智慧農(nóng)場：造就無人農(nóng)場

農(nóng)業(yè)發(fā)展受限于農(nóng)業(yè)從事者、市場需求等因素的影響，未來需要以少數(shù)從事者，生產(chǎn)出量大質(zhì)優(yōu)的農(nóng)產(chǎn)品，同時還要兼顧到農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，或者說是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展就在這個背景下誕生了。以“提質(zhì)、降本、增效”為目標(biāo)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)作業(yè)決策和管理，有效引領(lǐng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是無人農(nóng)場的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為農(nóng)場加上視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，通過“大腦”即云平臺，實現(xiàn)農(nóng)場的預(yù)測預(yù)警、優(yōu)化控制、智能決策、診斷推理、視覺信息處理的中心。

發(fā)展趨勢:

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也會像互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)一樣，最終在各個細(xì)分垂直專業(yè)領(lǐng)域形成“平臺+行業(yè)”的發(fā)展趨勢。加速在“農(nóng)林牧副漁”垂直行業(yè)落地深耕，將在細(xì)分垂直領(lǐng)域進一步普及推廣，全面賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加速形成一批“平臺+行業(yè)”優(yōu)質(zhì)解決方案，提高行業(yè)整體資源配置效率，加速培育網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、按需服務(wù)、數(shù)據(jù)共享等新模式新業(yè)態(tài)，實現(xiàn)行業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

按照農(nóng)作物類型，大致可以分為大田農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、林果業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、養(yǎng)殖業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺等;按照應(yīng)用領(lǐng)域，可以分為農(nóng)業(yè)環(huán)境及資源監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、農(nóng)機作業(yè)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、動物生長監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、植物生長監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、全國農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)植保專家系統(tǒng)、動物疫病防控系統(tǒng)、農(nóng)事綜合服務(wù)系統(tǒng)等。

未來，每一個細(xì)分領(lǐng)域，都將形成三五個平臺型企業(yè)主導(dǎo)，一大批中小企業(yè)參與的局面。

核心技術(shù)及企業(yè)研究方向:

一、 全面感知技術(shù)

全面感知技術(shù)主要包括：傳感器、射頻識別(RFID)、機器視覺、遙感(RS)等。

(1)農(nóng)業(yè)傳感器主要用于采集各個農(nóng)業(yè)要素信息，包括種植業(yè)中的光、溫、水、肥、氣、作物長勢等參數(shù);畜禽養(yǎng)殖中的二氧化碳、氨氣、二氧化硫等有害氣體含量，空氣塵埃、飛沫及空氣溫度、濕度等環(huán)境參數(shù);水產(chǎn)養(yǎng)殖中的溶解氧、酸堿度、氨氮含量、電導(dǎo)率、濁度等參數(shù);農(nóng)業(yè)裝備運行中的狀態(tài)參數(shù)、位置信息、作業(yè)軌跡、裝備能耗量等。

(2) 射頻識別，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲得數(shù)據(jù)，無須人工干預(yù)自動識別，用于各種惡劣環(huán)境。在無人農(nóng)場上主要應(yīng)用于動物跟蹤與識別、數(shù)字養(yǎng)殖、農(nóng)作物生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品流通等。

(3) 機器視覺技術(shù)，通過構(gòu)建相應(yīng)的圖像采集、圖像處理、圖像分析、反饋等系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)視覺信息的綜合利用，如無人漁場中大圍網(wǎng)的網(wǎng)衣檢測、水產(chǎn)品的病患診斷;無人果園的果實自主采摘、果樹長勢檢測;無人畜場中養(yǎng)殖對象，發(fā)情、行為活動是否異常等監(jiān)測。

(4)遙感，快速獲取大面積農(nóng)作物信息的有效技術(shù)手段，具有同步觀測、時效性強、綜合性強的特點。主要用于無人農(nóng)場的農(nóng)作物長勢、作物水分、養(yǎng)分等監(jiān)測及作物產(chǎn)量預(yù)估等工作。

二、 可靠傳輸技術(shù)

可靠傳輸技術(shù)，指的是將無人農(nóng)場中農(nóng)業(yè)要素通過感知設(shè)備接入傳輸網(wǎng)絡(luò)中，借助有線或無線的通信網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地進行高可靠度的信息互聯(lián)和共享。可分為有線傳輸、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WSN)和移動通信技術(shù)。

(1) 滿足適應(yīng)農(nóng)機電子控制設(shè)備的應(yīng)用需求，對農(nóng)機CAN數(shù)據(jù)采集并解析可以得到農(nóng)機的作業(yè)狀態(tài)信息。

(2) WSN，由傳感器節(jié)點組成，負(fù)責(zé)感知、采集和處理感知的信息，在大田灌溉、資源監(jiān)測、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯等方面有廣泛應(yīng)用。

(3) 移動通信技術(shù)，也就是大家熟知的5G，是農(nóng)業(yè)信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾M成部分。

三、 裝備端智能化處理

智能農(nóng)機是精準(zhǔn)作業(yè)的前提，需要對作業(yè)對象進行識別、定位、作業(yè)，需要邊緣計算技術(shù)與機電控制技術(shù)相結(jié)合，從而替代人工。由裝備狀態(tài)數(shù)字化檢測、智能感知、智能動力驅(qū)動、自動導(dǎo)航控制以及無人精準(zhǔn)自主作業(yè)等技術(shù)為支撐。

(1) 裝備數(shù)字化監(jiān)測。無人農(nóng)場生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，裝備精準(zhǔn)自主作業(yè)困難。裝備的生長監(jiān)測，為農(nóng)場裝備的安全、有效運行提供依據(jù)。

(2) 裝備智能感知技術(shù)。目前，農(nóng)業(yè)裝備信息感知技術(shù)存在技術(shù)水平低、智能化程度低和適應(yīng)性差等不足。智能感知是實現(xiàn)農(nóng)場無人化、精準(zhǔn)化自主作業(yè)的基礎(chǔ)和前提。

(3) 裝備智能。裝備智能動力驅(qū)動，直接決定智能裝備工作持續(xù)時間和作業(yè)效率，提高裝備工作效率。

(4) 自動導(dǎo)航控制。隨著裝備信息化的不斷發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化的要求，人工駕駛作業(yè)質(zhì)量難以保障。

(5) 自主精準(zhǔn)作業(yè)，指的是無人農(nóng)場裝備的遠(yuǎn)程調(diào)控和智能化無人作業(yè)。通過智能終端和遠(yuǎn)程控制平臺設(shè)定命令，實現(xiàn)無人農(nóng)場的無人化生產(chǎn)、精準(zhǔn)化作業(yè)和智能化管理。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在各行各業(yè)中都有體現(xiàn)，農(nóng)業(yè)方面集中體現(xiàn)在無人農(nóng)場上，借助現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，解放了勞動力，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，標(biāo)志著無人農(nóng)場信息化、自動化和智能化水平的提高。

審核編輯 黃昊宇