智慧農業并不是簡單的一根網線,一個APP,而是物聯網技術與傳統農業的深度結合。業內人士表示,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,從而讓農業生產真正走上智能化、自動化和遠程控制化的智慧農業發展之路。
智慧農業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、土壤成分等各種環境數據集成后,接入數據庫平臺。平臺經比對,確定哪些數據、條件需要調整,隨即激活自動控制系統,或開啟大棚補充光照,或自動噴水、施肥。如此,構成一個循環種植體系。
國內農業物聯網推廣及傳感器技術應用現狀
目前,在國內農業物聯網控制技術研究方面,物聯網技術主要針對設施農業、水產養殖、畜牧業等精細化農業進行推廣,較適合在高附加值的農業領域使用,如花卉、藥材種植、苗種培育等。而像水稻等大田作物,環境因素復雜,成本投入大,產出低,物聯網技術還難以應用。
以寧波為例,近年來,該市就不少設施農業基地都陸續引入一些物聯網技術,用信息化控制來提升農業生產效率。
大棚智能控制系統后臺監控器屏幕
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。當電腦檢測到環境數據變化時,會自動提示啟動噴滴灌設備,給作物澆水、施肥。據場長介紹,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。
水產養殖中的傳感器監控系統設備
與此同時,在寧波智慧農業推廣中,也有一些種養殖業主坦言,大投入不一定就有高產出,用好物聯網技術著實不容易。
老黃是寧波一家水產養殖場老板,三年前,他耗資100多萬元,引進了一套智能水產養殖系統。魚塘水面上放置有信息集成設備盒,連接監測水溫、溶解氧、PH值等傳感器。一旦測得數據有異動,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。
池塘養殖物聯網用傳感器
老黃說,這套系統設計挺完美,但已停用一年多了。其根本原因在于傳感器、控制器耐受不了養殖場高溫高濕,以及海水強腐蝕的嚴酷環境,老是壞掉,測得的數據不準確,加之后續維護費用高昂,最后不得不棄用。
可以看出,目前,國內在農業物聯網控制技術研究上,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,也是物聯網農業落地生根的一道坎。
從傳感器看日本現代農業的作為
2015年12月,為解決日本務農人口短缺的現實問題,日本23個都縣市開始陸續采用了由日本系統整合廠商PSsolutions銷售的一套農業物聯網應用解決方案,稱之為e-kakashi,即電子稻草人解決方案,從而實現農田的遠程監控和數據收集。
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據,來加以分析,協助農民找出適合不同農作物栽種的生長環境,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商業模式示意圖,資料圖
據悉,e-kakashi的商業模式創新主要體現在,利用農業物聯網技術提高農業生產效率,主要包括提供傳感器等數據收集工具,開發一系列裝載在移動設備上的應用程序,實現數據可視化,并讓農業學習變得簡單、有趣。
上為網絡終端,即網關;下為傳感器節點,可接入不同傳感器。資料圖
產業瓶頸在哪里?
“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上,開始擁有自主知識產權。”農業部副部長余欣榮說,我國農業物聯網取得飛速發展,應用范圍日益廣泛。不過,與工業、商業等其他領域相比,還處于起步階段,差距明顯。
國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江說,農業物聯網規模較小,沒有形成可持續發展的商業模式,關鍵技術和實用化產品有待進一步加強。具體表現是,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物聯網發展的首要問題。在農業整體比較效益低、以小農戶分散經營為主的情況下,物聯網發展面臨資金難題。物聯網產業協會副理事長柏斯維認為,試點示范并不代表真正實現產業化,大規模商業化應用還需要時間。農業是弱勢產業,生產條件可控性差,這決定了物聯網在我國農業領域的應用明顯不同于在工業等領域,導致了其發展初期受資金制約嚴重。
一套物聯網設備,因其核心傳感器的不同、布局規模不同,價格從一萬元到幾十萬元不等。目前試點區域的物聯網項目采用政府補貼、企業投資的投入辦法,各企業對物聯網的投入產出比有所不同。顧靖說:“合作社蔬菜大棚物聯網設備共投入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。”但對企業來說,這部分成本還是比較高的。
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