智慧農(nóng)業(yè)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術運用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中去，運用傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行控制，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更具有“智慧”。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農(nóng)業(yè)還包括農(nóng)業(yè)電子商務、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務等方面的內容。
智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、3S、人工智能等多種信息技術在農(nóng)業(yè)中綜合、全面的應用，實現(xiàn)更完備的信息化基礎支撐、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?！爸腔坜r(nóng)業(yè)”與現(xiàn)代生物技術、種植技術等高新技術融合于一體，對建設世界水平農(nóng)業(yè)具有重要意義。
智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、3S、人工智能等多種信息技術在農(nóng)業(yè)中綜合、全面的應用，接下來就對這些信息技術進行一一的解讀
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)簡介
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)多指的是傳感器收集作物的生長數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)等，將傳感器收集到的數(shù)據(jù)傳輸至農(nóng)田內安置的小基站，而后將數(shù)據(jù)通過2G/3G/4G/GPRS等傳輸至大基站，后傳輸至云端，最后運用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術構建農(nóng)業(yè)數(shù)字模型，包括作物生長模型、作物灌溉模型、作物病蟲害模型、溫室控制模型等。除此之外，還可以控制滴水灌溉和水肥一體化設備，監(jiān)測設備運行狀態(tài)如風機、濕簾、電磁閥、保溫被、卷被電機等，通過手機APP、PC電腦、微信小程序等實時在線查看作物長勢，最終實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化。
目前為止，作物生長數(shù)據(jù)可以監(jiān)測葉面溫度、葉面濕度、果實大小、莖稈變化等；環(huán)境數(shù)據(jù)主要可以監(jiān)測空氣溫濕度、二氧化碳濃度等；土壤數(shù)據(jù)可以監(jiān)測土壤溫濕度、土壤水勢、土壤電導率、土壤PH值等；氣象數(shù)據(jù)可以監(jiān)測太陽光照強度、風速風向、降雨量、大氣壓力等。畜牧養(yǎng)殖數(shù)據(jù)可以監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境的溫度、濕度、通風和光照時間，可以進行個體識別，可以監(jiān)測進食情況和體溫體重以及健康狀況等。水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)可以監(jiān)測水質和養(yǎng)殖場環(huán)境參數(shù)，水質數(shù)據(jù)包括水體溶氧量、PH值、溫度、氨氣和硫化氫等。
物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧農(nóng)業(yè)中的主要應用
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的應用
1.通過無線或有線傳感節(jié)點，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集設備、傳輸系統(tǒng)等獲取的植物生長環(huán)境信息監(jiān)控環(huán)境動態(tài)變化。監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。根據(jù)以上各類參數(shù)的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。
2.農(nóng)業(yè)園區(qū)視頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖的實時狀態(tài)給農(nóng)戶及時調整種養(yǎng)方案、科學決策提供理論依據(jù)。
在農(nóng)業(yè)監(jiān)管方面的應用
1.實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是影響農(nóng)產(chǎn)品質量安全的基礎。利用物聯(lián)網(wǎng)技術對農(nóng)業(yè)土壤進行信息采集通過信息傳輸進行精確分析，既能夠得出適合檢測土壤生長的相應農(nóng)作物，又能夠檢測出該土壤存在的一些肉眼無法察覺的問題及時進行土壤的調控與環(huán)境改善。物聯(lián)網(wǎng)技術不單單只對突發(fā)環(huán)境進行檢測，大氣環(huán)境，水環(huán)境同樣也是其檢測的指標內容。對水環(huán)境進行檢測，保證水源中不存在影響農(nóng)作物生長與危害人體健康的微生物與重金屬離子。對大氣環(huán)境進行檢測，及時檢測出二氧化硫、二氧化氮等有毒氣體，以便于及時采取措施改善周邊大氣環(huán)境，達到保證農(nóng)作物健康生長的目的。
2.實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品安全追溯監(jiān)管。目前基于物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)的追溯管理系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用于農(nóng)產(chǎn)品質量安全追溯、畜禽疫病電子出證等政府監(jiān)管、通過RFID技術、智能識別碼等可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程追溯，保障生態(tài)環(huán)境安全、農(nóng)資安全、農(nóng)產(chǎn)品安全。
在農(nóng)業(yè)資源利用的應用
利用衛(wèi)星遙感和互聯(lián)網(wǎng)技術對監(jiān)測區(qū)域的農(nóng)作物長勢、面積、估產(chǎn)、品質以及土壤、植保信息的進行監(jiān)測與收集，對收集到的數(shù)據(jù)信息進行處理達到規(guī)劃、監(jiān)測某一特定區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的。我國近年來物聯(lián)網(wǎng)技術的大力發(fā)展，與GIS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)的發(fā)展分不開。GIS與GPS的協(xié)調運作，搜集整理信息，利用WiFi無線技術進行信息處理與傳輸實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃。GPS即為全球定位系統(tǒng)利用衛(wèi)星感知進行信息定位將智能農(nóng)業(yè)技術運用的農(nóng)田通過GPS技術進行必要信息的采集，傳輸給處理器進行信息處理。既可以了解到對于農(nóng)田有益的水分、土壤、肥料的分布與蘊含情況，又能夠及時對于監(jiān)測區(qū)域的農(nóng)作物生長、植物病蟲害進行預警，為農(nóng)業(yè)部門生產(chǎn)決策提供了科學依據(jù)。
在農(nóng)產(chǎn)品電商方面的應用
對接農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺是未來農(nóng)產(chǎn)品電商發(fā)展方向，是區(qū)別于某寶、京東等電商的最大亮點。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用可以為農(nóng)產(chǎn)品電商平臺除可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品推介、網(wǎng)上交易功能外，還可對農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)全過程溯源，通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控視頻、VR實景體驗等進一步增強消費者對農(nóng)產(chǎn)品安全的信任感與購買欲，進而培養(yǎng)高端消費群體提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的收入，實現(xiàn)優(yōu)質農(nóng)產(chǎn)品真正“賣得好”。
大數(shù)據(jù)
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)顧名思義就是大數(shù)據(jù)理念、技術和方法在農(nóng)業(yè)方面的實踐。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中從產(chǎn)到銷（種什么，怎么種，往哪銷）全過程中的各個環(huán)節(jié)，是跨行業(yè)、跨專業(yè)、跨業(yè)務的數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化的具體展示。
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是融合了農(nóng)業(yè)地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等自身特征后產(chǎn)生的來源廣泛、類型多樣、結構復雜、具有潛在價值，并難以應用通常方法存儲、處理和分析的海量數(shù)據(jù)集合。
根據(jù)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條劃分，目前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)主要集中在農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)市場和農(nóng)業(yè)管理等領域。
1.農(nóng)業(yè)自然資源與環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括土地資源數(shù)據(jù)、水資源數(shù)據(jù)、氣象資源數(shù)據(jù)、生物資源數(shù)據(jù)和災害數(shù)據(jù)。
2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括種植業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。其中，種植業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括良種信息、地塊耕種歷史信息、育苗信息、播種信息、農(nóng)藥信息、化肥信息、農(nóng)膜信息、灌溉信息、農(nóng)機信息和農(nóng)情信息；養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)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(huán)境信息、疫情情況等。
3.農(nóng)業(yè)市場數(shù)據(jù)包括市場供求信息、價格行情、生產(chǎn)資料市場信息、價格及利潤、流通市場和國際市場信息等。
4.農(nóng)業(yè)管理數(shù)據(jù)主要包括國民經(jīng)濟基本信息、國內生產(chǎn)信息、貿(mào)易信息、國際農(nóng)產(chǎn)品動態(tài)信息和突發(fā)事件信息等。
人工智能
利用計算機視覺、圖像識別等以及深度學習等為主的人工智能技術實現(xiàn)氣候/作物產(chǎn)量預測、病蟲害防治等。目前，人工智能各項技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后各階段均有應用，主要有以下幾個方面，一起來了解一下吧！
1.灌溉用水供求分析
如何做到既能保證作物用水量，又能明顯減輕旱澇對作物產(chǎn)量造成的不良影響，就需要對灌溉用水供求量進行分析。智能灌溉控制系統(tǒng)可以幫助人們選擇合適的灌溉水源，進行灌溉用水供求分析，其中人工神經(jīng)網(wǎng)絡（Artificial Neural Network，簡稱ANN）是應用最多的技術。ANN具備機器學習能力，能夠根據(jù)檢測得到的氣候指數(shù)和當?shù)氐乃臍庀笥^測數(shù)據(jù)，選擇最佳灌溉規(guī)劃策略。該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測土壤墑情，可以實現(xiàn)周期灌溉、定時灌溉、自動灌溉等多種模式，節(jié)省了灌溉用水，又能保證農(nóng)作物良好的生長環(huán)境。
土肥分析土壤成分及肥力分析是農(nóng)業(yè)產(chǎn)前階段最重要的工作之一，我國基礎地力對糧食產(chǎn)量的貢獻率僅有50%左右，而歐美國家達到70%到80%。做好土壤成分及肥力智能分析是是實現(xiàn)適宜栽種作物選擇、定量施肥、生產(chǎn)成本分析等工作的重要基礎?？衫梅乔秩胄缘奶降乩走_成像技術對土壤進行探測分析，利用ANN對土壤表層的黏土含量進行分析。以幫助種植者在正確的時間、正確的地點進行精確施肥。目標是幫助農(nóng)民提高產(chǎn)出、降低成本。
2.種子品質鑒定
種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一，種子質量直接關系到作物產(chǎn)量和生產(chǎn)效益。種子的純度和安全性檢測，是控制和提高健康綠色農(nóng)產(chǎn)品質量的重要手段。因此，利用圖像分析技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡等非破壞性的方法對作物種子種類進行準確評估非常重要。ANN技術它能幫助農(nóng)民在農(nóng)作物生產(chǎn)中根據(jù)自己的需求選擇合適的種子種類，并對不同季節(jié)不同質量等級的農(nóng)作物品種進行準確分析和評估。這樣，可以給農(nóng)民做出科學指導，對他們選擇合適的種子有很大幫助，這對提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質量起到了很好的保障作用。
3.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決農(nóng)業(yè)領域問題的計算機程序系統(tǒng)，其內部含有大量的農(nóng)業(yè)專家水平的知識與經(jīng)驗，它可以利用人工智能日趨成熟的各項技術，解決一些過去只能依靠農(nóng)業(yè)專家才能解決的現(xiàn)實問題。
對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進行可能性的推理、演繹，并做出準確判斷與決策，這就是專家系統(tǒng)的工作。通過AI專家系統(tǒng)對環(huán)境因素和農(nóng)作物的生長狀況進行數(shù)據(jù)分析，就能夠及時獲得農(nóng)作物在各生長階段可能遇到的問題相的解決辦法。
4.病蟲草害管理
目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了多款智能植物識別App，不僅能識別農(nóng)作物種類，還能夠幫農(nóng)戶智能識別農(nóng)作物的各種病蟲害，充當植物醫(yī)生角色。農(nóng)戶只要用App拍一下患了病蟲害的農(nóng)作物的照片，它就能夠診斷出農(nóng)作物的是蟲害還是病害，具體病蟲害的名稱是什么，還可以給出一套相應的預防或治療方案。除了人工智能給出的處理方案，還為用戶搭建了一個持續(xù)性更強的社交平臺供用戶和專家交流的社區(qū)，使有興趣的用戶可以針對相應的病蟲害開展討論交流。
5.農(nóng)產(chǎn)品檢驗
目前國外普遍利用機器視覺進行農(nóng)產(chǎn)品品質自動識別，研究的對象極其廣泛，小到谷粒的表面裂紋檢測和農(nóng)作物種子的分級，大到根據(jù)梅脯、黃瓜、土豆等農(nóng)產(chǎn)品的大小、形狀、色澤和表面缺陷與損傷等進行分級，都在其研究范圍內。目前它己經(jīng)成為一種成熟、可靠的農(nóng)產(chǎn)品外觀形狀檢驗工具。通過機器視覺系統(tǒng)識別過的農(nóng)產(chǎn)品，其品質與安全性可以讓消費者更加放心。
3S技術簡介
3S技術在智慧農(nóng)業(yè)中的應用3s技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的廣泛應用，加快了農(nóng)業(yè)信息化的步伐。3s技術在農(nóng)作物估產(chǎn)、動植物長勢檢測、病蟲害預報、定量施肥與灌溉、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型仿真、農(nóng)業(yè)自然災害監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)資源調查與利用監(jiān)測、土地資源退化監(jiān)測、土壤適宜性評價等方面有著廣闊的發(fā)展前景。
GIS能夠生成不同要素圖層，儲管理農(nóng)田參數(shù)、土壤養(yǎng)分含量和施肥量等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息、農(nóng)業(yè)資源的多要素農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng)。動態(tài)完成農(nóng)田網(wǎng)格劃分、生成施肥處方圖，綜合管理分析土壤PH值、土壤養(yǎng)分分布與變異等數(shù)據(jù)，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展提供決策支持。
RS在智慧農(nóng)業(yè)中，用于作物病蟲害防治、植被生長監(jiān)測和精細施肥等方面。農(nóng)業(yè)遙感圖像解譯技術也是智慧農(nóng)業(yè)重要的研究對象，根據(jù)作物長勢、葉色等來判斷作物營養(yǎng)狀況，結合土壤養(yǎng)分的測定，用于施肥決策。利用遙感數(shù)據(jù)還可以對農(nóng)作物進行分類，估算作物播種面積和產(chǎn)量，評估災害損失。
GPS廣泛應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，GPS與農(nóng)業(yè)機械結合，在收獲機等各種農(nóng)具上安裝GPS終端，可以精確顯示農(nóng)機所在位置的坐標信息，對農(nóng)機作業(yè)進行導航管理。GPS的精確定位功能，可以對作物精確施肥和噴藥，降低了肥料和農(nóng)藥的消耗。
智慧農(nóng)業(yè)所應用到的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、3S、人工智能這些技術和科技不是單一存在的，是各項技術的深度融合和二次創(chuàng)新，這些技術相輔相成，缺一不可。相信在未來，隨著技術的不斷發(fā)展和融合的不斷深入，這些信息技術一定會助推我國智慧農(nóng)業(yè)實現(xiàn)高質量快速發(fā)展，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、智能化、智慧化轉型升級。
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8個接地氣的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品應用場景
1、植保無人機
植保無人機不僅僅打農(nóng)藥，而且有數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測等作用。
植保無人機是用于農(nóng)林植物保護作業(yè)的無人駕駛飛機，主要是通過地面遙控或GPS飛控，來實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)噴灑藥劑作業(yè)。無人機植保作業(yè)與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，具有精準作業(yè)、高效環(huán)保、智能化、操作簡單等特點，為農(nóng)戶節(jié)省大型機械和大量人力的成本據(jù)了解，植保無人機防治病蟲害能減輕農(nóng)民田間勞動強度，減少環(huán)境污染，提高防治效果。每架可負載8-10公斤農(nóng)藥，在低空噴灑農(nóng)藥，每分鐘可完成一畝地的作業(yè)，其噴灑效率是傳統(tǒng)人工的30倍，特別是對地形環(huán)境惡劣，人工作業(yè)有困難的地方，無人機更是凸顯其優(yōu)勢。
2、智能化溫室
智能化溫室，通常簡稱連棟溫室或者現(xiàn)代溫室，它是設施農(nóng)業(yè)中的高級類型，擁有綜合環(huán)境控制系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以直接調節(jié)室內溫、光、水、肥、氣等諸多因素，可以實現(xiàn)全年高產(chǎn)、穩(wěn)步精細蔬菜、花卉，經(jīng)濟效益好。近幾年隨著蔬菜大棚建設的快速發(fā)展，智能溫室為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了推動力。智能溫室的控制一般由信號采集系統(tǒng)、中心計算機、控制系統(tǒng)三大部分組成。
3、水肥一體化系統(tǒng)
4、LED生態(tài)種植柜
目前，該系列產(chǎn)品支持50多類蔬菜栽培。同時，客戶運營可通過酒店、高檔餐廳、大型超市、品牌生鮮門店以及線上等多渠道進行蔬菜分銷，另外由于基地型LED生態(tài)種植柜（基地型植物工廠）兼具觀賞性，也可以用于親子教育。
5、工廠化育苗
比如，安徽皖東農(nóng)業(yè)科技有限公司投資2000萬元的蔬菜育苗工廠竣工并投產(chǎn)，該育苗工廠經(jīng)過13個月的施工，新建現(xiàn)代化智能育苗溫室3.6萬平方米及基質處理車間、催芽實驗室、全自動播種機、溫控系統(tǒng)、補光系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)等現(xiàn)代化附屬設施，年育苗能力達5000萬株左右。
6、智能配肥機
各類依托測土配方施肥的“互聯(lián)網(wǎng)+終端智能配肥”模式正在全國掀起一場顛覆性的肥業(yè)革命。有專家預測，幾年后，“終端智能配肥”將取代現(xiàn)有肥料生產(chǎn)及經(jīng)營模式，與發(fā)達國家同步。
“互聯(lián)網(wǎng)+智能配肥”的最大優(yōu)勢在于通過測土實現(xiàn)精準施肥，提高肥料利用率，減少農(nóng)民投入，順應了化肥“零增長”的國家大勢。
7、智能孵化機
雞蛋被放進(孵化機)之后，機器會自動控溫、自動控濕、自動翻蛋、自動控風，21天后，小雞便陸續(xù)出殼。
有人算了一筆賬，用智能孵化機，既可以提高孵化率和雞苗合格率，又可以節(jié)省人力成本。以前通過人工來孵化，一套設備至少需要一個人長時間盯著雞蛋，整個孵化間至少需要32個人，而與現(xiàn)在的2人相比，節(jié)約了不少人力成本。
8、智能養(yǎng)殖場
網(wǎng)易丁磊的智能養(yǎng)豬場，我相信大家都知曉。
其實，對于養(yǎng)殖戶來說監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)才是正常需要的智慧技術。
比如：山東即墨市總投資7600多萬元的林戈莊智能化養(yǎng)殖場建成并投入生產(chǎn)，干凈無污染的雞舍里，30多萬只雞只需一人操作電腦，就可以完成整個雞舍的各項管理。從室內控溫、喂食，到抓雞、撿雞蛋等工作，全部實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)自動化。
