浙東農業物聯網的實踐與思考
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摘 要：隨著智能農業和精準農業的發展，物聯網技術在浙東現代農業中得到廣泛應用，通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人為因素對農田環境的影響，同時可以在線監測到田間農作物的各種信息，通過科學監測、科學種植，促進了現代農業發展方式的轉變。該文以浙東農村為例，介紹了農業物聯網的實踐和思考。
關鍵詞：農業物聯網 實時監測 遠程控制 商業模式
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）04（a）-0013-02
近期由于連續多月陰雨，導致浙東區域農業生產過程受到嚴重影響。對于從事農業工作的科技工作者來說，需要解決如下問題：如何提前部署惡劣天氣的預警機制，以減少農戶的損失？如何消除由于農產品生產和市場需求信息不對稱而引起的農產品銷售困難？如何消除憑經驗生產的弊端，尤其是在遇到病蟲害、天氣因素、土壤生態變化等環境因素改變時，如何應對？解決上述問題的一種有效策略就是引入農業物聯網，即將智能傳感芯片、移動嵌入式系統等物聯網技術應用到現代農業生產過程中，通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人為因素對農田環境的影響，獲取精確的農作物環境信息，通過使用各種具有遠程控制功能的智能化生產設備，進行農田信息遠程檢測和生產控制，實現科學監測、科學種植，促進了現代農業發展方式的轉變。
1 農業物聯網的兩個特征
農業物聯網在部署中具有如下兩個鮮明的特征。
1.1 農業物聯網以感知作為基礎
在過去，農業工作者根據自身知識和經驗來判斷植物生長環境需求，開展灌溉、施肥、治理病蟲害等活動，但是隨著環境因素的逐漸復雜，有可能出現經驗判斷遺漏、錯誤乃至斷層，這對于規?；?、企業化的農業生產必將造成極大的損失。物聯網農業隊傳統農業生產具有空前的意義，關鍵就是以“感知農業”來獲得決策方案，也就是在種植物周圍通過部署各類農業傳感器捕捉各項溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等環境數據，經數據采集控制器匯總后經物聯網通道送至云端進行分析處理，結果即時顯示在中控室、手機端，最后通過神經網絡算法等人工智能處理給出農業生產具體方案，從業人員只需根據方案實施灌溉、施肥、治理病蟲害等工作即可。
1.2 農業物聯網要形成閉環控制
除了部署傳感器、GPS和4G等采集了圖片、溫濕度、光照度和土壤等“感知農業”核心數據之后，還要通過點對點施肥、施藥、灌溉以及光照等一系列個性化操作，再通過收集反饋信息分析以做進一步的判斷，這就構成了一個完整的閉環控制。在“信息收集”“決策制定”“操作實施”“后續反饋”等一系列的環節中，每一個步驟均是不可或缺的，少了哪一個都無法形成回路，也不能被稱之為智能農業。
2 浙東農業物聯網發展樣本——海通時代農場
作為新型農業主體的一員，寧波海通時代農業有限公司以“發展現代農業、引領時代發展”為企業責任，力推綠色生產，樹立“無公害”品牌形象，時代農場進軍農業物聯網，即在面積1200畝的海通時代農場中建立感知農業核心示范區200畝、標準鋼大棚150畝。海通時代農場的物聯網布控主要有以下特點。
2.1 物聯感知，智能傳感
海通時代農場的各個區域中，按照系統要求安裝了種植監控系統、溫室種植監控系統、無線傳輸系統、智能控制系統、視頻監控系統和植保預警系統。按農場需求布控了傳感子系統，實現無線智能傳輸。這些傳感子系統，主要負責采集海通時代農場玻璃溫室內的空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度、環境二氧化碳濃度、光照強度;而視頻監控系統，主要負責實時圖像采集監控，可遠程查看溫室內環境和農作物長勢等情況。
2.2 一鍵式智能設施控制
由于農業從業人員的素質普遍低于其他產業，因此實施了一鍵式智能設施控制，具體如下。
（1）溫室大棚智能控制：通過無線傳輸技術，連接控制室與控制柜，由中控臺的控制，可以一鍵式控制海通時代農場溫室大棚內的風機、外遮陽、內遮陽、噴滴灌、側窗、濕簾等設備的開啟，實現遠程管理。
?。?）農田灌溉智能化控制：通過無線傳輸技術，可一鍵式控制海通時代農場的灌溉設備，實現遠程點對點滴灌控制。
（3）智能決策控制中心：包括智能測控、視訊刻錄、功能處理、生產監控等。
2.3 軟件平臺
農場物聯網軟件平臺集成了物聯網及信息控制技術功能，可對農業生產進行全面管控，登入系統可查看海通時代農場總體概況、溫室實況，并具有溫室調控、大田灌溉、墑情監測、數據查詢、報警設置、視頻監控六大功能。
通過農業物聯網解決方案，給海通時代農場帶來了管理效率的提升、人力資源和生產資源的雙重減負。它的成功投入，具有示范作用，成為了浙東農業物聯網發展的樣本。
3 浙東農業物聯網發展的現狀分析
3.1 浙東農業物聯網應用尚處于試點階段
《農業物聯網十三五規劃報告》指出，農業物聯網發展的路徑如下：農業物聯網概念的提出→農業物聯產品的研制→試點階段→初試局部推廣階段→規模推廣階段→農業萬物互聯階段。據多次調研發現，浙東農業物聯網發展則處于“試點階段”，也就是說農業物聯網產品以及核心技術的問題已經基本得以解決，卻面臨著投入與產出的性價比問題。究其原因，農業是中國的第一產業，是涉及到農民的切身利益，但農業物聯網概念來自西方并非出自浙東農民或農業從業人員的實際需求，在農業未走向產業化之前，走向“初試局部推廣階段”面臨著太多的不確定因素。
3.2 浙東農業物聯網應用尚處于局部環節
按最理想的方式，農業物聯網能解決農產品從種植到產品運輸乃至產品銷售等各環節全產業鏈的追溯，確保農品質量安全，讓所有消費者放心。這就意味著從田間地頭到廚房餐桌，全程信息互聯和共享，每一個節點都可實現順查、倒查和智能化操控。而目前浙東農業物聯網主要覆蓋了農產品流通、部分鏈條質量追溯等局部環節。
3.3 浙東農業物聯網應用投資主體不明確
農業投資是促進農產品發展的初始動力，但截至目前，農業物聯網產業領域仍缺乏一個內生的、持續的、雄厚的投資主體，整體尚未形成清晰的投資格局，從政府出發，雖然有過相應規劃，但缺乏對市場底層的深刻體會，這樣可能會出現投資浪費等現象。普通企業由于經濟和技術力量的局限，在農業物聯網方面的投資所起到的局部示范作用遠遠大于實際意義。而農業生產的主體——農民，更是不能承擔龐大的農業物聯網基礎設施建設，也缺乏迫切的投資動力。
4 結語
該文以浙東農村為例，介紹了農業物聯網的實踐和思考。農業物聯網的基本的成本由硬件設備、配套軟件和人工維護等部分組成，這些增加的成本究竟能提高多少收益，這個比較直接決定了農業物聯網的推廣前景。利用農業物聯網技術在對于農業環境進行監測，并根據監測結果制定個性化方案對農田機械設施實施自動控制，這個全過程新增成本及收益與全人工實施的成本相比到底有大優勢，才能吸引各種資源共同推進農業物聯網的商業化并形成良性發展。
參考文獻
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?、僬n題來源：2018年寧波市科協“村會合作”（項目編號：Z2018-5）。
作者簡介：李方園（1973—），男，漢族，浙江寧波人，碩士，副教授，主要從事智能控制系統開發與技術培訓。
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