導(dǎo)讀:4月27日,中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會在北京中國國際展覽中心召開“第十屆中國國際現(xiàn)代農(nóng)業(yè)博覽會”
4月27日,中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會在北京中國國際展覽中心召開“第十屆中國國際現(xiàn)代農(nóng)業(yè)博覽會”,集中展示了我國農(nóng)業(yè)近年來的科技成果和發(fā)展。根據(jù)國際研究預(yù)測,全球智慧農(nóng)業(yè)將快速發(fā)展,全球智慧農(nóng)業(yè)的市場規(guī)模將從2016年的90.2億美元達(dá)到2025年接近700億美元的規(guī)模,中國作為農(nóng)業(yè)大國,其智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展市場空間極大。
我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展痛點
“面朝黃土背朝天,風(fēng)吹日曬滿身土”,這是傳統(tǒng)農(nóng)民生產(chǎn)的真實寫照。我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村人口有9億多,占全國總?cè)丝诘?0%左右,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占國民生產(chǎn)總值的20%。但我國農(nóng)業(yè)多數(shù)還停留在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的階段,大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施落后,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率低;且我國農(nóng)業(yè)集約化手段主要表現(xiàn)在使用大量化肥和農(nóng)藥,其對水體、土壤、大氣和生物多樣性所造成的負(fù)面影響是巨大的,生態(tài)環(huán)境的破壞反過來會極大影響農(nóng)作物的生長。
政策利好,智慧農(nóng)業(yè)勢在必行
近年來,隨著信息化社會的到來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸向農(nóng)業(yè)滲透,為了讓廣大農(nóng)民群眾在分享信息化發(fā)展成果上有更多獲得感,國家不斷推出各種智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策,致力于通過數(shù)據(jù)和知識為生產(chǎn)者提供科學(xué)的解決方案,彌補(bǔ)經(jīng)驗的不足,最終提高整體效益。
2016年9月,農(nóng)業(yè)部印發(fā)《十三五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》,提出“十三五”期間,把信息化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制高點,以建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)為目標(biāo),著力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),著力提升農(nóng)業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用能力,著力完善農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系,加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)據(jù)化、服務(wù)在線化,全面提高農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化水平。
2017年1月,農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于做好2017年數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點項目前期工作的通知指出,2017年重點開展大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖4類數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點項目,結(jié)合產(chǎn)業(yè)類型,支持精準(zhǔn)作業(yè)、精準(zhǔn)控制設(shè)施設(shè)備、管理服務(wù)平臺等內(nèi)容建設(shè)。
LoRa技術(shù)應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢
農(nóng)村有一句話叫“要致富,先修路”,在過去,便利的交通運輸對農(nóng)村發(fā)展及致富有著重要意義。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,這條“路”已不在單純的指公路、高速,而是指提供服務(wù)農(nóng)民的信息通道。智慧農(nóng)業(yè)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中去,運用傳感器和云平臺,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)具有“智慧”。物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)過程中,將在以下幾個方面帶來實際的應(yīng)用:
01基礎(chǔ)信息的采集
信息采集是智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),DTU是一種基于 LoRa 技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端,利用 LoRa網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能。DTU以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺,同時提供 RS232 和 RS485 接口,可直接連接串口設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能;低功耗設(shè)計,可實現(xiàn)數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入、脈沖計數(shù)等功能,可快速幫助集成商、開發(fā)者實現(xiàn)各種場合的傳感數(shù)據(jù)采集;
02環(huán)境控制
比如進(jìn)行農(nóng)作物灌溉、溫度控制、光照控制等等,這對于智慧農(nóng)業(yè)進(jìn)行規(guī)?;芾?、遠(yuǎn)程管理具有實際的意義。LoRa網(wǎng)關(guān)與 DTU的通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10Km,支持 Wi-Fi、以太網(wǎng)和4G(可選)等多種方式入網(wǎng),并具備 WiFi 路由器等實用功能,其覆蓋范圍廣、使用方式靈活、安裝便捷等特點,應(yīng)用于農(nóng)作物的規(guī)?;芾?、遠(yuǎn)程管理中,不僅能夠節(jié)省大量的人力物力,也能夠降低外界環(huán)境對于農(nóng)業(yè)生長的影響。
03智慧管理
智慧農(nóng)業(yè)的核心在于智慧管理,智慧管理需要一個完整的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,拓寶科技“DTU + LoRa網(wǎng)關(guān)+ IoT 平臺”基于LoRa技術(shù)的套件,提供端到端的 LoRaWAN 解決方案,可快速將傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用升級成 LoRa無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的“智慧”管理。
LoRa終端功耗極低,一顆電池可使用3-5年,同等條件下,需要的網(wǎng)關(guān)數(shù)量少,且不需布線,施工成本低,同時還支持多種多樣的應(yīng)用接入,其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)可以給農(nóng)戶提供低功耗、高可靠、大規(guī)模部署、用得起的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),節(jié)水,更節(jié)力,為農(nóng)業(yè)從事者帶來最大的收益。
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智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景
凱里(Kyrie)是美國伊利諾伊州的一個農(nóng)場主,他和82歲的父親二人經(jīng)營著1300英畝(7890畝)的田地。由于父親年歲已大,地里的活兒全靠Kyrie自己上陣,即便在農(nóng)忙時節(jié),他也不用雇工,最好的幫手是農(nóng)場里的那些自動化設(shè)備。
智能化設(shè)備·省力
與“面朝黃土背朝天,風(fēng)吹日曬滿身土”的描述不同,Kyrie一邊喝著咖啡,一邊瀏覽臉書,施肥、灌溉完全自動化,哪些地方澆過水,哪些地方?jīng)]施肥,絕對不會搞混,電腦顯示屏上記錄的一目了然。
大多數(shù)時候,Kyrie都會隨身帶著平板登陸云平臺,系統(tǒng)會提醒他該施肥、該澆水了,他便遠(yuǎn)程控制自動施肥設(shè)備、自動噴淋設(shè)備進(jìn)行運作。灌溉工作不必跑到田間地頭,通過遠(yuǎn)程控制就可以打開/關(guān)閉灌溉系統(tǒng),省事、省力、省錢!當(dāng)然,系統(tǒng)也會提醒他何時應(yīng)該下地查看一下,盡到一個農(nóng)民最起碼的責(zé)任與義務(wù),但完全沒有傳統(tǒng)農(nóng)民那么辛苦。
環(huán)境智能化監(jiān)控·省事
Kyrie對農(nóng)場的土地情況了如指掌,田地里安裝的傳感器,可以實時監(jiān)測氣壓、光照度、空氣溫濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)并通過LoRa通訊技術(shù)上傳至云平臺,這些信息可以幫助他判斷每個地塊的播種、收獲、耕作時間。若是大棚種植,Kyrie還能遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)和遮陽板運作,調(diào)整大棚內(nèi)溫度及光照度,以達(dá)到最佳耕作環(huán)境。
在大田中,即使相隔兩三米遠(yuǎn)的兩塊土地,土壤的水分含量、營養(yǎng)情況、農(nóng)作物的生長情況都不可能完全相同。過去幾千年中,農(nóng)民并不區(qū)分這種差異,會把同樣的品種以等間距播種下去。如今,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)顛覆了這一傳統(tǒng),傳感器可實時監(jiān)測土壤溫濕度、土壤養(yǎng)分參數(shù),在肥力高的地方密植,在肥力低的地方稀植,以帶來收益最大化。
能耗管理系統(tǒng)·省錢
有句話這樣講,“一步錯步步錯”。事實上,從作物生產(chǎn)規(guī)劃、耕種管理到采收,Kyrie每天都需要做出多項重大決策,這些決策大多都是環(huán)環(huán)相扣的,若一步走錯,就不得不忍受減產(chǎn)的下場。
Kyrie采用高性能的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控設(shè)備,配合能耗管理系統(tǒng),能夠以最低限度的用水量、施肥量來獲取最大的產(chǎn)量或收益,不僅可以實時監(jiān)控田地用水、電情況,還免去了傳統(tǒng)抄表的繁瑣步驟,實現(xiàn)對灌溉、施肥的定時、定量控制,提高全方位的水肥管理水平。
影響作物生長的因素有很多,土壤、氣候、水分等等,作物產(chǎn)量是這些因素的綜合結(jié)果。因此,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,農(nóng)民光憑經(jīng)驗做出決策已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要依靠科學(xué)和專業(yè)分析得出優(yōu)化決策。
基于LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案既考慮農(nóng)作物的生長階段,又考慮土壤狀況和天氣情況,提高灌溉的精細(xì)化程度,為農(nóng)業(yè)從事者帶來更大的收益、同時更節(jié)水、更節(jié)力。該方案不依賴運營商網(wǎng)絡(luò),結(jié)合用戶需求,基于用戶自身的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,將標(biāo)準(zhǔn)化種養(yǎng)殖的技術(shù)帶到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、智能化決策。
發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)符合創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的理念,智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用不僅改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理與服務(wù),還會影響到人的生活與生態(tài)環(huán)境。