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浙东农业物联网的实践与思考

作者:未知

  摘  要:随着智能农业和精准农业的发展,物联网技术在浙东现代农业中得到广泛应用,通过使用无线传感器网络可以有效降低人为因素对农田环境的影响,同时可以在线监测到田间农作物的各种信息,通过科学监测、科学种植,促进了现代农业发展方式的转变。该文以浙东农村为例,介绍了农业物联网的实践和思考。
  关键词:农业物联网  实时监测  远程控制  商业模式
  中图分类号:TP393                                 文献标识码:A                           文章编号:1672-3791(2019)04(a)-0013-02
  近期由于连续多月阴雨,导致浙东区域农业生产过程受到严重影响。对于从事农业工作的科技工作者来说,需要解决如下问题:如何提前部署恶劣天气的预警机制,以减少农户的损失?如何消除由于农产品生产和市场需求信息不对称而引起的农产品销售困难?如何消除凭经验生产的弊端,尤其是在遇到病虫害、天气因素、土壤生态变化等环境因素改变时,如何应对?解决上述问题的一种有效策略就是引入农业物联网,即将智能传感芯片、移动嵌入式系统等物联网技术应用到现代农业生产过程中,通过使用无线传感器网络可以有效降低人为因素对农田环境的影响,获取精确的农作物环境信息,通过使用各种具有远程控制功能的智能化生产设备,进行农田信息远程检测和生产控制,实现科学监测、科学种植,促进了现代农业发展方式的转变。
  1  农业物联网的两个特征
  农业物联网在部署中具有如下两个鲜明的特征。
  1.1 农业物联网以感知作为基础
  在过去,农业工作者根据自身知识和经验来判断植物生长环境需求,开展灌溉、施肥、治理病虫害等活动,但是随着环境因素的逐渐复杂,有可能出现经验判断遗漏、错误乃至断层,这对于规模化、企业化的农业生产必将造成极大的损失。物联网农业队传统农业生产具有空前的意义,关键就是以“感知农业”来获得决策方案,也就是在种植物周围通过部署各类农业传感器捕捉各项温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境数据,经数据采集控制器汇总后经物联网通道送至云端进行分析处理,结果即时显示在中控室、手机端,最后通过神经网络算法等人工智能处理给出农业生产具体方案,从业人员只需根据方案实施灌溉、施肥、治理病虫害等工作即可。
  1.2 农业物联网要形成閉环控制
  除了部署传感器、GPS和4G等采集了图片、温湿度、光照度和土壤等“感知农业”核心数据之后,还要通过点对点施肥、施药、灌溉以及光照等一系列个性化操作,再通过收集反馈信息分析以做进一步的判断,这就构成了一个完整的闭环控制。在“信息收集”“决策制定”“操作实施”“后续反馈”等一系列的环节中,每一个步骤均是不可或缺的,少了哪一个都无法形成回路,也不能被称之为智能农业。
  2  浙东农业物联网发展样本——海通时代农场
  作为新型农业主体的一员,宁波海通时代农业有限公司以“发展现代农业、引领时代发展”为企业责任,力推绿色生产,树立“无公害”品牌形象,时代农场进军农业物联网,即在面积1200亩的海通时代农场中建立感知农业核心示范区200亩、标准钢大棚150亩。海通时代农场的物联网布控主要有以下特点。
  2.1 物联感知,智能传感
  海通时代农场的各个区域中,按照系统要求安装了种植监控系统、温室种植监控系统、无线传输系统、智能控制系统、视频监控系统和植保预警系统。按农场需求布控了传感子系统,实现无线智能传输。这些传感子系统,主要负责采集海通时代农场玻璃温室内的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、环境二氧化碳浓度、光照强度;而视频监控系统,主要负责实时图像采集监控,可远程查看温室内环境和农作物长势等情况。
  2.2 一键式智能设施控制
  由于农业从业人员的素质普遍低于其他产业,因此实施了一键式智能设施控制,具体如下。
  (1)温室大棚智能控制:通过无线传输技术,连接控制室与控制柜,由中控台的控制,可以一键式控制海通时代农场温室大棚内的风机、外遮阳、内遮阳、喷滴灌、侧窗、湿帘等设备的开启,实现远程管理。
  (2)农田灌溉智能化控制:通过无线传输技术,可一键式控制海通时代农场的灌溉设备,实现远程点对点滴灌控制。
  (3)智能决策控制中心:包括智能测控、视讯刻录、功能处理、生产监控等。
  2.3 软件平台
  农场物联网软件平台集成了物联网及信息控制技术功能,可对农业生产进行全面管控,登入系统可查看海通时代农场总体概况、温室实况,并具有温室调控、大田灌溉、墒情监测、数据查询、报警设置、视频监控六大功能。
  通过农业物联网解决方案,给海通时代农场带来了管理效率的提升、人力资源和生产资源的双重减负。它的成功投入,具有示范作用,成为了浙东农业物联网发展的样本。
  3  浙东农业物联网发展的现状分析
  3.1 浙东农业物联网应用尚处于试点阶段
  《农业物联网十三五规划报告》指出,农业物联网发展的路径如下:农业物联网概念的提出→农业物联产品的研制→试点阶段→初试局部推广阶段→规模推广阶段→农业万物互联阶段。据多次调研发现,浙东农业物联网发展则处于“试点阶段”,也就是说农业物联网产品以及核心技术的问题已经基本得以解决,却面临着投入与产出的性价比问题。究其原因,农业是中国的第一产业,是涉及到农民的切身利益,但农业物联网概念来自西方并非出自浙东农民或农业从业人员的实际需求,在农业未走向产业化之前,走向“初试局部推广阶段”面临着太多的不确定因素。
  3.2 浙东农业物联网应用尚处于局部环节
  按最理想的方式,农业物联网能解决农产品从种植到产品运输乃至产品销售等各环节全产业链的追溯,确保农品质量安全,让所有消费者放心。这就意味着从田间地头到厨房餐桌,全程信息互联和共享,每一个节点都可实现顺查、倒查和智能化操控。而目前浙东农业物联网主要覆盖了农产品流通、部分链条质量追溯等局部环节。
  3.3 浙东农业物联网应用投资主体不明确
  农业投资是促进农产品发展的初始动力,但截至目前,农业物联网产业领域仍缺乏一个内生的、持续的、雄厚的投资主体,整体尚未形成清晰的投资格局,从政府出发,虽然有过相应规划,但缺乏对市场底层的深刻体会,这样可能会出现投资浪费等现象。普通企业由于经济和技术力量的局限,在农业物联网方面的投资所起到的局部示范作用远远大于实际意义。而农业生产的主体——农民,更是不能承担庞大的农业物联网基础设施建设,也缺乏迫切的投资动力。
  4  结语
  该文以浙东农村为例,介绍了农业物联网的实践和思考。农业物联网的基本的成本由硬件设备、配套软件和人工维护等部分组成,这些增加的成本究竟能提高多少收益,这个比较直接决定了农业物联网的推广前景。利用农业物联网技术在对于农业环境进行监测,并根据监测结果制定个性化方案对农田机械设施实施自动控制,这个全过程新增成本及收益与全人工实施的成本相比到底有大优势,才能吸引各种资源共同推进农业物联网的商业化并形成良性发展。
  参考文献
  [1] 罗健文,喻立.基于物联网的智慧农业系统构建[J].清远职业技术学院学报,2018,11(6):32-35.
  [2] 赖宇.农业物联网设备及平台开发[J].农业与技术,2018,38(22):167.
  [3] 郭鹏程.基于物联网的设施农业监测预警系统的设计与实现——以山西省为例[J].山西科技,2018,33(2):67-69,72.
  ①课题来源:2018年宁波市科协“村会合作”(项目编号:Z2018-5)。
  作者简介:李方园(1973—),男,汉族,浙江宁波人,硕士,副教授,主要从事智能控制系统开发与技术培训。
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