近年来,很多省份地区都会举办农业博览会,集中展示在乡村振兴背景下的最新智慧农业创新成果。由此我们可以看到大量基于物联网、人工智能等技术的智慧农业解决方案,包括农业AI+大数据服务、数字乡村解决方案、农业智能装备等。
使用数字技术驱动农业种植、农产品仓储、农产品运输等环节的智能化作业,目前已成为智慧农业的主要诉求。随着人工智能、物联网、5G等技术在农业领域应用的逐步深化,传统农业向智慧农业升级也在逐渐变成现实。
物联网技术目前在智慧农业产业中有着广泛的应用场景,可以说基本贯穿了农业生产从“播种-生长-收采”的全流程。尤其在农作物生长过程中的环境监测场景中,依托部署在农作物生长现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等),实现农作物生长环境的智能感知、智能预警和智能决策,从而为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策等一系列应用。在目前国内较大规模的农业生产基地,这类物联传感解决方案已落地应用相对成熟。
应用物联网技术的主要种植环节
①环境监测
通过在农田、温室和园林等目标区域安装大量传感器节点,实时收集环境数据,如温度、湿度、光照、气体浓度和土壤湿度等,并将这些信息汇总到中控系统中。农业生产工作者可以分析系统中的监测数据,从而有针对性地投入农业生产物资并根据需要调整各种执行设备的操作,例如调整温度、光照、增加通风等,实现智能化的农业生长环境控制。
②水肥监测、灌溉
该系统使用安装于土壤中的智能传感器布置在监测点所控制的区域内,利用无线网络传输技术进行全天候实时监测、记录、比对和分析8项气象和土壤关键因子的变化,包括降水量、温度、湿度和土肥元素含量等。智能模型可进行远程命令控制滴灌系统自动开关,实现水肥一体化进行作物根部的精准灌溉和施肥,同时智能水肥的适情调控具有对病虫发生情况进行预防的效果,即类似“食疗”的治疗效果。
③智能虫情监测
当前市场上有多家厂商推出了基于AIoT技术的智能虫情测报系统,该系统内置工业级高清摄像头,可手动或自动对虫情进行拍摄,并可上传虫情图像至系统管理平台进行计数,使用户更直观地了解虫情状况。此外,通过专业测报平台,该系统能够自动完成虫情测报的收集、处理、监测和分析等工作,并将实时虫情反馈至远程监控平台,方便管理者随时了解虫情状况并进行及时的处理决策,助力农产品的健康成长。
综合来看,物联网等技术在农业生产中的应用主要体现在通过物联网技术实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、二氧化碳浓度、叶面湿度、甚至温度等环境参数,从而自动开启或关闭指定设备。根据实际需求,系统可以实时进行处理,为物联网农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。
物联网技术促进农业生产降本增效
传统的农业生产方式存在信息不对称、效率低下等问题,导致农民收益不稳定,农业生产效率和农产品安全难以保障。但是随着物联网技术的发展,“物联网+农业”模式逐渐成为农户的新选择。
物联网等技术在农业生产中的应用有效解决了传统农业生产靠天吃饭的困境,农民可实现精准农耕、可视化农事管理、智能决策等,大幅解放了人力,也降低了农业生产的投入成本。
以河南临颍县的农业物联网实用案例举例:临颍县创新“5G+智慧辣椒种植”模式,在田间土地植入5G智能土壤传感器和气象监测仪等设备,全面推广智能水肥一体化灌溉、无人机监测、气象数据自动采集、农技支撑与专家在线服务等新技术应用,依托智能物联网控制中心将所有现代化农业设施联系起来,提供数据监测、指标分析、指令下达、田间管理等一系列农业生产服务,从而达到节约人工成本50%、化肥农药10%~30%、灌溉水源50%以上,实现了辣椒品牌的价值提升和辣椒种植的提质降本,并使老百姓足不出户就可对辣椒种植进行远程监控和管理。