關于智慧農業的概述

文/張麗麗

我國農業的基本現狀是“大國小農”，加強小農戶與現代農業有機銜接，才能提高農業現代化水平。農業現代化的過程除了擴大規模化生產，還需提升整個產業鏈的效率和效能，改變產業鏈原有生態模式。發展智慧農業，通過感知、監測、跟蹤、預測、數據分析等技術對傳統農業生產進行升級改造，實現農業的精準化生產、可視化管理、智能化決策，可以全面提高農業的生產力，實現農業產業的節本、提質、增效，加快農業現代化步伐。

一、智慧農業的基本定義

智慧農業是將物聯網、云計算、3S技術等現代信息技術與農業產業鏈相結合，改變農業生產模式，通過對農業產業鏈的智能感知、監測、跟蹤、數據分析等，實現對產業鏈的精準化管理和可視化診斷，從而提升農業產業鏈的價值創造能力、提高經濟效益的一種新型農業生產方式。

二、智慧農業的技術內涵

智慧農業主要利用傳感網、WIFI、RFID、大數據等技術，實現對農業產業鏈的精準化、可視化、規模化、智能化管理，提高農業現代化水平，提升農業生產效能。

1.傳感網技術

傳感網技術是在需要進行信息采集與傳輸的區域將集成傳感器、數據處理單位部件、通信部件進行合理分布，相互聯系形成網絡結構，構成傳感網。其節點數量相對較大，在復雜多變的環境中適應性較強。傳感網由于節點的密集且分布隨機，使其需要具備一定的能量儲存功能。傳感網技術是農業物聯網的核心，其在物物連接、信息交換、信息傳輸等方面起到十分重要的作用。

2.WIFI技術

WIFI是允許電子設備連接到局域網的技術，支持監測、傳輸等電子產品的無線上網，實施無線網絡傳輸。基于WIFI技術，農業物聯網才有發揮作用的基礎，智慧農業才能監測農業產業鏈的各環節。

3.RFID技術

RFID技術即射頻識別是一種通信技術，由應答器、閱讀器以及應用軟件系統三部分組成，其原理是利用無線電訊號感知監測目標并進行數據記錄。在農業物聯網中，其主要作用是接收監測設備采集的數據并進行記錄，再將數據傳輸給后臺軟件操作系統，實現對數據的分析和控制。

4.大數據技術

大數據是信息時代的產物，其本質是基于大量數據分析作出的實時反應和決策輔助。農業產業利用數據化的思維，進行分析、運營、決策，為產業鏈的發展提供削減不確定性的方法，從而展開有效的行動，幫助發現自身問題，推動創新和制定合理化的解決方案。

三、智慧農業的應用領域

1.規劃

應用農業大數據技術及信息，進行產業分析和行業預測，明確政府、市場、產業的相關信息，贏得商機。通過對自然環境數據分析梳理，選擇生產項目并與當地環境相適應，降低風險；分析市場信息，動態調整供需關系以增加收益 ；分析政策信息，把握政府對行業發展的指向，把脈行業動向從而有的放矢順應社會化發展；根據消費者信息及需求情況反饋，分析消費行為并在農事生產之前做出科學決策。

2.生產

種植業生產數據包括良種信息、地塊耕種歷史信息、育苗信息、播種信息、農藥信息、化肥信息、農膜信息、灌溉信息、農機信息和農情信息。養殖業生產數據主要包括個體系譜信息、個體特征信息、飼料結構信息、圈舍環境信息、疫病情況等。依托部署在農業生產現場的各種傳感器節點（環境溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光照度傳感器等）和無線傳感器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干預、可視化管理、智能化決策。

3.流通

在倉儲、物流、流通等各個環節，利用物聯網等技術，實現倉儲環境條件智能調控以滿足不同農產品對環境條件的不同要求。通過倉儲過程多維度可視化，保證品質的真實可靠。根據不同產品特性，建立智能倉儲、物流數據模型，不斷更新和完善信息化系統，建立標準化倉儲物流體系，聯通智慧農業產業鏈閉環。

4.溯源

目前追溯管理系統已經被廣泛應用于農產品質量安全追溯、畜禽疫病電子出證等監管領域。通過RFID技術、智能二維碼等可實現農產品生產全過程追溯。將視頻監控系統與種植養殖監管、病蟲害預警預報防治、加工控制等系統結合，實現對農業生產、加工、流通環節的可視化跟蹤，便于技術人員觀察并及時采取有效措施，確保生產、加工、流通的順利進行。建立溯源信息服務平臺，采集覆蓋植物種子采購、播種（養殖）、施肥用藥、收獲、加工、運輸、進入超市等各個環節信息，方便第三方監管。強化對農產品生產過程的質量管理，配合有效的法律法規，保障生態環境安全、農資安全、農產品安全。

5.監管

利用物聯網技術對農業土壤進行監測，確定該地塊適于種植的作物，發現土壤問題及時進行土壤改良。物聯網技術還可以對水環境進行檢測，保證灌溉和畜禽用水的微生物和重金屬離子含量不超標；對大氣環境進行檢測，及時檢測出二氧化硫、二氧化氮等有毒氣體含量，以便及時采取措施達到保證農作物健康生長的環境要求。農業生態環境是影響農產品質量安全的基礎，通過物聯網技術對農業環境進行監測，從源頭控制動植物生產、加工、流通等環節的環境條件安全以保障農產品質量安全。

四、智慧農業的問題及對策

1.產業鏈源頭信息化程度不高

智慧農業的任何環節都需要信息和數據的支撐。目前農業產前階段的生產資料信息化、透明化程度不高，導致產業鏈條從源頭就難以達到智慧農業對信息和數據的要求。目前農業智能化的發展多集中在生產、溯源環節，無法實現對整個行業的智能化跟蹤、監控、管理、決策，現階段的智慧農業相對片面且不完整。產業鏈源頭數據信息的整合包含自然信息和社會經濟信息，需要多部門協同發力，打破各部門間數據壁壘，提高信息透明程度，實現信息數據管理在全產業鏈的覆蓋。

2.生產與流通體系信息不對稱

由于農業信息標準化程度低、采集覆蓋面不足、整合程度低、共享程度低，導致農業數據信息缺乏權威性，生產與流通系統信息不對稱。農業生產者缺乏可以依據的數據信息作為指導，往往造成農產品供過于求，各地不同程度出現農產品運不出、賣不掉、價不高等賣難問題。同時，由于信息覆蓋不全，也會出現“蒜你狠”“姜你軍”“豆你玩”等供不應求情況。建立全國統一的農業信息化標準體系，逐步覆蓋全部生產區域和品類，由權威部門打破各部門公用信息壁壘，建立農業數據權威共享平臺，更新發布農業行業信息，滿足供需雙方的信息需求，協調供需平衡，提高行業生產效能。

3.基礎建設成本相對較高

農業產業投資周期長、效益相對較低；智慧農業基礎設施包括傳感器、通信設備、多種軟件系統等，設備價格較高，一次性投入大，回報周期長；農業經營主體多為分散小農戶，難以承擔智慧農業基礎設備較高的費用。這些原因都導致智慧農業項目很難迅速大面積推廣。提高農業基礎設施如網絡等普及程度，提升農業規模化生產水平，減低智慧農業的相對成本。建立健全智慧農業技術和設備的科研、成果轉化、生產體系，提高農業物聯網硬件設備的精密度與耐用程度，開展更多、更實用的數據模型、實用軟件，降低智慧農業相關技術與設備的購置與應用成本。

4.從業人員隊伍有待加強

智慧農業從業技能包括經營管理知識、計算機知識、傳統農業技能、營銷規劃等多方面知識結構體系。目前我國農村高素質人才流失嚴重，受年齡、教育水平及文化程度等制約，農業從業人員對智慧農業的了解、認知均不充分，其整體素質無法滿足智慧農業發展對從業人員的要求。要在外引和內培兩個領域加大力度，從政策、金融、稅收等多角度提供優惠政策，增加智慧農業對高素質人才的吸引力。同時，通過業內培訓，提升現有從業人員的信息化素質、信息化技能，促進其對智慧農業的了解、認知與應用。

五、智慧農業的發展趨勢

1.開發簡易操作系統

智慧農業建設與發展的根本是服務農業、農村和農民。實現傳統農業與智慧農業的迅速接軌，要基于易掌握、易操作、易普及的建設思路，開發實用易用的系統和軟件，實現環控智能化、生產可視化、交易在線化、品控溯源化、資源信息化。

2.降低基礎設備成本

購買一套相對完備的智慧農業設備，其成本往往達到數十萬元，普通農民難以承受。提高行業信息化的利用程度，建立健全農業軟件系統，提高本土化硬件的研發和生產能力，從軟件和硬件方面降低成本，使低成本且可靠性強成為智慧農業技術與設備的發展方向。

3.提高大數據的應用程度

農業大數據包括土壤、氣象、墑情、植保、動保、農資和農產品流通等多方面的信息數據。通過對上述信息數據進行有效分析和研究，建立標準化、體系化、共享化的行業數據基礎，以數據驅動農業發展，判斷趨勢、指導生產、調控市場供給，推進創新和發展。