国外物联网建设对国内智慧农业规划建设的启示

托普物联网开创智慧农业新时代。

国外物联网建设对国内智慧农业规划建设的启示

托普物联网指出：智慧农业是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术

用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。

农业是我国国民经济的命脉。我国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，对农业的劳动生产率提出了越来越高的要求。精确的获取农田土壤信息以及它们的地理分布信息，有助于有针对性和精确地投放农业生产资料，提升我国农田管理水平和农业生产效能，促进农业的现代化精准管理、推进耕地资源的合理高效利用。

浙江托普物联网智慧农业方案以物联网技术为核心，面向农业应用，主要包括农业生产环境监测控制和食品安全相关应用。

农业生产环境监控：通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点，实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析，从而有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各种执行设备，进行调温、调光、换气等动作，实现对农业生长环境的智能控制。

食品安全：利用物联网技术，建设农产品溯源系统，通过对农产品的高效可靠识别和对生产、加工环境的监测，实现农产品追踪、清查功能，进行有效的全程质量监控，确保农产品安全。物联网技术贯穿生产、加工、流通、消费各环节，实现全过程严格控制，使用户可以迅速了解食品的生产环境和过程，从而为食品供应链提供完全透明的展现，保证向社会提供优质的放心食品，增强用户对食品安全程度的信心，并且保障合法经营者的利益，提升可溯源农产品的品牌效应。

物联网应用于精准农业后，将从以下几个方面促进农业的发展进步： 增产增收

相关资料表明，在可自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照的温室中，作物产量的相比露地栽培能成倍提升，并且具有更高的质量。

节约资源

物联网可以准确采集室温、叶温、地温、湿度、土壤含水量、二氧化碳浓度、风向、风速以及作物生长状况等参数，并将室内温、光、水、肥、气等诸多因素综合考虑和智能控制，使其达到最佳状态，可有效节水、节肥和节药，使整体资源消耗显著降低。

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作物多样化

物联网对温室生产环境的改善，可以使得一些在此前的耕作条件下较难种植的作物得以生长，并为新品种作物的培育提供更好的条件，这有利于推广高附加值的经济作物，提升单位面积的农业经济产值，促进农民增产增收。

智慧农业规划方案效果图

保障食品安全

物联网技术的使用提供了“从农田到餐桌”的追溯模式，提取生产、加工、流通、消费等供应链环节消费者关心的公共追溯要素，建立食品安全信息数据库，一旦发现问题，能够根据溯源进行有效的控制和召回，从源头上降低信息不对称，保障消费者和生产者的合法权益，与当前全社会食品安全的高度重视非常契合。

此外，智慧农业还能促进农村产业结构调整，实现科技对农业的贡献，并在保持水土平衡、调节气候、改善地理环境，促进生态平衡方面发挥重大作用，具有良好的社会效益和生态效益。

美国农业部最近的调查报告指出，由于国内智慧农业发展迅速，正在为推动美国农业出口创造更大的盈余。近期发布的美国2010年贸易数据证实了美国在农作物种植方面的杰出才能。虽然从总体上看，美国2010年商品和服务贸易逆差进一步扩大，再次下滑近5000亿美元，但农业出口同比增长了几乎1/3，创造了近400亿美元的贸易盈余。在2010年，美国农业出口额为1158亿美元，创历史新高。

美国农业部长汤姆?维尔萨克表示：“如今的数据显示，全球对美国食品和农产品的需求正在飙升。”他指出，智慧农业每年可为美国农民节约数百万美元，并避免了使用不必要的化肥和杀虫剂，从而显著降低了规模化农业对环境的冲击。去年美国农业出口打破纪录，比2008年创造的

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上个纪录1148亿美元多出了近10亿美元。

智慧农业规划效果图

智慧农业的核心是“精确”

智慧农业是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。

智慧农业的核心是“精确”。5年前美国市场上已开始提供一种名为“绿色寻求者”的手握式遥感器，只要握着这个小小的遥感器在庄稼地里走上一圈，电子显示屏就会准确显示：每0.4平方米的庄稼目前的肥料、水分等营养情况，以及现在还缺多少肥料、水分，或存在过多的肥料和水分等。此类庄稼遥感测量仪还可以安装在拖拉机等各种农机上，农机开到哪里，就可以测到哪里；也可以安装在小型飞机上，对大面积农田进行作物检测。

上世纪80年代后，逐步发展到将卫星定位系统具体应用到农作物的种植生产上。例如，美国的农场主为了实现精确种植，在种植作物前要对土壤进行化验检测，大多数农场主是把每块土地的土样送到土壤研究所检测，研究所通过仪器检测和电脑分析，向农场主提供一个书面数据图表，表明这块土地在种植各种作物时所需要的肥料、水分以及未来产量等各种情况。据此，农场主会选择该土地本季最适合种什么，达到以最低成本得到最高收入的目的。

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在现代信息技术应用日趋广泛的今天，卫星正在帮助许多国家的农场主从事低污染而又高效益的农业耕作。例如，由英国梅西-弗格森公司研制出全球定位系统测绘系统，可用于一家耕地面积为1000公顷的农场，该农场种植小麦、葡萄、豌豆、马铃薯、大豆和向日葵。

产量和位置两套数据储存进机载计算机中，并加以标准化。随后将这种信息转存至一张小巧的像厚信用卡一样的小存储芯片上，再将其放入农场的计算机中，从而得出差别所带来的产量波动。

目前，卫星定位系统和电脑结合的技术设备，在美国、欧洲和日本已广泛用于拖拉机、播种机和收割机上。比如，将卫星定位系统接收器与电脑显示屏安装在拖拉机上和播种机上，农场主形容开这些农机就像开飞机一样，按照提前设定好的耕作路线图，走得不偏不斜，夜间照样可以均匀地精耕细作。把这些技术设备用在收割机上，收割机在收割行进时，驾驶舱里的显示屏就会准确显示出每块地的庄稼产量和重量。卫星和信息技术还可以准确地监测到每块地庄稼的病虫害以及肥料、水分等庄稼营养成分的现状。

在现代信息技术的支持下，智慧农业得以大放光彩：根据土壤的状况使肥力的效果得到改善；根据病虫害的情况来调节农药喷洒量；不再耕种那些土壤已经板结的土地，也就是说放弃那些耕种时间过长的土地；自动调节拖拉机的耕种深度……在卫星的密切监视下，加上拖拉机的电脑上已经记录了机器的作业情况以及取得的成果，这样农场主就可以以最“科学”的方式来管理自己的“电脑农场”。

“精细派”的崛起

为什么美国产汽车或卡车卖不出去，而农作物却仍然畅销？这或多或少应归功于那些“精细派”的农民。通过测量土地以可见的红外线波长所反射和释放出来的能量，精细派农民可以对影响作物的多种变量进行监测，比如土壤湿度、表面温度，光合作用以及杂草或病虫害等。简而言之，智慧农业采用了远程感应成像、数据分析软件以及可应用于拖拉机的电子设备，以便在正确的时间和地点使用适量的水、化学品、杀虫剂或除草剂。

尽管美国经济不景气的阴影仍未散去，但美国农民约翰?波特的收入并未减少，他依赖的就是智慧农业经营模式。这位明尼苏达州的农民，他驾驶拖拉机在田里工作，表面上看他的行为和别的农民没有什么区别。但是，他的拖拉机上装了一台电脑，从屏幕上可看到面积达700公顷的玉米和大豆田的地图，计算机还会告诉他哪个地方需要施肥，施多少肥。去年2月，他更新卫星信号接收器，可以更准确地收到全球卫星定位系统发出的遥感遥测信息，根据这些信息可进行精确的土壤调查、合理施肥、作物估产、农业环境监测和土地合理利用等。

20世纪80年代初，美国提出智慧农业的构想，其间微电子技术发展推动了智能化监控技