南昌市農業物聯網發展現狀及發展趨勢展望

藍嵐，劉昌林，熊林武，姚毅

（南昌市農業科學院，江西南昌 330001）

0 引言

近年來，隨著社會的發展和科技的進步，萬物互聯已成為可能并正在逐步進行中，物聯網不再僅僅停留在概念階段，而是慢慢變成現實，逐漸滲透到我們的生活中的方方面面。在農業生產方面，農業物聯網的實現，一改以往的傳統農業生產方式，實現自動、智能、遠程控制的生產模式，極大提高了生產率，節省了人力物力財力，而且優質高產高效。傳統農業基本是靠農業生產者的感覺和經驗，無法對生產細節進行精準的判斷和控制，比如作物的水肥、農藥、微量元素、光照等，在用法用量上，只能靠生產者的經驗和感知，在具體操作時無法做到最優，難以達到作物的最佳生長狀態。

農業互聯網則是利用大量的傳感器節點，形成監控網絡，能及時采集信息，如作物的生長溫度、濕度、光照、pH值、CO2濃度等數據信息，并可以通過數據中心進行比照，技術人員在辦公室或者通用無線網絡隨時隨地進行信息查看或者調整，實現遠程控制，從而使作物生長條件參數達到最優，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。農業物聯網實現了及時監測、隨時查詢、提醒警告、遠程控制等功能，在農業生產方面表現出了前所未有的生產優勢，是未來農業發展的必然趨勢，國家對此也非常重視，出臺了許多相關的扶持政策和促進措施。

2020年政府工作報告指出，要將病蟲害防治、大數據、物聯網、云計算、新材料等先進的科技成果應用到農業上，推進農業智能化。農業物聯網是將各類傳感器、農情采集器、互聯網技術等應用于農業生產經營，實現農業生產全過程的即時監控和科學決策，從而促進農業向信息化、智能化發展[1]。農業物聯網是農業現代化的標志之一。當前，南昌市農業物聯網建設進程不斷加快，對促進農業現代化發展、農業增產、農民增收具有重要作用。

1 南昌市農業物聯網發展現狀

1.1 政策導向作用明顯

為加強智慧農業建設，江西省政府先后出臺了《江西省人民政府關于貫徹互聯網+農業行動計劃加快推進全省智慧農業建設實施意見的通知》（贛府廳發〔2015〕74號）、《江西省人民政府關于加快建設物聯江西的實施意見》（贛府發〔2018〕29號）、《江西省人民政府辦公廳關于印發“智聯江西”建設三年行動方案》（2021-2023年）的通知（贛府廳字〔2021〕31號）等一系列政策，并發布了《江西農業物聯網建設技術指導規范》和《江西農業物聯網云平臺開放API說明》等文件。這些政策、文件對農業物聯網的推廣和應用指明了方向，并規范了農業物聯網的建設工作。南昌市在省政策文件精神的指引下，科學開展了農業物聯網相關技術和平臺的研發工作，并積極落實農業物聯網技術應用，有效提高了智慧農業建設水平。

1.2 示范基地建設取得實效

南昌市通過政府主導、市場引導共同作用，充分挖掘產業優勢和技術優勢，農業物聯網示范基地和主導產業園區建設取得了顯著成效。2020年，南昌市農業科學院、南昌市政公用生態農業有限公司、江西煌上煌集團食品股份有限公司、江西農旺水產養殖開發有限公司、江西省斐然生態農業科技開發有限公司、南昌智慧大田農業科技發展有限公司等10家單位被評選為江西省農業物聯網示范基地（企業）。南昌綠谷“兩區一廊”、工控·塘南第六產業園等園區，作為糧食生產、無公害蔬菜生產等主導產業示范園區，大面積應用了農業物聯網技術，實現了農情監測、自動澆水施肥、自動溫濕度控制等農事操作的自動化、智能化。

1.3 技術應用具備堅實基礎

在農業物聯網應用的基礎建設上，南昌市抓住國家科技重大專項——新一代寬帶無線移動通信網的成果轉化工作，基本實現了NB-IoT（窄帶物聯網）對重點農業項目建設的覆蓋。網絡建設方面，南昌市通過完善農村通信基礎設施建設、降低寬帶資費等措施，在農村地區普及寬帶，使農村地區基本進入網絡時代。在移動通信方面，農村4G網絡覆蓋率超過97%，5G網絡正在有序建設，基本實現了網絡深度覆蓋，為農業物聯網的應用打下了堅實的網絡基礎。在硬件設施方面，南昌市引進了各類傳感器、農情監測設備，為實現農業生產自動監測、氣象數據實時呈現、農情信息網絡傳輸奠定了硬件基礎。

在系統平臺方面，南昌市農業科學院研發了農業科研生產管理服務平臺，可以通過電腦終端和移動終端對氣象數據、農事生產、水產養殖等進行遠程管理，通過遠程監控系統與終端的網絡連接，實現農業生產的遠程監測、遠程調度和實時溝通。在管理服務平臺上，針對智慧農場場景，可以顯示農場概況、種植類別、種植品種、氣象監測、生產進度等信息，并可實時監測農機作業的情況；在智慧水產養殖場景，可以切換水質監測儀、農業測試設備，實現設備實時數據顯示；在氣象數據統計場景，通過監測儀器監測24h溫度變化、24h濕度變化及實時氣象信息，并可顯示每一項監測數據的實時數據及24h變化情況。平臺還設置了視頻語音系統，服務人員通過查看實時監控視頻，與生產現場人員進行語音溝通，極大地增強了農業技術指導服務的便利性。此外，平臺還內置專家系統，可以及時針對天氣情況、氣象災害、病蟲害發生情況作出預警，并利用專家系統提出防范、防治建議。

1.4 技術應用場景廣泛

1.4.1 農情監測

南昌市依托農業物聯網監測設施和管理服務平臺，初步實現了農業大田生產作物生長情況、土壤溫度、土壤濕度、病蟲害發生情況、農業災害情況的實時監控預警，并結合降雨、氣溫、天氣預報等信息，對作物生產做出專家指導意見，及時調整田間管理措施，達到精耕細作、科學施肥、合理灌溉、及時防治病蟲害的效果。如土壤監測系統，通過埋藏于耕地土壤內的傳感器，可以實時監測土壤墑情，確定何時灌溉、灌溉量多少[2]；通過肥力傳感器可以精確分析土壤中各營養元素的含量，做到配方精量施肥，有效降低了農業生產成本。

1.4.2 設施農業

建設智能溫室和標準日光溫室，并結合溫室內設置的無線傳感器和網絡傳輸設備，實時監測土壤濕度、空氣濕度、光照強度、二氧化碳濃度、植物養分含量等與作物生長密切的參數，并通過服務器進行數據，遠程開啟或關閉噴淋器、卷簾機，自動預警并通過移動終端提示進行通風、施肥等管理。農業物聯網的應用實現了高效管理和精準化管理，大大降低了設施農業生產的人力成本、農資成本，提高了作物產量。如：作物生長動態信息獲取傳感器可以通過一段時間作物生長情況的對比，實現農業多源信息的智能采集和研判，為生產提供準確建議。

1.4.3 智慧養殖

通過安裝基于物聯網的智慧漁業管理系統，如養殖環境監測傳感器等，可以實時監測養殖環境溫濕度、水質、PH值、電導率等參數，進行養殖設備自動化控制、魚病遠程會診等，實現漁業養殖的智能化和自動化。通過畜禽養殖物聯網系統，如動物行為信息傳感器、動物個體自動識別系統，可動態分析畜禽生長情況、分布情況等，并實現全生產鏈的全自動管理。

1.4.4 食品安全

通過食用農產品電子追溯系統，利用移動手持終端（PDA），實時查看食用農產品來貨信息、檢驗信息，并進行快速檢測，提高了食用農產品質量安全檢測的效率，增強了食品安全監管力度。同時，通過基于物聯網的質量安全追溯體系，可以及時采集農產品播種、施藥、采收、加工、運輸、銷售等環節的數據，消費者只要通過手機掃描條形碼就可以實現整個農產品生產和流通環節的質量安全追溯。此外，應用農業物聯網技術，還可實現農機智能調度、農產品智能配送等功能，且已經在生產中得到推廣。

2 南昌市農業物聯網建設存在的主要問題

2.1 農業信息化基礎建設不足

數字農業、智慧農業、精準農業等現代農業發展模式尚未深入開展，對數字技術、信息技術、物聯網技術的研發與應用也不全面。由傳統農業向物聯網農業過渡需要一定的人力物力財力支持，農業發展特點是投入時間較長，見效慢，需要長期的持續投入才能見到效益。目前，物聯網農業由概念轉到應用也是近年來才開始的，農業信息化建設從全國來看也都存在基礎建設不足的問題，需要一定的時間、經驗的積累，以及建設方式的探索、規劃、標準的制定都需要實踐。

2.2 農業信息數據共享程度低

農業物聯網建設是涉及農業部門、涉及企業、示范基地、生產者及科研機構等的系統工程，農業信息數據在這些建設主體中還難以實現數據共享。數據共享涉及的問題較多，在技術層面已不成問題，但需要在宏觀調控下進行才能有序的進行，因為需要涉及以許多部門、單位、生產基地等之間的協調配合。實現數據共享，需要先進行頂層設計，先期要統籌規劃好方案，制定原則、管理制度、方案預案、人員分工等，才能完成這一系統工程。

2.3 物聯網農業人才缺乏

當前農業企業、新型經營主體、個體生產者缺乏數字化素養，科技人員中缺乏既懂物聯網技術又懂農業生產的復合型人才。長期以來，全國各地的農業發展都是以傳統農業為主，南昌市的農業生產也不例外，普遍生產規模不大，經營范圍也相對單一，而且比較分散，缺乏集中的多元化經營的現代規模生產方式，而且從事農業生產的經營者水平偏低，鮮有高學歷人才。加之近年來城鎮化進程的不斷推進，一些有知識有文化有能力的年輕人不斷外出務工經商，農村的常住人口基數不斷減少，留守的基本都是老年人和兒童、婦女，高學歷高素質人才在農業領域嚴重匱乏，導致物聯網農業發展緩慢[3]。

2.4 農業信息安全性低

農業物聯網的應用形成了巨大的農業信息數據池，這些數據涉及到政府文件、科研技術、企業信息、農業發展數據等，但當前信息安全性仍然處于較低水平。信息安全一直是互聯網中十分重要的工作，物聯網時代也同樣要把信息安全列為工作中的重中之重，一方面是農業物聯網的系統安全運行，確保數據安全存儲、傳輸和及時發送。另一方面也要防止數據泄漏，防止黑客的入侵。數據的最大程度安全才是物聯網穩定運行的基礎[4]。

3 南昌市農業物聯網發展趨勢展望

3.1 加強頂層設計和制度建設

管理部門應從現代農業建設的總目標出發，結合當地實際，完善農業物聯網建設的統籌規劃，并制定各項標準和實施細則，使各地農業物聯網建設有序推進。

3.2 加大資金支持力度

加大關鍵環節的補貼引領力度，創新財政和融資支持方式，提高農業物聯網硬件、軟件的應用。市場經濟條件下，資金的保障是實現技術應用到實踐必要條件，一方面可在各級財政在支農資金中拿一定比例投入到發展物聯網農業中來，另一方面拓寬融資渠道，鼓勵民間資本的進入，采取多種模式進行投入，如特許經營、提供服務、股權合作等方式，促進物聯風農業的主體發展。

3.3 加強人才培養

針對農業物聯網發展要求，引進、培養專業的技術人員、服務人員和數字化技術人才。一方面是引進人才，依托省內及國內的一些大學、實驗室、科研院所，引進一些農業生產、科研等方面的學歷高、能力強、素質好的人才，可以采取雙向兼職、項目合作、技術入股等多種方式，實現物聯網農業高層人才的流入。另一方面是加強本地人才的培養，通過送出去學習、現場教學講座、遠程培訓等形式，對本市的基層農業干部、技術人員、新型經營主體開展有關物聯網農業相關培訓，提高對物聯網農業的認識及技能水平的強化。學習了解物聯網農業發展的一些前沿的技術操作、先進理念、運作模式及先進設備知識，不斷提高思想認識及生產管理理念，提高從業水平以適應新形勢發展的需要。

3.4 開發應用場景

加強農業物聯網技術的研發能力，結合不同產業研發農業物聯網的應用場景和商業模式，增強農業物聯網對智慧農業的支撐力度[5]。

3.5 強化物聯網信息安全

應用先進的網絡防護技術，完善信息數據管理機制，增強管理人員安全意識，不斷提高農業信息的安全性。

4 結語

通過上述措施，可以解決農業物聯網發展的部分問題。目前，農業物聯網在南昌市農業生產的應用仍存在局限，但隨著規劃機制的完善、先進技術的研發、適用設備的開發與應用、更多應用場景和商業模式的產生，以及農業物聯網與產業的深度融合、專業人才的不斷培育，南昌市農業物聯網必然實現更大范圍的覆蓋，從而實現農業物聯網產業鏈的形成和現代農業發展水平的提升。