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智慧农业应势而来,专用传感器将显神威

供稿:中国工控网 2016/8/8 14:22:29

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  • 关键词: 智慧农业 传感器
  • 摘要:我国农业一直持续着能源高投入和粗放式经营的矛盾,迫切需要实现农业生产过程中的精细化和实时可控制化操作,农业物联网应运而生。通过专用传感器,可实现感知、传输和控制三大作用。

  我国农业一直持续着能源高投入和粗放式经营的矛盾,迫切需要实现农业生产过程中的精细化和实时可控制化操作,农业物联网应运而生。通过专用传感器,可实现感知、传输和控制三大作用。


  农业部农业物联网专家组日前筛选并向社会发布了310项成果,这批成果包括了传感设备、软件系统、应用模式、市场化解决方案与典型案例,对农业物联网的推广和应用起到了良好的示范作用。


  我国农业发展面临着资源紧缺与环境恶化的约束,面临着资源高投入和粗放式经营的矛盾,迫切需要实现农业生产过程的实时监测,提高精细化管理水平,农业物联网应运而生。农业物联网如何应用、发挥了什么作用?


  智慧农业长啥样?


  “以前种菜凭经验,容易出现误判,现在靠仪器,管理更科学了。”在农业部农业物联网区域试验工程示范点天津静海生宝农民合作社里,几十个蔬菜大棚的情况“浓缩”在几台电脑屏幕上,一张张动态曲线图记录着24小时棚内空气、土壤温湿度等信息。一旦有需要,还能自动或远程控制执行灌溉、卷帘等操作。合作社理事长顾靖对这套物联网设备很满意:“设备安装后,基地减少了20个人工需求,一年就能节省人工成本60万元。”


  登录天津农业物联网平台,点开“生产支撑”子平台,各个物联网试点的农情信息清晰显示出来。平台由天津市与中科院合作研发,涵盖了农业生产、市场流通等领域数据库17个,实现了全市25个基地传感数据的在线采集。“不用到地头,就能掌握全市联网合作社的种养殖情况,为专家技术指导和决策提供依据。”天津农委市场信息处信息中心主任官宏义说。


  2013年初,国务院下发文件,提出到2015年实现包括农业在内的物联网在多个领域的规模示范应用。此后,农业部在天津、上海、安徽三省市实施农业物联网区域试验工程,三地根据各自农业产业特点,在重点领域开展试验示范,力图探索形成农业物联网可看、可用、可持续的应用模式,在全国范围内分区分阶段推广。


  “农业物联网主要实现感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释说,不仅要感知包括水、气、光等环境变量,还要感知生物本体。比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。而等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就为时已晚。”


  农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造农业,提升各环节智能化程度,有助于实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。


  产业瓶颈在哪里?


  “两年前,我在以色列看到有叶绿素的检测传感器。如今我国企业已开始破题,在包括叶绿素、叶面温度等生物本体的检测传感器开发上,开始拥有自主知识产权。”农业部副部长余欣荣说,我国农业物联网取得飞速发展,应用范围日益广泛。不过,与工业、商业等其他领域相比,还处于起步阶段,差距明显。


  国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江说,农业物联网规模较小,没有形成可持续发展的商业模式,关键技术和实用化产品有待进一步加强。具体表现是,产品价格比较高,技术性能需要提升;动植物本体生命信息的感知需要加强;适合农村的高通量、低资费通信技术需要加强;产品量产能力不够,或者批量生产后,不能马上卖出去。


  资金投入是困扰农业物联网发展的首要问题。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,物联网发展面临资金难题。物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。


  一套物联网设备,因其核心传感器的不同、布局规模不同,价格从一万元到几十万元不等。目前试点区域的物联网项目采用政府补贴、企业投资的投入办法,各企业对物联网的投入产出比有所不同。顾靖说:“合作社蔬菜大棚物联网设备共投入110万元,其中政府支持了70万元,自筹40万元,预计一年能把自筹的成本收回。”但对企业来说,这部分成本还是比较高的。


  一些物联网设备还不够“接地气”,在满足农民使用需求方面需要继续探索。目前,我国农业物联网设备研发多出自高校院所的实验室,概念性产品多,与农业实际应用差异较大。


  农业专用传感器的缺乏也是我国农业物联网发展的一大瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。部分国产传感器性能不够稳定,经常需要校正,而且器材寿命短。


  发展路径向何方?


  “农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成说,要强化自主创新,着力突破农业物联网核心芯片、软件等共性技术,突破智能传感器等关键技术,建立健全农业物联网标准体系。


  把握农业物联网的特征,要明确发展路径的“三全”化。余欣荣说,农业系统是一个包含自然、社会、经济和人类活动的庞大复杂系统。只有坚持全要素、全过程和全系统的“三全”化发展路径,充分考虑全生育期、全产业链、全关联因素,才能推动农业物联网科学发展。


  与其他领域相比,农业物联网具有需求迫切、受益人数多的特点,农业生产规模化程度不高、生产经营主体自身投入能力弱,需要政府加强资金支持力度,对农业物联网应用给予一定比例补贴,刺激生产经营主体应用的积极性。而在加强外部“输血”的同时,增强农业物联网企业的“造血”功能,成为农业物联网能否持续发展的关键因素。


  余欣荣表示,政府不可能对发展农业物联网包打天下,唱独角戏。光靠财政资金是不可持续的,关键要依靠企业的力量。要加强机制创新,鼓励支持有关科研单位和企业参与农业物联网工作,加快形成政企合作、市场化运行的推进机制。同时,要更好发挥政府的支持引领作用,为企业创造良好发展环境,让企业有利可图。


  面向需求是解决农业物联网发展难题的关键,不接地气是没有前途的。“要力求方便实用和傻瓜化”,在中国农业大学宜兴农业物联网研究中心,负责人李道亮教授表示,以宜兴农业物联网水产养殖示范5年的经验为例,从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了三代产品,“电路、通信、模型”三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民操作简便要求而进行的改进。


  据了解,农业部正在积极谋划,争取在财政支持下启动“益农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。



审核编辑(王静)
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