信息化在農業企業中的應用初探
——以衢州市三易易生態農業科技有限公司為例

安明明 金劍鋒 馬 超 （上海市農業科學院農業科技信息研究所，上海數字農業工程技術研究中心，上海市奉賢區 201403；徐應英 （衢州市三易易生態農業科技有限公司，浙江省衢州市 324000）

農業信息化為農業現代化發展插上翅膀，有助于實現農業的精準化生產，避免農業生產過程中的資源浪費，改善農產品品質，提高農產品產量，促進農業產業的精準管理，推進耕地資源的合理高效利用。我國是農業大國，農業信息化建設任重而道遠，且仍要在農業信息化發展的道路上探索前行。農業企業在加快推進農業現代化的進程中發揮了模范帶頭作用。在此背景下，筆者以衢州市三易易生態農業科技有限公司（以下簡稱公司）為例，擬對該公司的農業信息化總體建設情況進行介紹，并總結出可供借鑒的農業信息化建設經驗，以期提高農業企業信息化應用水平，進而實現整個農業產業的信息化。

1 農業信息化總體建設情況

衢州市三易易生態農業科技有限公司是集科研、技術服務、種子種苗、花卉和蔬果種植、畜禽養殖、休閑觀光于一體的綜合性農業企業，現為國家首批生態循環農業示范園區、省級農業高科技園區、省級農業科技企業、省級研發中心和衢州市農業龍頭企業。在糧食、果蔬、畜禽、種苗、休閑等代表區塊實施了智慧農業示范工程，并結合公司的創新管理模式與服務模式，通過產業應用推廣與技術支撐互動，促進了農業產業和智慧農業的信息技術融合，推動了現代農業的快速、安全、高效發展。

公司的農業信息化建設主要內容包括：（1）園區農業生產數字化管理系統，（2）各區塊的遠程視頻監測與非法闖入報警子系統，（3）種苗繁育區和各連棟大棚的溫、光、水實時監測及棚內現有設施（遮陽、天窗、風機、濕簾、補光燈、噴滴灌等）的自動控制子系統，（4）多個泵站的智能聯動與各單體大棚及果園區塊智能噴滴灌子系統，（5）各單體大棚自動卷膜子系統，（6）植物智能補光子系統，（7）工廠化育苗環境智能測控（含冬季智能升溫）子系統，（8）智能配肥、肥水同灌、水泵控制子系統，（9）畜牧水產養殖環境在線監測與智能化養殖管理子系統，（10）水體在線檢測與生態循環智能監控子系統，（11）農產品溯源示范與電子商務子系統，（12）虛實相襯的開心農場與智慧休閑農莊子系統，（13）基地自動氣象站。

2 可供借鑒的農業信息化建設經驗

2.1 內容借鑒

2.1.1 園區農業生產數字化管理平臺

公司開發的基于WebGIS的園區管理信息系統采用三層體系結構，即數據層、應用層和服務層，將數據存取、應用程序與信息發布服務分離開來，簡化了用戶的應用操作程序，直接通過瀏覽器訪問，即可在一張圖上實現園區具體的種植分布查詢、生產信息查詢、環境信息查詢與設備控制等[1]。該管理系統是一個多專題應用的集中展現平臺，包括一般的展示服務應用和業務管理專題應用兩個層面（展示服務主要展示園區產地環境信息、農田區塊分布及產地編碼等內容；業務管理主要是由管理人員使用），涵蓋物聯網環境監測、控制與實時視頻以及生產過程信息管理等應用。

2.1.2 遠程實時監測

公司利用物聯網技術，集成了現代傳感器、視頻采集、集成電路與系統及數據傳輸等相關技術，開發了前端信息采集單元，實現了設施內環境參數、動植物長勢、病蟲害狀況、現場生產視頻信息的實時采集和短信預警；同時，在數據存儲和傳輸方面，使用單片機對采集的數據進行處理、存儲、顯示，且開發了存儲器與上位機之間的數據通信模塊，給用戶帶來了“所見即所得”的效果。

2.1.3 動植物環境模型構建及其智能調控

公司通過借鑒國內外先進的動植物生長指標與環境需求模型，以實驗觀測結果和歷史資料為依據，通過解析動植物在不同生長階段的溫度、濕度、光照、二氧化碳、養分等環境因子的閾值范圍和栽培調控措施，借助常見多發病害和各類脅迫危害等方面的有關知識和經驗，進行數理分析及數字化建模，建立了適于公司農業生產特點與環境條件的主要設施生產的動植物環境模型。該模型是依據水肥運籌數學模型、水肥適宜指標聯合調控建立的[2]，以生物生長模型為核心，以物聯網設施監測數據為基礎，設置了基于模型與專家知識的信息處理與環境調控平臺，且以設施環境調控的經濟最優為目標，進行環境參數優化方案的智能決策，并及時預警反饋。

同時，智能調控設置3種模式：（1）自動控制。通過模型和專家系統進行智能判斷，自動控制設施設備，調節環境因子。（2）遠程控制。操作人員可通過電腦、手機APP或手機短信進行人工遠程控制。（3）現場控制。操作人員通過大棚現場的配電箱開關進行控制。這3種控制模型同時并存，相互兼容，按“現場控制”＞“遠程控制”＞“自動控制”的優先級別進行設計。通過智能調控，可使設施內各項環境因子符合既定要求，為動植物的生長發育提供適宜的環境條件。

2.1.4 農產品溯源

公司采用了由上海市農業科學院和昆明農產品國際交易拍賣中心利用NFC（近距離無線通訊）技術聯合研發的農產品“智能芯片二代身份證”進行農產品溯源。該農產品“智能芯片二代身份證”具有標識和防偽功能，且電子芯片不易被復制，安全性較好。公司通過該農產品“智能芯片二代身份證”，可實現主體信息管理、追溯管理、流通節點工作考核、生產檔案管理和檢測報告管理等，有助于實現農產品從“田間到餐桌”的追溯管理，進而保證農產品的質量安全。

2.1.5 肥水一體化智能控制系統

肥水一體化智能控制系統是基于GIS來實現自動化控制，其主要內容為：由園區內各區塊的傳感網絡將采集的數據傳輸到地理信息系統平臺，經過儲存、管理、運算、分析，最后生成施肥處方圖；將水泵和蓄水池灌溉口通斷的控制和管理接入智能管理設備單元，結合作物生長發育的適宜性模型，實現對肥水的智能調節控制。該系統亦可實現遠程實時控制和管理。

2.1.6 用戶終端平臺

用戶終端平臺包括WEB客戶端、移動終端、液晶電視、LED屏發布系統等。例如，可通過手機APP實時查看大棚環境數據，對設備進行手動控制，或根據系統適宜性模型進行自動控制，且可查看設備的執行狀態，并采集現場農事信息，用于遠程在線診斷；同時，可遠程實時查看作物生長情況的視頻圖像數據，并以向導的方式引導用戶對生產過程數據進行登記、修改、查看；此外，農業管理人員可遠程演示、查看系統運行狀態，并將獲取的實地農業生產環境數據和生產數據用于作物生長適宜性分析、研究等。

2.2 經驗借鑒

公司利用農業信息化建設，實現了規模化經營，探索出一條可持續循環的農業生產模式，其他農業企業可先對企業的發展模式進行定位，然后借鑒有利于自身需求的信息化建設內容。當然，公司在農業信息化建設過程中還有不足之處，例如，大量的數據未被充分利用，這與信息化人才缺乏有很大關系。因此，農業企業在進行農業信息化建設中，不僅需要硬件設備的投入，還需培養出更多的信息技術與農業生產相結合的復合型人才，投入到農業信息化建設中，從而使農業產業快速發展[2-3]。

3 結 論

近年來，計算機技術結合農業生產的農業物聯網技術雖然在我國取得了快速發展，但我國農業信息化建設還有很大局限，發展還很不平衡。在新階段，可充分利用物聯網、云計算、4G和5G等現代化信息技術，在農業發達地區或農業企業率先進行農業信息化建設，進而帶領其他欠發達地區一同發展[4-5]。同時，農業信息化是實現農業現代化的重要架構組成，我國的農業信息化雖已具備良好的發展勢頭，但仍面臨著一些挑戰和問題，將來應對社會資源進行系統集成，鼓勵和引導更多的企業、社會機構、優秀人才形成合力加入到農業信息化建設中去，進而推動農業農村領域的經濟結構調整和社會發展進步。