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物聯網技術在無錫農業上的應用情況調研

來源:無錫市老科技工作者協會  發布時間:2017-09-22 瀏覽次數:2293次

北京快中彩开奖走势图 www.zhnbl.icu 物聯網技術在無錫農業上的應用情況調研

無錫市老科技工作者協會農業分會

 

    當今信息、互聯網飛速發展的時代,基于互聯網和信息傳感的物聯網產業被急速催生。1999年至今,國內外物聯網迅猛發展,并滲透進每一個行業領域,人類的生活、生產隨之發生重大變化。與此同時,傳統農業也隨著悄悄發生改變,物聯網農業正在興起。物聯網在農業生產的應用已成農業供給側結構改革的一個重要方面。據此,市老科協農業分會就物聯網在無錫農業產業中的應用情況展開了調研,走訪了農林、水利、農機等行業的不同農業企業和相應管理部門,翻閱了有關資料,收集了大量數據,經討論分析,形成本報告。

    、無錫地區農業物聯網的發展現狀

無錫市政府對智慧農業建設很重視,近三年市級信息化專項投入達到960萬元,對投資20萬元以上開展物聯網應用的農業主體給予其投資總額40%(宜興為30%)的獎勵,積極推進農業行業實施“互聯網+” 農業戰略,推動農業物聯網、農產品電子商務、農業公共信息服務、農業信息進村入戶等各項工作。我市農業物聯網技術的應用主要是通過發展示范點,并通過實施項目的形式來開展。在政策扶持下,全市每年物聯網農業應用點新增10-20個左右。至2016年底,全市農林行業廣泛應用“互聯網+”,農產品電子商務平臺達454個,農業物聯網應用點已達61個,僅宜興農業2016年就由此節本增效約5500萬元。2016年新建成物聯網應用點19個(江陰5家、宜興4家、錫山3家、惠山6家、濱湖1家)。其中大田種植800畝、設施園藝7493畝、畜禽養殖15071平方米、水產養殖1700平方米,2017年又新建成物聯網示范應用點4家,在建物聯網示范應用點4家。我市的農業物聯網技術示范應用點已成星火之態勢,并取得了較好的經濟示范和社會效益,成為我市農業的亮點和精彩看點,“互聯網+” 農業正成為強農惠農新途徑,農民正在從只懂生產向改善經營轉變,從憑經驗種養向科技化、智能化管理轉變,并已嘗到信息化帶來的甜頭。

      1、物聯網技術在大田水稻生產上的應用

無錫錫山臺灣農民創業園與多家單位共同建設實施“臺創園農業物聯網技術集成與綜合應用項目”,編織現代農業智慧之網。此項目有機融入納米化學合成技術、表面功能化設計、分子印記和光纖傳感技術,制備高選擇性、高親和力的納米光纖探針,實現大田環境下的傳感器穩定工作、靈敏傳感,多種傳感器的集成應用。該項目現包括水稻園區智能化管理、大田作物生境監測、設施園藝智能決策等應用系統,整套系統并已走出無錫,推廣到新疆昌吉、四川涼山和云南畢節等地。數據顯示,該系統可降低勞動力成本40%,減少農藥和化肥使用量12%,單位面積產出率提升15%,生產效益提升10%以上,同時,有效提高農產品品質,經濟效益與社會效益顯著。

    2、物聯網技術在水產上的應用

    農業物聯網中國農業大學宜興實驗站,2011年8月正式落戶宜興市以養殖大閘蟹聞名的高塍鎮。高塍鎮螃蟹養殖水域超5萬畝,蟹農們以往養殖管理繁瑣勞累,通過物聯網技術平臺,應用遠程增氧、智能投喂、預警資訊,實現了輕松管理。蟹農只需通過互聯網、手機終端登錄“水產養殖監控管理系統”,就可隨時了解養殖塘內的溶氧量、溫度、水質等指標參數。一旦發現某區域溶氧指標預警,點擊“開啟增氧器”,就可實現遠程操控。

“鵝湖鎮圩厙水產養殖機械化示范項目”和“鵝湖水產養殖基地全程機械化智能管理示范基地建設項目”。

前者是智能傳感監控網絡系統,實現水產養殖園區內養殖及環境等生態環境和作業狀態的監控與管理。園區現場采用ZigBee與傳感器組成的數據采集與設備控制網絡系統,實現數據的遠程傳送和設備的遠程控制,并具有監控數據的分類存儲、統計、查詢和分析顯示等功能,達到園區生態環境與運行狀態的實時監控。該系統應用后,畝均新增效益上千元,帶動本村及周邊地區2100畝養殖水面,150多戶水產養殖戶。

后者在松芝村通過智能平臺,建立一套應用于鵝湖“甘露”青魚水產養殖基地的全程機械化智能管理的解決方案。實現“甘露”青魚水產養殖基地環境(溶氧、PH、溫度)、加工控制,銷售數據、溯源等綜合參數的自動化管理調控,建立起甘露青魚水產養殖基地生產智能化和主要生產環節機械化示范基地。該智能平臺的應用使整體能耗降低15-50%,掌握加工因素差異化生產,促品質均一,提高產值。

3、物聯網技術在大棚蔬菜等作物生產上的應用

“物聯網生物控制平臺在設施大棚中的集成應用研究”,為省級三新工程項目,在無錫市益家康生態農業園實施,建設6個不同蔬菜大棚,研究物聯網生物控制平臺系統,收集溫室內溫、濕、光照度和CO2濃度等氣候參數,實現設施大棚內通風、加熱、調解光照,補充CO2等相應的智能管理。目前種植規模從1000擴4000畝,帶動周邊農戶600戶,從而實現帶動本地區實現年銷售量2萬噸,設施大棚經濟效益提高30%以上。

  “基于物聯網技術的植物生長控制系統研制和開發”,面積200畝,主要研制開發設施大棚無線傳感信息系統,實現蔬菜大棚氣候、土壤溫濕度、光照營養液供給和PH值及EC值等綜合環境參數的自動化管理調控,建立蔬菜大棚生產感知農業和主要生產環節機械化基地,項目正在實施中。

“網絡化智能溫室控制系統裝備的研發和應用”,開發一套可分離可集成的集水、肥一體化的溫室內設備控制的網絡化智能化系統設備,實現大棚內設備和水、肥一體噴灌系統的智能化控制。建成無錫農業與裝備物聯網總平臺,有效提高專家系統更新、數據多路采集和設備操控能力。設備可連續工作 48小時無值守;可同時6+種以上參數、6路以上控制信號輸出;下位機端及遠程配置服務端具有可操作性與維護性、多路切換功能、遠程維護功能。改善了溫室微生態環境,抑制了作物病害的發生,減少農藥15%-30%,節省勞力8-10工作日,促進產量提高和產品質量提高,增產17-28%。

此外,在大棚中生產花卉苗木、瓜果、藥材等作物的生產中也有應用

4、物聯網技術在水利的應用

水利系統的物聯網技術在農業水利上的防汛遙測節水監管、智能灌溉等方面也得到了有效應用。

防汛遙測整合系統。該系統2009年完成整合,不僅完成了全市各離散水文遙測系統的數據整合,還與水利部太湖流域管理局進行了網上數據交換。防洪信息感知點逐年增加,目前已達到250個點,感知內容從原有的降雨量、水位,增加到水利工程運行狀況,如機泵站運行情況、閘門開啟高度等,實現了防汛信息資源的實時匯集、綜合處理、集中存儲、全面監測和統一發布,為防汛決策和水利工作提供全面、及時、準確的信息服務。

水利智能化灌溉系統。錫山區無錫太湖水稻示范園智能化灌溉系統是由太湖水稻示范園與揚州大學于2013年共同合作設計建設的。該系統充分運用了目前先進的農業物聯網技術和智慧農業技術,對項目區內750畝的農田進行科學高效的管理。建有智能化灌溉泵站一座,埋設UPVC管道8000米,生態排水溝2800米,項目總投資798萬元。

惠山區陽山水蜜桃智能節水灌溉工程。該工程于2012年10月完成,總面積300畝,總投資150萬元。該工程基于物聯網的智慧桃園工程,在微嘖灌溉系統的基礎上,利用物聯網、光電、計算機、圖像處理、自動化控制和網絡等技術,對水蜜桃園地實現自動化灌溉控制。項目實施后不僅提高桃園的現代化管理水平,而且提高水蜜桃的產量和品質,增加農民收入。

5、農業物聯網技術在農機上的應用

我市農機產業目前已建立水產養殖機械化示范項目和水產養殖基地全程機械化智能管理示范基地等物聯網項目示范基地12個,也取得良好的效果。

錫山尖鎮南村,承擔的“高效設施農業智能化生產管理建設”的2014年高效設施農業機械化項目,建立了一套高檔花卉苗木智能化生產管理平臺,實現南村7000平方米特種花卉設施大棚環境因子的采集與農機裝備控制、溯源等綜合參數的智能化管理調控,建立花卉苗木智能化生產管理示范基地。成效:縮短生長周期3個月且品質提高,達到了節水、降低耗能20%,效益有所增加。

二、農業物聯網的現實問題及建議

隨著我國物聯網在各領域快速發展,農業無疑是物聯網應用的重要領地,但在實際生產應用中尚面臨諸多問題亟待解決。2011、2012年間進軍農業物聯網企業不計其數,但是到2014年基本屈指可數,其原因是人們把農業物聯網從概念變成現實還有認知上的缺失,農業信息化基礎薄弱和人才匱乏認,農業物聯網的實施推廣實在不易。已到來的物聯網時代,技術突破和標準化是主要瓶頸,存在比如基礎數據科學采集和數據安全、傳感器分類安裝和分布、系統運行和維護、偏遠惡劣環境下不同的電源設備問題等等。展望未來,國家和政府已經明確提出了發展物聯網“感知中國”的宏偉戰略目標,同時也為構建農業物聯網“感知中國”指明了方向。今后通過發展農業物聯網打造物聯網農業,一定能在農業現代化建設中實現全面感知、穩定傳輸、智能管理的理想。要實現這一理想,需要各方面的協同努力,發揮政策支持、示范項目帶動的作用、加強農業要素整體性研究、農民科技素質培訓,等等,逐步構建政府、農企、農戶、金融、物流、科研等多方參與、市場化運作、互利共贏的傳感“萬物互聯”農業物聯發展生態圈。

目前,我市農業物聯網尚處于以項目啟動,以政策性補助為主的形式推進工作,呈現局部個體性,缺乏整體性互聯。主要為:

一是缺乏共享的整體性,標準不統一,共享困難;由于農業建設項目多,生產要素繁多,設計單位多,所以建設標準不統一,各系統之間不能兼容,造成共享困難,一定程度上造成了資源的浪費。

二是信息不共享、擴展更困難,業務應用系統開發時很少考慮演化、延伸的需要,專家智能系統不鍵全,導致對現有系統的擴展、完善很困難,由于兼容量不足,實際生產中需求的細微變化都會導致系統的重新開發,造成資源、資金的浪費。

三是電子產品更新速度快,配件難找。農業物聯網的傳感設備長期處于野外,受潮濕、腐蝕易損壞。物聯網傳感設備由于電子產口更新換代快,一旦損壞無法找到配件,往往造成不能正常使用。維修保養沒有專項經費,雖然上級每年都補助一部分經費,但缺口較大。目前市局、轄市(區)局和直屬工程管理單位普遍存在信息化專用經費短缺的問題。

四是科技含量高,人才匱乏,在信息化應用培訓和信息化人才培訓方面投入不足,造成這些系統運行過程中出現的問題無法及時處理,難以充分發揮效益。缺少信息化技術專門人才及運行維修人員,所以在信息化工作中容易導致系統管理職責不明,主動對信息進行提取、加工、利用的能力不強,造成升級改造困難。

三、對我市農業物聯網技術的應用的建議

最近農業部、發改委、中央網信辦等8部門聯合印發了《“互聯網+”現代農業三年行動實施方案》,要求緊緊圍繞推進現代農業建設和農業供給側結構性改革的目標任務,著力推進現代信息技術在農業生產、經營、管理、服務各環節和農村經濟社會各領域的深度融合推進農業在線化和數據化,大力發展智慧農業,強化體制機制創新、全面提高農業信息化水平。今年我市成功召開了2017世界物聯網博覽會,將進一步推動我市物聯網技術應用的大發展。無錫作為經濟發達地區和全國物聯網技術的應用示范基地,“物聯網+”農業應該走在前列,站在前沿,應該有一個大發展,把“物聯網+”農業作為我市農業發展的重要標志,成為推動我市農業邁向中高端的重要引擎,成為打造我市農業發展新高地的重要支撐。所以“物聯網+”農業是目前我市農業供給側結構改革的重要方面,我們建議:

1、認真總結,積極推廣拓展

目前我市農業物聯網技術在農業大田種植、畜牧業生產、大棚蔬菜、瓜果、花卉苗木生產、水產養殖、茶葉生產等方面都有應用,都有示范點,已形成了星星之火態勢,要想把這星星之火燎原就需要把現有的示范點內的項目實施情況、示范點內取得的成績和存在問題加以認真總結,這對今后拓展我市農業物聯網技術的應用具有較好的借鑒作用。

2、系統規劃,信息資源共享

農業物聯網建立基于原始數據的采集(感知),農業產業良性發展,是農、林、畜牧、水產、水利、農機各產業協同配合和共同協作的結果,在物聯網時代的農業要有大農業概念,引進云計算,處理不同來源的數據,對于不同層次單位的信息系統進行配置,就能形成不同單位的信息系統。建議建立農業綜合整體產業地理信息系統,從大農業角度出發,系統規劃各不同產業的物聯網應用項目,建立完善、長久、兼容、可持續、可維護的農業物聯網,確保數據共享,避免資源浪費和重復建設。

3、加強投入,增強扶持力度

我國的農業信息化基礎薄弱,從業人員文化水平總體較低,農業經驗口口相傳或靠天吃飯。另有各級農業管理機構對農業信息化和農業科技創新等方面的存在認知差異很大,導致農業物聯網,抑或是農信息化的推廣和普及變得舉步維艱。要重視農業物聯網建設起步階段的資金投入扶持,以政府投入為主,增加專項資,扶持農業物聯網產業,同時引導社會資本對農業物聯網產業的投入,落實建設經費和運行維護經費,為我市農業物聯網事業推進創造條件。

 4、加強培訓,不同層面落實

農業物聯網時代的進程還很漫長,其中包括多領域的各種知識,在歷經不同發展階段,需要不同類人才的介入,要重視人才引進和培養,引導社會高科技人才致力農業物聯網的研究,加強對農業物聯網不同發展階段的適時培訓,提高、促進和適應其發展。

5、加強研究,搭建示范應用平臺

物聯網的核心是“全面感知,可靠傳遞,智能處理”。農業物聯網不僅要建立農業生產物聯的控制系統,還應該建立農業專家智能系統,而農業不僅門類繁多,而且各門類的種類之間存在差異性,所以農業專家智能系統不具備普適性,應考慮區域特殊性、差異性,所以農業專家智能系統的建立需要從現在開始布點開展科研取得大量的科研數據來支撐。

由政府創導,組織開展農業物聯網整體性專題研究,從數據采集(農林水畜、農機、水利、市場等方面基礎數據)、實時監控(水肥溫濕氣、農林四情、設施設備、水情水質)、農產品安全溯源 (包括農產品安全、產品適銷區)、滴灌智能控制、水質在線監測、農機系統配套應用、數據分析等方面進行系統研究。使我市農業不斷完善,真正步入農業物聯網時代大門。

相信無錫農業物聯網的應用,緊跟時代的步伐,在前行中探索、創新,將迎來新的春天,惠農惠民。