智慧農(nóng)業(yè)簡(jiǎn)介

1、智慧農(nóng)業(yè)簡(jiǎn)介一、意義我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，而非農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)。近30年來果園高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)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(dǎo)致大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染。 我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主，傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng) 驗(yàn)施肥灌溉，不僅浪費(fèi)大量的人力物力，也對(duì)環(huán)境保護(hù)與水 土保持構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 本項(xiàng)目針對(duì)上述問題，利用實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采 集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速、多維、多尺度的果園信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并 在信息與種植專家知識(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉、智 能施肥與智能噴藥等自動(dòng)控制。突破果園信息獲取困難與智 能化程度低等技術(shù)發(fā)展瓶頸。目前，我國(guó)大多數(shù)水

2、果生產(chǎn)主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)盡心管理， 缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。設(shè)施栽培技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代 化進(jìn)程具有深遠(yuǎn)的影響。設(shè)施栽培為解決我國(guó)城鄉(xiāng)居民消費(fèi) 結(jié)構(gòu)和農(nóng)民增收，為推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了重要作用，溫 室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和優(yōu)化設(shè)施生物環(huán)境控制，信息獲取手段是最重要 的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大基礎(chǔ)（傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)）的高度集成而形成的無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的低ii能源、低功耗的智能傳感器節(jié)點(diǎn)所組成，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處 理，獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息

3、，通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到基站 主機(jī)以及需要這些信息的用戶，同時(shí)用戶也可以將指令通過 網(wǎng)絡(luò)傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)使其執(zhí)行特定任務(wù)。二、概念所謂“智慧農(nóng)業(yè)”就是充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)成果，集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、音視頻技術(shù)、3S技術(shù)、 無線通信技術(shù)及專家智慧與知識(shí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可視化遠(yuǎn)程診 斷、遠(yuǎn)程控制、災(zāi)變預(yù)警等智能管理。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn) （環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、 圖像等）和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智 能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 提供

4、精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策?！爸腔坜r(nóng)業(yè)”是云計(jì)算、傳感網(wǎng)、3S等多種信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中綜合、全面的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更完備的信息化基礎(chǔ)支撐、 更透徹的農(nóng)業(yè)信息感知、更集中的數(shù)據(jù)資源、更廣泛的互聯(lián) 互通、更深入的智能控制、 更貼心的公眾服務(wù)?！爸腔坜r(nóng)業(yè)” 與現(xiàn)代生物技術(shù)、種植技術(shù)等高新技術(shù)融合于一體，對(duì)建設(shè) 世界水平農(nóng)業(yè)具有重要意義。三、技術(shù)特點(diǎn)智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要有監(jiān)控功能系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能。（1）監(jiān)控功能系統(tǒng)：根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物生長(zhǎng)環(huán)境 信息，如監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、 光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，

5、如 土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳 感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有 基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀 的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類信息的反 饋對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)卷模、自動(dòng)進(jìn) 行液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等自動(dòng)控制。（2）監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)：在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與 控制，通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn)，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集 和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配置無 線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線智能控制系統(tǒng)傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)土壤水 分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分 含量等參數(shù)。根據(jù)種植作

6、物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和 短信報(bào)警信息。（3）實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概 念是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān) 系網(wǎng)絡(luò)，通過多維信息與多層次處理實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的最佳生長(zhǎng) 環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言， 僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營(yíng)造作物最佳生長(zhǎng)條件。 視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達(dá) 方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能 看到水分?jǐn)?shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地 僅僅根據(jù)這一個(gè)數(shù)據(jù)來作決策。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻 性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技 術(shù)手段上進(jìn)行突破。視

7、頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物 生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映 一些作物的生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)，也可以側(cè)面反映出作物生長(zhǎng)的整體狀 態(tài)及營(yíng)養(yǎng)水平?？梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決 策理論依據(jù)。四、應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控：通過布設(shè)于農(nóng)田、溫室、園林等目 標(biāo)區(qū)域的大量傳感節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)地收集溫度、濕度、光照、氣 體濃度以及土壤水分、電導(dǎo)率等信息并匯總到中控系統(tǒng)。農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)人員可通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析，從而有針對(duì)性 地投放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，并根據(jù)需要調(diào)動(dòng)各種執(zhí)行設(shè)備，進(jìn)行 調(diào)溫、調(diào)光、換氣等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生長(zhǎng)環(huán)境的智能控制 食品安全：利用技術(shù)，建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，通過對(duì)農(nóng)產(chǎn) 品的高效

8、可靠識(shí)別和對(duì)生產(chǎn)、加工環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品 追蹤、清查功能，進(jìn)行有效的全程質(zhì)量監(jiān)控，確保農(nóng)產(chǎn)品安 全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn) 全過程嚴(yán)格控制，使用戶可以迅速了解食品的生產(chǎn)環(huán)境和過 程，從而為食品供應(yīng)鏈提供完全透明的展現(xiàn)，保證向社會(huì)提 供優(yōu)質(zhì)的放心食品，增強(qiáng)用戶對(duì)食品安全程度的信心，并且 保障合法經(jīng)營(yíng)者的利益，提升可溯源農(nóng)產(chǎn)品的品牌效應(yīng)。五、作用“智慧農(nóng)業(yè)”能夠有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。將農(nóng)田、畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖基地等生產(chǎn)單位和周邊的生態(tài)環(huán)境視為整 體，并通過對(duì)其物質(zhì)交換和能量循環(huán)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)、精密運(yùn) 算，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境在可承受范圍內(nèi)，如定量施肥 不會(huì)造成土壤板

9、結(jié)，經(jīng)處理排放的畜禽糞便不會(huì)造成水和大 氣污染，反而能培肥地力等?！爸腔坜r(nóng)業(yè)”能夠顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率。 基于精準(zhǔn) 的農(nóng)業(yè)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù) 進(jìn)行多層次分析，并將分析指令與各種控制設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)完 成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理。這種智能機(jī)械代替人的農(nóng)業(yè)勞作，不僅 解決了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日益緊缺的問題，而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高 度規(guī)模化、集約化、工廠化，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然環(huán)境風(fēng) 險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)能力，使弱勢(shì)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)成為具有高效率的現(xiàn)代產(chǎn) 業(yè)。“智慧農(nóng)業(yè)”能夠徹底轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、消費(fèi)者觀念和組 織體系結(jié)構(gòu)。完善的農(nóng)業(yè)科技和電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，使 農(nóng)業(yè)相關(guān)人員足不出戶就能夠遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)知識(shí)，獲取各種 科技和農(nóng)產(chǎn)品供求信息；專家系統(tǒng)和信息化終端成為農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)者的大腦，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，改變了單純依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的模式，徹底轉(zhuǎn)變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者對(duì)傳 統(tǒng)農(nóng)業(yè)落后、科技含量低的