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  • 数字农业:物联网、5G、区块链技术的下一个战场

  • 发布时间:2019-11-11
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  • 数字农业是将数字化信息作为农业新的生产要素,用数字信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的新兴农业发展形态,是数字经济范畴下用数字化重组方式对传统产业进行变革和升级的典型应用之一。

     

    从“人”到“数据”的关键决策因素转换。传统农业主要包括养殖产业链和种植产业链等,其中的环节有育种、灌溉、施肥、饲养、疾病防治、运输和销售等,均是以“人”为核心,主要是依靠过去积累的经验或手艺来进行判断决策和执行,这也导致了整体生产环节效率低、波动性大、农作物或农产品质量无法控制等问题。而在数字农业模式中,通过数字化设备比如田间摄像头、温度湿度监控、土壤监控、无人机航拍等,以实时“数据”为核心来帮助生产决策的管控和精准实施,并通过海量数据和人工智能对设备的预防性维护、智能物流、多样化风险管理手段进行数据和技术支持,进而大幅提升农业产业链运营效率并优化资源配置效率等。

    物联网——海量农业数据实时获取,奠定农业数字化基础

     

    农业物联网是物联网的重要应用领域,是数字农业中数据的主要来源。农业物联网已被欧洲列为物联网18 个重要发展方向之一,同时也是我国物联网9 大领域重点示范工程之一。

     

    1、精准农业:作为一种农业管理方式,精准农业利用物联网技术及信息和通信技术,实现优化产量、保存资源的效果。精准农业需要获取有关农田、土壤和空气状况的实时数据,在保护环境的同时确保收益和可持续性。

    洋河信息化控制系统.jpg

    中农富通温室环境智能控制系统

     

    2、可变速率技术(VRT):VRT 是一种能够帮助生产者改变作物投入速率的技术。它将变速控制系统与应用设备相结合,在精准的时间、地点投放输入,因地制宜,确保每块农田获得最适宜的投放量。

    3、智能灌溉:提升灌溉效率、减少水源浪费的需求日益扩大。通过部署可持续高效灌溉系统以保护水资源的这种方式愈来愈受到重视。基于物联网的智能灌溉对空气湿度、土壤湿度、温度、光照度等参数进行测量,由此精确计算出灌溉用水需求量。经验证,该机制可有效提高灌溉效率。

    移动管道栽培与水肥一体化施肥装置_1.png

    中农富通智能灌溉系统

    4、农业无人机:无人机有着丰富的农业应用,可用于监测作物健康、农业拍照(以促进作物健康生长为目的)、可变速率应用、牲畜管理等。无人机可以低成本监视大面积区域,搭载传感器可轻易采集大量数据。

    5、智能温室:智能温室可持续监测气温、空气湿度、光照、土壤湿度等气候状况, 将作物种植过程中的人工干预降到最低。上述气候状况的改变会触发自动反应。在对气候变化进行分析评估后,温室会自动执行纠错功能,使各气候状况维持在最适宜作物生长的水平。

    温室大棚壮苗定植.jpg

    中农富通智能温室

    6、收成监测:收成监测机制可对影响农业收成的各方面因素进行监测,包括谷物质量流量、水量、收成总量等,监测得到的实时数据可帮助农场主形成决策。该机制有助于缩减成本、提高产量。

    7、农业管理系统(FMS):FMS 借助传感器及跟踪装置为农场主及其他利益相关方提供数据收集与管理服务。收集到的数据 经过存储与分析,为复杂决策提供支撑。此外,FMS 还可用于辨识农业数据分析最佳实践与软件交付模型。它的优点还包括:提供可靠的金融数据和生产数据管理、提升与天气或突发事件相关的风险缓释能力。

    8、土壤监测系统:土壤监测系统协助农场主跟踪并改善土壤质量,防止土壤恶化。系统可对一系列物理、化学、生物指标(如土质、持水力、吸收率等)进行监测,降低土壤侵蚀、密化、盐化、酸化、以及受危害土壤质量的有毒物质污染等风险。

    9、精准牲畜饲养:精准牲畜饲养可对牲畜的繁殖、健康、精神等状况进行实时监测,确保收益最大化。农场主可利用先进科技实施持续监测,并根据监测结果做出利于提高牲畜健康状况的决策。
     

    5G——智慧农业成为可能

     

    农业物联网的概念已经提出很多年了,之所以没有实现,一个很重要的原因是网络容量不够,各设备之间出现通讯故障是时常发生的事情。

    10月31日,在2019中国国际信息通信展览会上,工信部与中国电信、中国联通、中国移动、中国铁塔一同宣布启动5G商用,11月1日三大运营商正式上线5G商用套餐。标志着我国正式进入5G时代

     

    5G的出现将从根本上改变这一现状。5G网络在广大农村地区的全面覆盖,必将助力实现智慧农业的发展,我们完全可以畅想很快实现:我们早上起来,打开手机便可知作物生长情况,随时随地了解土壤水分和肥力状况;遇到病虫害方面的问题,也可在田间地头,远程是视频咨询农技专家;收获的农产品,可以通过网络展示它成长的过程,让消费者放心;为吸引乡村游的游客,远程展示项目实景,带游客提前感受美丽乡村……

    区块链——确保农业数据真实有效、不可篡改


    10月24日,中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行了第十八次集体学习。习大大主持学习时强调,“区块链技术的应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用,我们要把区块链作为核心技术自主创新的突破口,加大力度投入,推动区块链技术和产业创新发展”。

     

    在农业领域深度嵌入大数据和区块链技术,实行“区块链+农业”的战略组合,打开“真实大数据农业”的新大门,对生产、流通、经营、金融服务、人才培养等农业产业链各环节进行深度改造,促进农业向信息化、科技化转型升级,优化农业供给侧,争取“一站式”提升农业运营效率和质量。

     

    区块链在农业领域的应用主要有以下几个方面:

    1. 助力农业物联网发展

    传统农业,浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉,效率低下而且精确度低,随着科技发展,可以通过农业物联网为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。但对于大部分农民来说,农业物联网的应用成本和维护成本较高,性能也较差,物联网的中心化管理决定了设备的增加会给数据中心的设施投入和维护造成巨大压力,严重限制了农业物联网的实际运用与发展,阻碍了农业科技化的进展。

    而通过区块链技术,不仅可以分散物联网中心化管理带来的压力,还可以使物联网设备实现自我管理和维护,从而大幅降低应用成本和维护成本:区块链技术可以让物联网内的智能设备以点对点直接互联的方式传输数据,而不是通过中央处理器,这样分布式计算就能有效分散巨量计算压力。同时,区块链技术还可以充分利用闲置设备的计算力、存储容量和带宽,大幅度降低数据计算和储存的成本。另外,区块链技术的叠加智能合约可将每个智能设备变成可自我维护、调节的独立网络节点,节省了大量的设备维护成本。

    2. 助力农产品质量安全追溯

    食品安全问题一直受到人们的广泛关注,由于食品安全相关的法律约束、监管力度不够,以及部分企业、个人一味追求利益最大化等,导致中国食品安全问题依然层出不穷,人们对食品安全机制缺乏足够的信任。

    区块链能够保证数据的安全、不可篡改、使其更加透明,将食品种植、加工、包装、运输、仓储、分销和配送等各阶段的信息都记录到区块链上,消费者对农产品生产的每一个步骤都了如指掌,大大的提高了消费者的信任度。

    3.区块链让农业各个环节更加透明化

     

    由于农业生产季节性、销售的跨地域性,生产者和销售者之间往往存在信息不对等或信息滞后等状况,但区块链技术的引用,让大家可以通过信息记录、数据分析,农民、加工商、分销商、监管机构、零售商、和消费者,都可以公开透明的了解各个环节,从而进行公平合理的交易。例如,Walimai婴儿配方奶粉将区块链与RFID技术相结合,在奶粉罐底部安有传感器和扫描码,消费者可以通过扫码,快速了解整个供应链。

     

    4. 助力农村金融

    农民申请贷款难、授信额度低,这是我国农业金融服务存在的最主要问题。其原因主要是农村社会信用体系缺失和涉农贷款风险高,回报低。

    而通过区块链,可以依靠大数据完善征信信息,逐渐弥补农村社会信用体系的缺失,降低风险,并通过区块链智能合约来降低涉农贷款的审核成本,保证回报。

     

     

     

    结语

     

     

    目前,中国农业的数字化水平仍然比较低,许多地方依然如多年前一样刀耕火种。但是,随着物联网、5G、区块链技术的到来,一步跳跃引领中国农业进入以价值为核心的数字时代,为中国农业提供了弯道超车的机遇。

    (部分内容源自网络,侵立删)

     

    在数字农业建设上,中农富通已经走在行业前列,每年自研和引进数十项农业物联网技术,并已广泛应用到农业生产当中,推动了农业数字产业的创新应用,为我国数字农业的发展提供了技术支撑。

     

    在中农富通位于北京城市副中心的——北京国际都市农业科技园中,农业智能化管理平台已被应用,它采用现代最先进的互联网、移动互联网、物联网技术,依托部署在生产现场的各类传感器(空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2等传感器)、监控摄像头、园区有线及无线通信网络,实现农业生产环境的智能感知,用户通过访问互联网和手机上网的方式就能实时查看生产现场的环境参数、视频图像等信息,并且可以实现远程控制现场的内外遮阳网、湿帘、水泵、风机等设备。

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