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  根据国际研究预测,全球智慧农业将快速发展,全球智慧农业的市场规模将从2016年的90.2亿美元达到2025年接近700亿美元的规模,中国作为农业大国,其智慧农业发展市场空间极大。

  “面朝黄土背朝天,风吹日晒满身土”,这是传统农民生产的真实写照。我国是农业大国,农村人口有9亿多,占全国总人口的70%左右,农业生产总值占国民生产总值的20%。但我国农业多数还停留在传统农业的阶段,大部分地区农业基础设施落后,导致农业劳动生产率低;且我国农业集约化手段主要表现在使用大量化肥和农药,其对水体、土壤、大气和生物多样性所造成的负面影响是巨大的,生态环境的破坏反过来会极大影响农作物的生长。

  近年来,随着信息化社会的到来,物联网技术逐渐向农业渗透,为了让广大农民群众在分享信息化发展成果上有更多获得感,国家不断推出各种智慧农业相关政策,致力于通过数据和知识为生产者提供科学的解决方案,弥补经验的不足,最终提高整体效益。

  2016年9月,农业部印发《十三五”全国农业农村信息化发展规划》,提出“十三五”期间,把信息化作为农业现代化的制高点,以建设智慧农业为目标,着力加强农业信息基础设施建设,着力提升农业信息技术创新应用能力,着力完善农业信息服务体系,加快推进农业生产智能化、经营网络化、管理数据化、服务在线化,全面提高农业农村信息化水平。

  2017年1月,农业部办公厅关于做好2017年数字农业建设试点项目前期工作的通知指出,2017年重点开展大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖4类数字农业建设试点项目,结合产业类型,支持精准作业、精准控制设施设备、管理服务平台等内容建设。

  农村有一句话叫“要致富,先修路”,在过去,便利的交通运输对农村发展及致富有着重要意义。随着互联网的发展,这条“路”已不在单纯的指公路、高速,而是指提供服务农民的信息通道。智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和云平台,对农业生产进行远程控制,使传统农业具有“智慧”。物联网在智慧农业的建设过程中,将在以下几个方面带来实际的应用:

  信息采集是智慧农业的基础,DTU是一种基于 LoRa 技术的无线数据传输终端,利用 LoRa网络为用户提供无线数据传输功能。DTU以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台,同时提供RS232 和 RS485 接口,可直接连接串口设备,实现数据透明传输功能;低功耗设计,可实现数字量输入输出、模拟量输入、脉冲计数等功能,可快速帮助集成商、开发者实现各种场合的传感数据采集;

  比如进行农作物灌溉、温度控制、光照控制等等,这对于智慧农业进行规模化管理、远程管理具有实际的意义。LoRa网关与 DTU的通信距离最远可达10Km,支持Wi-Fi以太网和4G(可选)等多种方式入网,并具备 WiFi 路由器等实用功能,其覆盖范围广、使用方式灵活、安装便捷等特点,应用于农作物的规模化管理、远程管理中,不仅能够节省大量的人力物力,也能够降低外界环境对于农业生长的影响。

  智慧农业的核心在于智慧管理,智慧管理需要一个完整的体系结构进行支撑,拓宝科技“DTU + LoRa网关+IoT平台”基于LoRa技术的套件,提供端到端的 LoRaWAN 解决方案,可快速将传统行业应用升级成 LoRa无线物联网应用,实现对农业产业的“智慧”管理。

  LoRa终端功耗极低,一颗电池可使用3-5年,同等条件下,需要的网关数量少,且不需布线,施工成本低,同时还支持多种多样的应用接入,其应用于农业产业可以给农户提供低功耗、高可靠、大规模部署、用得起的工业级物联网系统,节水,更节力,为农业从事者带来最大的收益。

  凯里(Kyrie)是美国伊利诺伊州的一个农场主,他和82岁的父亲二人经营着1300英亩(7890亩)的田地。由于父亲年岁已大,地里的活儿全靠Kyrie自己上阵,即便在农忙时节,他也不用雇工,最好的帮手是农场里的那些自动化设备。

  与“面朝黄土背朝天,风吹日晒满身土”的描述不同,Kyrie一边喝着咖啡,一边浏览脸书,施肥、灌溉完全自动化,哪些地方浇过水,哪些地方没施肥,绝对不会搞混,电脑显示屏上记录的一目了然。

  大多数时候,Kyrie都会随身带着平板登陆云平台,系统会提醒他该施肥、该浇水了,他便远程控制自动施肥设备、自动喷淋设备进行运作。灌溉工作不必跑到田间地头,通过远程控制就可以打开/关闭灌溉系统,省事、省力、省钱!当然,系统也会提醒他何时应该下地查看一下,尽到一个农民最起码的责任与义务,但完全没有传统农民那么辛苦。

  Kyrie对农场的土地情况了如指掌,田地里安装的传感器,可以实时监测气压、光照度、空气温湿度、二氧化碳浓度等参数并通过LoRa通讯技术上传至云平台,这些信息可以帮助他判断每个地块的播种、收获、耕作时间。若是大棚种植,Kyrie还能远程控制风机和遮阳板运作,调整大棚内温度及光照度,以达到最佳耕作环境。

  在大田中,即使相隔两三米远的两块土地,土壤的水分含量、营养情况、农作物的生长情况都不可能完全相同。过去几千年中,农民并不区分这种差异,会把同样的品种以等间距播种下去。如今,精准农业颠覆了这一传统,传感器可实时监测土壤温湿度、土壤养分参数,在肥力高的地方密植,在肥力低的地方稀植,以带来收益最大化。

  有句话这样讲,“一步错步步错”。事实上,从作物生产规划、耕种管理到采收,Kyrie每天都需要做出多项重大决策,这些决策大多都是环环相扣的,若一步走错,就不得不忍受减产的下场。

  Kyrie采用高性能的数据采集与监控设备,配合能耗管理系统,能够以最低限度的用水量、施肥量来获取最大的产量或收益,不仅可以实时监控田地用水、电情况,还免去了传统抄表的繁琐步骤,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,提高全方位的水肥管理水平。

  影响作物生长的因素有很多,土壤、气候、水分等等,作物产量是这些因素的综合结果。因此,在现代农业领域,农民光凭经验做出决策已远远不够,需要依靠科学和专业分析得出优化决策。

  基于LoRa物联网技术的智慧农业解决方案既考虑农作物的生长阶段,又考虑土壤状况和天气情况,提高灌溉的精细化程度,为农业从事者带来更大的收益、同时更节水、更节力。该方案不依赖运营商网络,结合用户需求,基于用户自身的网络覆盖,将标准化种养殖的技术带到农业生产之中,为农业生产提供精准化种植、智能化决策。

  发展智慧农业符合创新、协调、绿色、开放、共享的理念,智慧农业技术的创新与应用不仅改变农业生产经营管理与服务,还会影响到人的生活与生态环境。

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