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物联网+传感器技术推动智慧农业发展

分类:行业动态 1230人浏览 2016-12-01
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智慧农业并不是简单的一根网线,一个APP,而是物联网技术与传统农业的深度结合。业内人士表示,其中最关键的是传感器技术。通过传感器,可以有效降低人力消耗,更能极大摆脱天气因素限制。同时,将农业生产中的个人经验转化成更科学,更精确的信息手段和以软件为中心的生产模式,从而让农业生产真正走上智能化、自动化和远程控制化的智慧农业发展之路。


智慧农业在国内推广最基本的运作模型,简单来说,就是通过温湿度传感器等传感设备,将温湿度、土壤成分等各种环境数据集成后,接入数据库平台。平台经比对,确定哪些数据、条件需要调整,随即激活自动控制系统,或开启大棚补充光照,或自动喷水、施肥。如此,构成一个循环种植体系。


国内农业物联网推广及传感器技术应用现状

目前,在国内农业物联网控制技术研究方面,物联网技术主要针对设施农业、水产养殖、畜牧业等精细化农业进行推广,较适合在高附加值的农业领域使用,如花卉、药材种植、苗种培育等。而像水稻等大田作物,环境因素复杂,成本投入大,产出低,物联网技术还难以应用。以宁波为例,近年来,该市就不少设施农业基地都陆续引入一些物联网技术,用信息化控制来提升农业生产效率。

后台监控器屏幕

大棚智能控制系统后台监控器屏幕

在该市某果蔬实验示范场大棚,棚内装有温湿度传感器,可与信息采集器相连接。当电脑检测到环境数据变化时,会自动提示启动喷滴灌设备,给作物浇水、施肥。据场长介绍,改造这些智能化大棚,前后花了130多万元,三年用下来,效果不错。以往,需要20个人,耗时10小时浇水施肥,现在只要配一两个人,闸刀一合,四五个小时就搞定。场长算过,该智能化设施四五年能收回成本,从长远看,还算比较划算。

传感器监控系统设备

水产养殖中的传感器监控系统设备

与此同时,在宁波智慧农业推广中,也有一些种养殖业主坦言,大投入不一定就有高产出,用好物联网技术着实不容易。

老黄是宁波一家水产养殖场老板,三年前,他耗资100多万元,引进了一套智能水产养殖系统。鱼塘水面上放置有信息集成设备盒,连接监测水温、溶解氧、PH值等传感器。一旦测得数据有异动,老黄在手机上接到报警信息,可通过网络远程操控增氧机等设备,及时处置。

物联网用传感器<

池塘养殖物联网用传感器

老黄说,这套系统设计挺完美,但已停用一年多了。其根本原因在于传感器、控制器耐受不了养殖场高温高湿,以及海水强腐蚀的严酷环境,老是坏掉,测得的数据不准确,加之后续维护费用高昂,最后不得不弃用。


可以看出,目前,国内在农业物联网控制技术研究上,相关硬件设备制造水平还是相对落后。同样的传感器,进口件能用上三四年,比国产的寿命要高一倍以上。此外,像土壤测试传感器,真正要做得好,技术要求非常高,国内鲜有拿得出手的,设备质量瓶颈需要尽早突破。另外,价格和维护成本高,也是物联网农业落地生根的一道坎。


从传感器看日本现代农业的作为

2015年12月,为解决日本务农人口短缺的现实问题,日本23个都县市开始陆续采用了由日本系统整合厂商PSsolutions销售的一套农业物联网应用解决方案,称之为e-kakashi,即电子稻草人解决方案,从而实现农田的远程监控和数据收集。


通过利用LTE通讯技术,将从农地感测装置蒐集到的温度、土壤湿度,太阳辐射和二氧化碳排放量等数据,来加以分析,协助农民找出适合不同农作物栽种的生长环境,提高农作物的产量。目前,这23个都县市都已开始将这套技术导入农地展开实验。

商业模式示意图

e-kakashi商业模式示意图,资料图

据悉,e-kakashi的商业模式创新主要体现在,利用农业物联网技术提高农业生产效率,主要包括提供传感器等数据收集工具,开发一系列装载在移动设备上的应用程序,实现数据可视化,并让农业学习变得简单、有趣。

传感器节点

可接入传感器

上为网络终端,即网关;下为传感器节点,可接入不同传感器。资料图

产业瓶颈在哪里?

“两年前,我在以色列看到有叶绿素的检测传感器。如今我国企业已开始破题,在包括叶绿素、叶面温度等生物本体的检测传感器开发上,开始拥有自主知识产权。”农业部副部长余欣荣说,我国农业物联网取得飞速发展,应用范围日益广泛。不过,与工业、商业等其他领域相比,还处于起步阶段,差距明显。


国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江说,农业物联网规模较小,没有形成可持续发展的商业模式,关键技术和实用化产品有待进一步加强。具体表现是,产品价格比较高,技术性能需要提升;动植物本体生命信息的感知需要加强;适合农村的高通量、低资费通信技术需要加强;产品量产能力不够,或者批量生产后,不能马上卖出去。


资金投入是困扰农业物联网发展的首要问题。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,物联网发展面临资金难题。物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。


一套物联网设备,因其核心传感器的不同、布局规模不同,价格从一万元到几十万元不等。目前试点区域的物联网项目采用政府补贴、企业投资的投入办法,各企业对物联网的投入产出比有所不同。顾靖说:“合作社蔬菜大棚物联网设备共投入110万元,其中政府支持了70万元,自筹40万元,预计一年能把自筹的成本收回。”但对企业来说,这部分成本还是比较高的。

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