數值化的物物相聯並不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監控為物與物之間的關聯提供了更直觀的表達方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯網單層數據上看僅僅能看到水分數據偏低。應該灌溉到什麼程度也不能死搬硬套地僅僅根據這一個數據來作決策。因為農業生產環境的不均勻性決定了農業信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術手段上進行突破。視頻監控的引用，直觀地反映了農作物生產的實時狀態，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側面反映出作物生長的整體狀態及營養水平。可以從整體上給農户提供更加科學的種植決策理論依據。

農業生產環境監控：通過佈設於農田、温室、園林等目標區域的大量傳感節點，實時地收集温度、濕度、光照、氣體濃度以及土壤水分、電導率等信息並彙總到中控系統。農業生產人員可通過監測數據對環境進行分析，從而有針對性地投放農業生產資料，並根據需要調動各種執行設備，進行調温、調光、換氣等動作，實現對農業生長環境的智能控制。

食品安全：利用技術，建設農產品溯源系統，通過對農產品的高效可靠識別和對生產、加工環境的監測，實現農產品追蹤、清查功能，進行有效的全程質量監控，確保農產品安全。物聯網技術貫穿生產、加工、流通、消費各環節，實現全過程嚴格控制，使用户可以迅速瞭解食品的生產環境和過程，從而為食品供應鏈提供完全透明的展現，保證向社會提供優質的放心食品，增強用户對食品安全程度的信心，並且保障合法經營者的利益，提升可溯源農產品的品牌效應。

2022年4月23日，“中國糧倉”黑龍江省啓動一項“智慧農業”項目，投資1.5億元人民幣，將研製無人農機系統，建設“無人農場”。 ^[9] 

基於Zigbee技術的智慧農業解決方案，成本低廉，是一般人都能負擔的價格；控制更簡單，讓每一位剛接觸的人都能輕鬆使用；功耗更低、組網更方便、網絡更健壯，給您帶來高科技的全新感受。您的温室大棚規模越大，基於Zigbee技術的智慧農業解決方案在使用中，要準確及時地操控所有設備，最值得關注的應該就是網絡信號的穩定性。鑑於温室大棚的網絡覆蓋區域比較廣泛，我們貼心為您呈現物聯無線中繼器。智慧農業能有效連接物聯Internet通信網關和超出物聯Internet通信網關有效控制區域的其它Zigbee網絡設備，實現中繼組網，擴大覆蓋區域，並傳輸網關的控制命令到相關網絡設備，達到預期傳輸和控制的效果。基於先進的Zigbee技術，物聯無線中繼器無需接入網線，就可自行中繼組網，擴散網絡信號，讓您的網絡靈活順暢運行，保障您的所有設備正常運行。

智能農業大棚、農機定位、倉儲管理、食品溯源等

我國是農業大國，而非農業強國。近30年來果園高產量主要依靠農藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置，導致大量養分損失並造成環境污染。我國農業生產仍然以傳統生產模式為主，傳統耕種只能憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也對環境保護與水土保持構成嚴重威脅，對農業可持續性發展帶來嚴峻挑戰。本項目針對上述問題，利用實時、動態的農業物聯網信息採集系統，實現快速、多維、多尺度的果園信息實時監測，並在信息與種植專家知識系統基礎上實現農田的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動控制。突破果園信息獲取困難與智能化程度低等技術發展瓶頸。

我國大多數水果生產主要依靠人工經驗進行管理，缺乏系統的科學指導。設施栽培技術的發展，對於農業現代化進程具有深遠的影響。設施栽培為解決我國城鄉居民消費結構和農民增收，為推進農業結構調整發揮了重要作用，温室種植已在農業生產中佔有重要地位。要實現高水平的設施農業生產和優化設施生物環境控制，信息獲取手段是最重要的關鍵技術之一。作為現代信息技術三大基礎(傳感器技術、通信技術和計算機技術)的高度集成而形成的無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術。網絡由數量眾多的低能源、低功耗的智能傳感器節點所組成，能夠協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息，並對其進行處理，獲得詳盡而準確的信息，通過無線傳輸網絡傳送到基站主機以及需要這些信息的用户，同時用户也可以將指令通過網絡傳送到目標節點使其執行特定任務。

“智慧農業”能夠有效改善農業生態環境。將農田、畜牧養殖場、水產養殖基地等生產單位和周邊的生態環境視為整體，並通過對其物質交換和能量循環關係進行系統、精密運算，保障農業生產的生態環境在可承受範圍內，如定量施肥不會造成土壤板結，經處理排放的畜禽糞便不會造成水和大氣污染，反而能培肥地力等。 ^[7] 

“智慧農業”能夠顯著提高農業生產經營效率。基於精準的農業傳感器進行實時監測，利用雲計算、數據挖掘等技術進行多層次分析，並將分析指令與各種控制設備進行聯動完成農業生產、管理。這種智能機械代替人的農業勞作，不僅解決了農業勞動力日益緊缺的問題，而且實現了農業生產高度規模化、集約化、工廠化，提高了農業生產對自然環境風險的應對能力，使弱勢的傳統農業成為具有高效率的現代產業。

“智慧農業”能夠徹底轉變農業生產者、消費者觀念和組織體系結構。完善的農業科技和電子商務網絡服務體系，使農業相關人員足不出户就能夠遠程學習農業知識，獲取各種科技和農產品供求信息；專家系統和信息化終端成為農業生產者的大腦，指導農業生產經營，改變了單純依靠經驗進行農業生產經營的模式，徹底轉變了農業生產者和消費者對傳統農業落後、科技含量低的觀念。另外，智慧農業階段，農業生產經營規模越來越大，生產效益越來越高，迫使小農生產被市場淘汰，必將催生以大規模農業協會為主體的農業組織體系。

智慧農業谷功能構建包括特色有機農業示範區、農科總部園區和高端休閒體驗區，是促進農業的現代化精準管理、推進耕地資源的合理高效利用。

智慧農業通過生產領域的智能化、經營領域的差異性以及服務領域的全方位信息服務，推動農業產業鏈改造升級;實現農業精細化、高效化與綠色化，保障農產品安全、農業競爭力提升和農業可持續發展。因此，智慧農業是我國農業現代化發展的必然趨勢，需要從培育社會共識、突破關鍵技術和做好規劃等方面入手，促進智慧農業發展。

改革開放以來，我國農業發展取得了顯著成績，糧食產量“十二連增”，蔬菜、水果、肉類、禽蛋、水產品的人均佔有量也排在世界前列，但代價不菲。一是化肥農藥濫用、地下水資源超採以及過度消耗土壤肥力，導致生態環境惡化，食品安全問題凸顯;二是粗放經營，導致農業競爭力不強，出現農業增產、進口增加與庫存增量的“三量齊增”現象，越來越多低端農產品滯銷。解決這些問題就需要大力發展以運用智能設備、物聯網、雲計算與大數據等先進技術為主要手段的智慧農業。

升級生產領域，由人工走向智能。在種植、養殖生產作業環節，擺脱人力依賴，構建集環境生理監控、作物模型分析和精準調節為一體的農業生產自動化系統和平台，根據自然生態條件改進農業生產工藝，進行農產品差異化生產；在食品安全環節，構建農產品溯源系統，將農產品生產、加工等過程的各種相關信息進行記錄並存儲，並能通過食品識別號在網絡上對農產品進行查詢認證，追溯全程信息;在生產管理環節，特別是一些農墾墾區、現代農業產業園、大型農場等單位，智能設施與互聯網廣泛應用於農業測土配方、茬口作業計劃以及農場生產資料管理等生產計劃系統，提高效能。

升級經營領域，突出個性化與差異性營銷方式。物聯網、雲計算等技術的應用，打破農業市場的時空地理限制，農資採購和農產品流通等數據將會得到實時監測和傳遞，有效解決信息不對稱問題。一些地區特色品牌農產品開始在主流電商平台開闢專區，拓展農產品銷售渠道，有實力的優秀企業通過自營基地、自建網站、自主配送的方式打造一體化農產品經營體系，促進農產品市場化營銷和品牌化運營，預示農業經營將向訂單化、流程化、網絡化轉變，個性化與差異性的定製農業營銷方式將廣泛興起。所謂定製農業，就是根據市場和消費者特定需求而專門生產農產品，滿足有特別偏好的消費者需求。此外，近年來各地興起農業休閒旅遊、農家樂熱潮，旨在通過網站、線上宣傳等渠道推廣、銷售休閒旅遊產品，併為旅客提供個性化旅遊服務，成為農民增收新途徑和農村經濟新業態。

升級服務領域，提供精確、動態、科學的全方位信息服務。在黑龍江等地區，已經試點應用基於北斗的農機調度服務系統;一些地區通過室外大屏幕、手機終端等這些靈活便捷的信息傳播形式向農户提供氣象、災害預警和公共社會信息服務，有效地解決“信息服務最後一公里”問題。面向“三農”的信息服務為農業經營者傳播先進的農業科學技術知識、生產管理信息以及農業科技諮詢服務，引導優秀企業、農業專業合作社和農户經營好自己的農業生產系統與營銷活動，提高農業生產管理決策水平，增強市場抗風險能力，做好節本增效、提高收益。同時，雲計算、大數據等技術也推進農業管理數字化和現代化，促進農業管理高效和透明，提高農業部門的行政效能。

實現精細化，保障資源節約、產品安全。一方面，藉助科技手段對不同的農業生產對象實施精確化操作，在滿足作物生長需要的同時，保障資源節約又避免環境污染。另一方面，實施農業生產環境、生產過程及生產產品的標準化，保障產品安全。生產環境標準化是指通過智能化設備對土壤、大氣環境、水環境狀況實時動態監控，使之符合農業生產環境標準;生產過程標準化是指生產的各個環節按照一定技術經濟標準和規範要求通過智能化設備進行生產，保障農產品品質統一;生產產品標準化是指通過智能化設備實時精準地檢測農產品品質，保障最終農產品符合相應的質量標準。

實現高效化，提高農業效率，提升農業競爭力。雲計算、農業大數據讓農業經營者便捷靈活地掌握天氣變化數據、市場供需數據、農作物生長數據等等，準確判斷農作物是否該施肥、澆水或打藥，避免了因自然因素造成的產量下降，提高了農業生產對自然環境風險的應對能力;通過智能設施合理安排用工用時用地，減少勞動和土地使用成本，促進農業生產組織化，提高勞動生產效率。互聯網與農業的深度融合，使得諸如農產品電商、土地流轉平台、農業大數據、農業物聯網等農業市場創新商業模式持續湧現，大大降低信息搜索、經營管理的成本。引導和支持專業大户、家庭農場、農民專業合作社、優秀企業等新型農業經營主體發展壯大和聯合，促進農產品生產、流通、加工、儲運、銷售、服務等農業相關產業緊密鏈接，農業土地、勞動、資本、技術等要素資源得到有效組織和配置，使產業、要素集聚從量的集合到質的激變，從而再造整個農業產業鏈，實現農業與二、三產業交叉滲透、融合發展，提升農業競爭力。

實現綠色化，推動資源永續利用和農業可持續發展。2016年中央一號文件指出，必須確立發展綠色農業就是保護生態的觀念。智慧農業作為集保護生態、發展生產為一體的農業生產模式，通過對農業精細化生產，實施測土配方施肥、農藥精準科學施用、農業節水灌溉，推動農業廢棄物資源化利用，達到合理利用農業資源、減少污染、改善生態環境，即保護好青山綠水，又實現產品綠色安全優質。藉助互聯網及二維碼等技術，建立全程可追溯、互聯共享的農產品質量和食品安全信息平台，健全從農田到餐桌的農產品質量安全過程監管體系，保障人民羣眾“舌尖上的綠色與安全”。利用衞星搭載高精度感知設備，構建農業生態環境監測網絡，精細獲取土壤、墒情、水文等農業資源信息，匹配農業資源調度專家系統，實現農業環境綜合治理、全國水土保持規劃、農業生態保護和修復的科學決策，加快形成資源利用高效、生態系統穩定、產地環境良好、產品質量安全的農業發展新格局。

美國、日本等發達國家的農業實踐表明，智慧農業是農業發展進程中的必然趨勢。據美國農業部統計，2012年已有69.6%的美國農場使用互聯網進行農業有關的生產經營活動，有38.5%、23.7%農場分別使用DSL(數字用户線路)服務和衞星遙感服務。日本人均耕地僅有0.7畝，但通過農業信息網絡、農業數據庫系統、精準農業、生物信息、電子商務等現代信息技術，實現了播種、控制與質量安全及農產品物流等方面的智慧化，農業安全生產和農產品流通效率位居世界前列。我國智慧農業呈現良好發展勢頭，但整體上還屬於現代農業發展的新理念、新模式和新業態，處於概念導入期和產業鏈逐步形成階段，在關鍵技術環節方面和制度機制建設層面面臨支撐不足問題，且缺乏統一、明確的頂層規劃，資源共享困難和重複建設現象突出，一定程度上滯後於信息化整體發展水平。因此，促進智慧農業大發展，需要做好以下三方面工作。

社會各界，特別是各級政府、科研院所、農業從業人員要認真學習、深刻領會近年來黨的中央一號文件精神以及習近平總書記“以科技為支撐走內涵式現代農業發展道路”的講話精神，認識到我國農業發展正處於由傳統農業向現代農業轉變的拐點上，智慧農業將改變數千年傳統農業生產方式，是現代農業發展的必經階段。因此，社會各界一定要達成大力發展智慧農業的共識，牢牢抓住新一輪科技革命和產業變革為農業轉型升級帶來的強勁驅動力和“互聯網+”現代農業戰略機遇期，加快農業技術創新和深入推動互聯網與農業生產、經營、管理和服務的融合。

智慧農業具有一次性投入大、受益面廣和公益性強等特點，需要政府的支持和引導，實施一批有重大影響的智慧農業應用示範工程和建設一批國家級智慧農業示範基地。智慧農業發展需要依託的關鍵技術(如智能傳感、作物生長模型、溯源標準體、雲計算大數據等)還存在可靠性差、成本居高不下、適應性不強等難題，需要加強研發，攻關克難。同時，智慧農業發展要求農業生產的規模化和集約化，必須在堅持家庭承包經營基礎上，積極推進土地經營權流轉，因地制宜發展多種形式規模經營。與傳統農業相比，智慧農業對人才有更高的要求，因此要將職業農民培育納入國家教育培訓發展規劃，形成職業農民教育培訓體系。另外，要重視相關法規和政策的制定和實施，為農業資金投入和技術知識產權保駕護航，維護智慧農業參與主體的權益。

智慧農業發展必然經過一個培育、發展和成熟的過程，因此，當前要科學謀劃，制定出符合中國國情的智慧農業發展規劃及地方配套推進辦法，為智慧農業發展描繪總體發展框架，制定目標和路線圖，從而打破我國智慧農業雖然發展多年但卻各自為政所形成的資源、信息孤島局面，將農業生產單位、物聯網和系統集成企業、運營商和科研院所相關人才、知識科技等優勢資源互通，形成高流動性的資源池，形成區域智慧農業乃至全國智慧農業發展一盤棋局面。

真正的信息化應該是“潤物細無聲”的，無需冗長的教程和繁難的培訓，一看就會，一用就見效，自然能夠受到農民追捧、贏得市場，這應該是互聯網融入水產行業的最佳情境設想。因此，“互聯網+水產”的發展，不能把重點放在教育一線養殖户，而是從一線養殖户的實際和思維出發，因勢利導、潛移默化地進行適應性改變，這就是所謂的“引導”。那麼，這個適應性改變應該如何進行?

一是要加快易用、實用APP的開發，建議模擬不同的養殖場景，按照養殖全過程設置重要節點和參數，按照農民的養殖習慣優化應用流程。

二是要打通生產和經營的通道，通過移動互聯網實現“扁平化”，藉助在線傳輸方式，讓消費者與養殖現場建立關聯，無論是水產品質量追溯，還是養殖現場視頻調閲，甚至是水產養殖眾籌，都可以大膽嘗試。

三是要充分利用政策資源，實施移動互聯網示範工程，通過創建“互聯網+”示範養殖場、養殖能手等行動，大力推廣信息化養殖理念和技術，加強用户體驗，大規模提升水產養殖信息化水平。

四是要積極實踐互聯網思維，啓動水產信息化服務市場，借用打車軟件等先進的運營思維，合理配置盈利點，前端推廣多采用免費、補貼等手段，讓農民享受到實惠，再從水產養殖的其他環節找回企業收益。 ^[8]