物聯(lián)網+ 傳統(tǒng)農業(yè):傳感器技術推動智慧農業(yè)發(fā)展

時間:2016-12-01

來源:中國傳動網

導語:目前無論是國內還是國外對智慧農業(yè)發(fā)展都非常重視,智慧農業(yè)的解決方案正在世界范圍進行探索,推廣智慧農業(yè)的目的都是為了提高農業(yè)生產的效率、改變傳統(tǒng)的農業(yè)生產經營方式并且實現(xiàn)農業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善。

智慧農業(yè)并不是簡單的一根網線,一個APP,而是物聯(lián)網技術與傳統(tǒng)農業(yè)的深度結合。業(yè)內人士表示,其中最關鍵的是傳感器技術。通過傳感器,可以有效降低人力消耗,更能極大擺脫天氣因素限制。同時,將農業(yè)生產中的個人經驗轉化成更科學,更精確的信息手段和以軟件為中心的生產模式,從而讓農業(yè)生產真正走上智能化、自動化和遠程控制化的智慧農業(yè)發(fā)展之路。

智慧農業(yè)在國內推廣最基本的運作模型,簡單來說,就是通過溫濕度傳感器等傳感設備,將溫濕度、土壤成分等各種環(huán)境數(shù)據(jù)集成后,接入數(shù)據(jù)庫平臺。平臺經比對,確定哪些數(shù)據(jù)、條件需要調整,隨即激活自動控制系統(tǒng),或開啟大棚補充光照,或自動噴水、施肥。如此,構成一個循環(huán)種植體系。

國內農業(yè)物聯(lián)網推廣及傳感器技術應用現(xiàn)狀

目前,在國內農業(yè)物聯(lián)網控制技術研究方面,物聯(lián)網技術主要針對設施農業(yè)、水產養(yǎng)殖、畜牧業(yè)等精細化農業(yè)進行推廣,較適合在高附加值的農業(yè)領域使用,如花卉、藥材種植、苗種培育等。而像水稻等大田作物,環(huán)境因素復雜,成本投入大,產出低,物聯(lián)網技術還難以應用。

以寧波為例,近年來,該市就不少設施農業(yè)基地都陸續(xù)引入一些物聯(lián)網技術,用信息化控制來提升農業(yè)生產效率。

大棚智能控制系統(tǒng)后臺監(jiān)控器屏幕

在該市某果蔬實驗示范場大棚,棚內裝有溫濕度傳感器,可與信息采集器相連接。當電腦檢測到環(huán)境數(shù)據(jù)變化時,會自動提示啟動噴滴灌設備,給作物澆水、施肥。據(jù)場長介紹,改造這些智能化大棚,前后花了130多萬元,三年用下來,效果不錯。以往,需要20個人,耗時10小時澆水施肥,現(xiàn)在只要配一兩個人,閘刀一合,四五個小時就搞定。場長算過,該智能化設施四五年能收回成本,從長遠看,還算比較劃算。

水產養(yǎng)殖中的傳感器監(jiān)控系統(tǒng)設備

與此同時,在寧波智慧農業(yè)推廣中,也有一些種養(yǎng)殖業(yè)主坦言,大投入不一定就有高產出,用好物聯(lián)網技術著實不容易。

老黃是寧波一家水產養(yǎng)殖場老板,三年前,他耗資100多萬元,引進了一套智能水產養(yǎng)殖系統(tǒng)。魚塘水面上放置有信息集成設備盒,連接監(jiān)測水溫、溶解氧、PH值等傳感器。一旦測得數(shù)據(jù)有異動,老黃在手機上接到報警信息,可通過網絡遠程操控增氧機等設備,及時處置。

池塘養(yǎng)殖物聯(lián)網用傳感器

老黃說,這套系統(tǒng)設計挺完美,但已停用一年多了。其根本原因在于傳感器、控制器耐受不了養(yǎng)殖場高溫高濕,以及海水強腐蝕的嚴酷環(huán)境,老是壞掉,測得的數(shù)據(jù)不準確,加之后續(xù)維護費用高昂,最后不得不棄用。

可以看出,目前,國內在農業(yè)物聯(lián)網控制技術研究上,相關硬件設備制造水平還是相對落后。同樣的傳感器,進口件能用上三四年,比國產的壽命要高一倍以上。此外,像土壤測試傳感器,真正要做得好,技術要求非常高,國內鮮有拿得出手的,設備質量瓶頸需要盡早突破。另外,價格和維護成本高,也是物聯(lián)網農業(yè)落地生根的一道坎。

從傳感器看日本現(xiàn)代農業(yè)的作為

2015年12月,為解決日本務農人口短缺的現(xiàn)實問題,日本23個都縣市開始陸續(xù)采用了由日本系統(tǒng)整合廠商PSsolutions銷售的一套農業(yè)物聯(lián)網應用解決方案,稱之為e-kakashi,即電子稻草人解決方案,從而實現(xiàn)農田的遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集。

通過利用LTE通訊技術,將從農地感測裝置蒐集到的溫度、土壤濕度,太陽輻射和二氧化碳排放量等數(shù)據(jù),來加以分析,協(xié)助農民找出適合不同農作物栽種的生長環(huán)境,提高農作物的產量。目前,這23個都縣市都已開始將這套技術導入農地展開實驗。

e-kakashi商業(yè)模式示意圖,資料圖

據(jù)悉,e-kakashi的商業(yè)模式創(chuàng)新主要體現(xiàn)在,利用農業(yè)物聯(lián)網技術提高農業(yè)生產效率,主要包括提供傳感器等數(shù)據(jù)收集工具,開發(fā)一系列裝載在移動設備上的應用程序,實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化,并讓農業(yè)學習變得簡單、有趣。

上為網絡終端,即網關;下為傳感器節(jié)點,可接入不同傳感器。資料圖

產業(yè)瓶頸在哪里?

“兩年前,我在以色列看到有葉綠素的檢測傳感器。如今我國企業(yè)已開始破題,在包括葉綠素、葉面溫度等生物本體的檢測傳感器開發(fā)上,開始擁有自主知識產權。”農業(yè)部副部長余欣榮說,我國農業(yè)物聯(lián)網取得飛速發(fā)展,應用范圍日益廣泛。不過,與工業(yè)、商業(yè)等其他領域相比,還處于起步階段,差距明顯。

國家農業(yè)信息化工程技術研究中心主任趙春江說,農業(yè)物聯(lián)網規(guī)模較小,沒有形成可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式,關鍵技術和實用化產品有待進一步加強。具體表現(xiàn)是,產品價格比較高,技術性能需要提升;動植物本體生命信息的感知需要加強;適合農村的高通量、低資費通信技術需要加強;產品量產能力不夠,或者批量生產后,不能馬上賣出去。

資金投入是困擾農業(yè)物聯(lián)網發(fā)展的首要問題。在農業(yè)整體比較效益低、以小農戶分散經營為主的情況下,物聯(lián)網發(fā)展面臨資金難題。物聯(lián)網產業(yè)協(xié)會副理事長柏斯維認為,試點示范并不代表真正實現(xiàn)產業(yè)化,大規(guī)模商業(yè)化應用還需要時間。農業(yè)是弱勢產業(yè),生產條件可控性差,這決定了物聯(lián)網在我國農業(yè)領域的應用明顯不同于在工業(yè)等領域,導致了其發(fā)展初期受資金制約嚴重。

一套物聯(lián)網設備,因其核心傳感器的不同、布局規(guī)模不同,價格從一萬元到幾十萬元不等。目前試點區(qū)域的物聯(lián)網項目采用政府補貼、企業(yè)投資的投入辦法,各企業(yè)對物聯(lián)網的投入產出比有所不同。顧靖說:“合作社蔬菜大棚物聯(lián)網設備共投入110萬元,其中政府支持了70萬元,自籌40萬元,預計一年能把自籌的成本收回?!钡珜ζ髽I(yè)來說,這部分成本還是比較高的。

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