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物联网技术在无锡农业上的应用情况调研
发布机构:无锡市老科技工作者协会    发布时间:2017-09-22 10:40:48.0

物联网技术在无锡农业上的应用情况调研

无锡市老科技工作者协会农业分会

 

    当今信息、互联网飞速发展的时代,基于互联网和信息传感的物联网产业被急速催生。1999年至今,国内外物联网迅猛发展,并渗透进每一个行业领域,人类的生活、生产随之发生重大变化。与此同时,传统农业也随着悄悄发生改变,物联网农业正在兴起。物联网在农业生产的应用已成农业供给侧结构改革的一个重要方面。据此,市老科协农业分会就物联网在无锡农业产业中的应用情况展开了调研,走访了农林、水利、农机等行业的不同农业企业和相应管理部门,翻阅了有关资料,收集了大量数据,经讨论分析,形成本报告。

    、无锡地区农业物联网的发展现状

无锡市政府对智慧农业建设很重视,近三年市级信息化专项投入达到960万元,对投资20万元以上开展物联网应用的农业主体给予其投资总额40%(宜兴为30%)的奖励,积极推进农业行业实施“互联网+” 农业战略,推动农业物联网、农产品电子商务、农业公共信息服务、农业信息进村入户等各项工作。我市农业物联网技术的应用主要是通过发展示范点,并通过实施项目的形式来开展。在政策扶持下,全市每年物联网农业应用点新增10-20个左右。至2016年底,全市农林行业广泛应用“互联网+”,农产品电子商务平台达454个,农业物联网应用点已达61个,仅宜兴农业2016年就由此节本增效约5500万元。2016年新建成物联网应用点19个(江阴5家、宜兴4家、锡山3家、惠山6家、滨湖1家)。其中大田种植800亩、设施园艺7493亩、畜禽养殖15071平方米、水产养殖1700平方米,2017年又新建成物联网示范应用点4家,在建物联网示范应用点4家。我市的农业物联网技术示范应用点已成星火之态势,并取得了较好的经济示范和社会效益,成为我市农业的亮点和精彩看点,“互联网+” 农业正成为强农惠农新途径,农民正在从只懂生产向改善经营转变,从凭经验种养向科技化、智能化管理转变,并已尝到信息化带来的甜头。

      1、物联网技术在大田水稻生产上的应用

无锡锡山台湾农民创业园与多家单位共同建设实施“台创园农业物联网技术集成与综合应用项目”,编织现代农业智慧之网。此项目有机融入纳米化学合成技术、表面功能化设计、分子印记和光纤传感技术,制备高选择性、高亲和力的纳米光纤探针,实现大田环境下的传感器稳定工作、灵敏传感,多种传感器的集成应用。该项目现包括水稻园区智能化管理、大田作物生境监测、设施园艺智能决策等应用系统,整套系统并已走出无锡,推广到新疆昌吉、四川凉山和云南毕节等地。数据显示,该系统可降低劳动力成本40%,减少农药和化肥使用量12%,单位面积产出率提升15%,生产效益提升10%以上,同时,有效提高农产品品质,经济效益与社会效益显著。

    2、物联网技术在水产上的应用

    农业物联网中国农业大学宜兴实验站,2011年8月正式落户宜兴市以养殖大闸蟹闻名的高塍镇。高塍镇螃蟹养殖水域超5万亩,蟹农们以往养殖管理繁琐劳累,通过物联网技术平台,应用远程增氧、智能投喂、预警资讯,实现了轻松管理。蟹农只需通过互联网、手机终端登录“水产养殖监控管理系统”,就可随时了解养殖塘内的溶氧量、温度、水质等指标参数。一旦发现某区域溶氧指标预警,点击“开启增氧器”,就可实现远程操控。

“鹅湖镇圩厍水产养殖机械化示范项目”和“鹅湖水产养殖基地全程机械化智能管理示范基地建设项目”。

前者是智能传感监控网络系统,实现水产养殖园区内养殖及环境等生态环境和作业状态的监控与管理。园区现场采用ZigBee与传感器组成的数据采集与设备控制网络系统,实现数据的远程传送和设备的远程控制,并具有监控数据的分类存储、统计、查询和分析显示等功能,达到园区生态环境与运行状态的实时监控。该系统应用后,亩均新增效益上千元,带动本村及周边地区2100亩养殖水面,150多户水产养殖户。

后者在松芝村通过智能平台,建立一套应用于鹅湖“甘露”青鱼水产养殖基地的全程机械化智能管理的解决方案。实现“甘露”青鱼水产养殖基地环境(溶氧、PH、温度)、加工控制,销售数据、溯源等综合参数的自动化管理调控,建立起甘露青鱼水产养殖基地生产智能化和主要生产环节机械化示范基地。该智能平台的应用使整体能耗降低15-50%,掌握加工因素差异化生产,促品质均一,提高产值。

3、物联网技术在大棚蔬菜等作物生产上的应用

“物联网生物控制平台在设施大棚中的集成应用研究”,为省级三新工程项目,在无锡市益家康生态农业园实施,建设6个不同蔬菜大棚,研究物联网生物控制平台系统,收集温室内温、湿、光照度和CO2浓度等气候参数,实现设施大棚内通风、加热、调解光照,补充CO2等相应的智能管理。目前种植规模从1000扩4000亩,带动周边农户600户,从而实现带动本地区实现年销售量2万吨,设施大棚经济效益提高30%以上。

  “基于物联网技术的植物生长控制系统研制和开发”,面积200亩,主要研制开发设施大棚无线传感信息系统,实现蔬菜大棚气候、土壤温湿度、光照营养液供给和PH值及EC值等综合环境参数的自动化管理调控,建立蔬菜大棚生产感知农业和主要生产环节机械化基地,项目正在实施中。

“网络化智能温室控制系统装备的研发和应用”,开发一套可分离可集成的集水、肥一体化的温室内设备控制的网络化智能化系统设备,实现大棚内设备和水、肥一体喷灌系统的智能化控制。建成无锡农业与装备物联网总平台,有效提高专家系统更新、数据多路采集和设备操控能力。设备可连续工作 48小时无值守;可同时6+种以上参数、6路以上控制信号输出;下位机端及远程配置服务端具有可操作性与维护性、多路切换功能、远程维护功能。改善了温室微生态环境,抑制了作物病害的发生,减少农药15%-30%,节省劳力8-10工作日,促进产量提高和产品质量提高,增产17-28%。

此外,在大棚中生产花卉苗木、瓜果、药材等作物的生产中也有应用

4、物联网技术在水利的应用

水利系统的物联网技术在农业水利上的防汛遥测节水监管、智能灌溉等方面也得到了有效应用。

防汛遥测整合系统。该系统2009年完成整合,不仅完成了全市各离散水文遥测系统的数据整合,还与水利部太湖流域管理局进行了网上数据交换。防洪信息感知点逐年增加,目前已达到250个点,感知内容从原有的降雨量、水位,增加到水利工程运行状况,如机泵站运行情况、闸门开启高度等,实现了防汛信息资源的实时汇集、综合处理、集中存储、全面监测和统一发布,为防汛决策和水利工作提供全面、及时、准确的信息服务。

水利智能化灌溉系统。锡山区无锡太湖水稻示范园智能化灌溉系统是由太湖水稻示范园与扬州大学于2013年共同合作设计建设的。该系统充分运用了目前先进的农业物联网技术和智慧农业技术,对项目区内750亩的农田进行科学高效的管理。建有智能化灌溉泵站一座,埋设UPVC管道8000米,生态排水沟2800米,项目总投资798万元。

惠山区阳山水蜜桃智能节水灌溉工程。该工程于2012年10月完成,总面积300亩,总投资150万元。该工程基于物联网的智慧桃园工程,在微啧灌溉系统的基础上,利用物联网、光电、计算机、图像处理、自动化控制和网络等技术,对水蜜桃园地实现自动化灌溉控制。项目实施后不仅提高桃园的现代化管理水平,而且提高水蜜桃的产量和品质,增加农民收入。

5、农业物联网技术在农机上的应用

我市农机产业目前已建立水产养殖机械化示范项目和水产养殖基地全程机械化智能管理示范基地等物联网项目示范基地12个,也取得良好的效果。

锡山尖镇南村,承担的“高效设施农业智能化生产管理建设”的2014年高效设施农业机械化项目,建立了一套高档花卉苗木智能化生产管理平台,实现南村7000平方米特种花卉设施大棚环境因子的采集与农机装备控制、溯源等综合参数的智能化管理调控,建立花卉苗木智能化生产管理示范基地。成效:缩短生长周期3个月且品质提高,达到了节水、降低耗能20%,效益有所增加。

二、农业物联网的现实问题及建议

随着我国物联网在各领域快速发展,农业无疑是物联网应用的重要领地,但在实际生产应用中尚面临诸多问题亟待解决。2011、2012年间进军农业物联网企业不计其数,但是到2014年基本屈指可数,其原因是人们把农业物联网从概念变成现实还有认知上的缺失,农业信息化基础薄弱和人才匮乏认,农业物联网的实施推广实在不易。已到来的物联网时代,技术突破和标准化是主要瓶颈,存在比如基础数据科学采集和数据安全、传感器分类安装和分布、系统运行和维护、偏远恶劣环境下不同的电源设备问题等等。展望未来,国家和政府已经明确提出了发展物联网“感知中国”的宏伟战略目标,同时也为构建农业物联网“感知中国”指明了方向。今后通过发展农业物联网打造物联网农业,一定能在农业现代化建设中实现全面感知、稳定传输、智能管理的理想。要实现这一理想,需要各方面的协同努力,发挥政策支持、示范项目带动的作用、加强农业要素整体性研究、农民科技素质培训,等等,逐步构建政府、农企、农户、金融、物流、科研等多方参与、市场化运作、互利共赢的传感“万物互联”农业物联发展生态圈。

目前,我市农业物联网尚处于以项目启动,以政策性补助为主的形式推进工作,呈现局部个体性,缺乏整体性互联。主要为:

一是缺乏共享的整体性,标准不统一,共享困难;由于农业建设项目多,生产要素繁多,设计单位多,所以建设标准不统一,各系统之间不能兼容,造成共享困难,一定程度上造成了资源的浪费。

二是信息不共享、扩展更困难,业务应用系统开发时很少考虑演化、延伸的需要,专家智能系统不键全,导致对现有系统的扩展、完善很困难,由于兼容量不足,实际生产中需求的细微变化都会导致系统的重新开发,造成资源、资金的浪费。

三是电子产品更新速度快,配件难找。农业物联网的传感设备长期处于野外,受潮湿、腐蚀易损坏。物联网传感设备由于电子产口更新换代快,一旦损坏无法找到配件,往往造成不能正常使用。维修保养没有专项经费,虽然上级每年都补助一部分经费,但缺口较大。目前市局、辖市(区)局和直属工程管理单位普遍存在信息化专用经费短缺的问题。

四是科技含量高,人才匮乏,在信息化应用培训和信息化人才培训方面投入不足,造成这些系统运行过程中出现的问题无法及时处理,难以充分发挥效益。缺少信息化技术专门人才及运行维修人员,所以在信息化工作中容易导致系统管理职责不明,主动对信息进行提取、加工、利用的能力不强,造成升级改造困难。

三、对我市农业物联网技术的应用的建议

最近农业部、发改委、中央网信办等8部门联合印发了《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》,要求紧紧围绕推进现代农业建设和农业供给侧结构性改革的目标任务,着力推进现代信息技术在农业生产、经营、管理、服务各环节和农村经济社会各领域的深度融合推进农业在线化和数据化,大力发展智慧农业,强化体制机制创新、全面提高农业信息化水平。今年我市成功召开了2017世界物联网博览会,将进一步推动我市物联网技术应用的大发展。无锡作为经济发达地区和全国物联网技术的应用示范基地,“物联网+”农业应该走在前列,站在前沿,应该有一个大发展,把“物联网+”农业作为我市农业发展的重要标志,成为推动我市农业迈向中高端的重要引擎,成为打造我市农业发展新高地的重要支撑。所以“物联网+”农业是目前我市农业供给侧结构改革的重要方面,我们建议:

1、认真总结,积极推广拓展

目前我市农业物联网技术在农业大田种植、畜牧业生产、大棚蔬菜、瓜果、花卉苗木生产、水产养殖、茶叶生产等方面都有应用,都有示范点,已形成了星星之火态势,要想把这星星之火燎原就需要把现有的示范点内的项目实施情况、示范点内取得的成绩和存在问题加以认真总结,这对今后拓展我市农业物联网技术的应用具有较好的借鉴作用。

2、系统规划,信息资源共享

农业物联网建立基于原始数据的采集(感知),农业产业良性发展,是农、林、畜牧、水产、水利、农机各产业协同配合和共同协作的结果,在物联网时代的农业要有大农业概念,引进云计算,处理不同来源的数据,对于不同层次单位的信息系统进行配置,就能形成不同单位的信息系统。建议建立农业综合整体产业地理信息系统,从大农业角度出发,系统规划各不同产业的物联网应用项目,建立完善、长久、兼容、可持续、可维护的农业物联网,确保数据共享,避免资源浪费和重复建设。

3、加强投入,增强扶持力度

我国的农业信息化基础薄弱,从业人员文化水平总体较低,农业经验口口相传或靠天吃饭。另有各级农业管理机构对农业信息化和农业科技创新等方面的存在认知差异很大,导致农业物联网,抑或是农信息化的推广和普及变得举步维艰。要重视农业物联网建设起步阶段的资金投入扶持,以政府投入为主,增加专项资,扶持农业物联网产业,同时引导社会资本对农业物联网产业的投入,落实建设经费和运行维护经费,为我市农业物联网事业推进创造条件。

 4、加强培训,不同层面落实

农业物联网时代的进程还很漫长,其中包括多领域的各种知识,在历经不同发展阶段,需要不同类人才的介入,要重视人才引进和培养,引导社会高科技人才致力农业物联网的研究,加强对农业物联网不同发展阶段的适时培训,提高、促进和适应其发展。

5、加强研究,搭建示范应用平台

物联网的核心是“全面感知,可靠传递,智能处理”。农业物联网不仅要建立农业生产物联的控制系统,还应该建立农业专家智能系统,而农业不仅门类繁多,而且各门类的种类之间存在差异性,所以农业专家智能系统不具备普适性,应考虑区域特殊性、差异性,所以农业专家智能系统的建立需要从现在开始布点开展科研取得大量的科研数据来支撑。

由政府创导,组织开展农业物联网整体性专题研究,从数据采集(农林水畜、农机、水利、市场等方面基础数据)、实时监控(水肥温湿气、农林四情、设施设备、水情水质)、农产品安全溯源 (包括农产品安全、产品适销区)、滴灌智能控制、水质在线监测、农机系统配套应用、数据分析等方面进行系统研究。使我市农业不断完善,真正步入农业物联网时代大门。

相信无锡农业物联网的应用,紧跟时代的步伐,在前行中探索、创新,将迎来新的春天,惠农惠民。


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