農業物聯網管理全文(5篇)

摘要：分析了西寧市物聯網發展建設及實際應用效益。2014-2016年期間，西寧設施農業物聯網建設得到青海省科技廳重大科技專項資助。

關鍵詞：農業設施物聯網；APP客戶端；LED植物生長燈

設施農業是在環境相對可控條件下，采用工程技術手段，進行農業高效生產的一種現代農業方式。通過物聯網系統可以連接傳感器采集棚內的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等數據，并根據參數變化自動控制卷簾和風口的開合，使作物在最佳條件下的環境里生長。并可以通過手機App客戶端和物聯網智慧平臺實時監控棚內環境數據，遠程操控溫室狀態。西寧市自2009年起開始建設設施農業物聯網，通過17年的不斷努力，從當時的簡單裝配幾棟溫室，只能傳輸溫室環境狀況的簡單數據，到目前可以實現現場兩路手控，以及手機、計算機遠程控制，同時可以采取環境條件數據進行八路以上系統智能化管理，極大的提高了使用效率，取得了階段性的成績，達到了預想的的效果。現將使用效果介紹如下。

1設施農業物聯網管理省工效益

該系統根據室外、室內溫度、光照、濕度情況，自動卷簾以及上、下卷簾通風排濕、降溫，節省了卷簾時間及勞動力，提高了生產效率。每天每個溫室能節省2h人力，一年360d可節約720h，每個工按8h計，可節約90d工時。如青海葛源農業開發公司安裝的溫室物聯網自動化系統按照173個溫室計算，每年節約：90d×173棟溫室=15570d的工時。每人每天按工資80元計算，全年節約人力費用：15570d工時×80=1245600元，平均每個大棚每年節約人力費7200元，經濟效益可觀。該項技術的應用，可以極大的提高管理人員的管理效率，實現遠程現場交流、查看、管控，對溫室的生長情況可以實現對焦、360度查看、拍照、記錄映像。還可以專家遠程進行技術跟蹤、語音對話、病蟲害診斷等，可以極大的利用專家的資源，加速農業新技術的推廣。以上真正利用起來，每畝可增收1300元。

2設施農業物聯網卷簾節時增效

數字卷簾機自動化控制系統卷簾速度快，尤其低溫、寡照的冬天，每天平均可以讓植物多照射陽光0.5～1.0h。春、冬、秋季植物生長按需要卷簾7個月,每天植物照射8h，共計照射時間1680h，使用自動化控制系統后：春、秋、冬三季作物需要補光時間，早晨提前打開溫室卷簾多照射0.5h/d，下午晚蓋卷簾多照射0.5h/d，每棟每天作物要多照1h，要是需要補光的春、秋、冬按有效補光時間7個月210d計，該溫室物聯網補光系統要多增210h。同時210h按以上每天光照8h計算，可增加26.25d，補光、增溫、提前上市效果明顯。以上每人每天管理按2.5～3棟工作量計算，實際上一個基地或種植戶管理溫室的時間成本還遠遠超過以上數據。

摘要：數字農業是現代農業進一步發展的趨勢，數字化農業裝備的發展對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。在分析金華地區數字化農業裝備應用現狀的基礎上，對可能出現的問題進行了探析，提出了發展數字化農業裝備的思考及進一步推動發展的措施與建議。

關鍵詞：數字化；農業裝備；現狀；發展思考；措施；建議

“數字農業”是由美國科學院、工程院兩院院士在1997年正式提出，它是將信息作為農業生產要素，用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業主要包括農業物聯網、農業大數據、精準農業和智慧農業四個方面。我國于2019年在《數字鄉村發展戰略綱要》中就提出“推動農業裝備智能化”，要求促進新一代信息技術與農業裝備制造業結合，研制推廣農業智能裝備；鼓勵農機裝備行業發展工業互聯網，提升農業裝備智能化水平；推動信息化與農業裝備、農機作業服務和農機管理融合應用。數字化農業裝備的發展對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。

1發展情況

蘭溪市和東陽市是金華市探索和推進數字化農業裝備應用的先行者。蘭溪市農機管理站于2017年在“蘭溪市農業信息中心數字農機信息系統”開設了“北斗農機作業精細化管理平臺”子系統，分別在46臺拖拉機、13臺插秧機、34臺收割機共計93臺大型農機具上安裝北斗數字終端，實現農機作業數據采集、數據分析和精細化管理等功能。扶持政策明確規定，以“北斗農機作業精細化管理平臺”收集的數據為依據，推行農機作業環節補貼，按作業服務面積，水稻機插補貼750元/hm2，油菜機收補貼600元/hm2。東陽市農機管理站也于2017年應用“北斗終端”解決農機作業服務監管問題，實現對所有132臺水稻插秧機機插服務的作業軌跡、作業面積、作業地塊、作業時間、作業圖片等信息的監管，農戶、鄉鎮和市級農業管理部門都可以在手機微信端或電腦端點擊查看所有的情況。除了上述先行者外，全市各地都在努力嘗試農機化和數字化、信息化的結合。如金東區金華綠盛源果蔬專業合作社于2019年安裝了一套智能物聯網管理系統，配置了光照度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤養分含量傳感器和環境溫濕度傳感器，主要用于設施大棚內的環境控制和作物生長管理。

2發展思考

2.1推進種植業信息化

1系統功能需求分析

通過到武清某蔬菜、花卉種植大棚和漢沽某草莓大棚等實地調研，發現家庭型的大棚面積較小但是數量較多，智能監控基本沒有；通過對用于觀光和科普型企業大棚走訪，發現該類型大棚一般具有監測空氣溫濕度、含氧量、PM值監測功能。因此根據實際調研情況和大棚管理者提出的要求，得出系統需要實現如下功能。基礎數據采集功能：系統需要實現對大棚空氣環境和土壤環境的數據進行采集和上傳到云平臺；遠程智能控制功能：用戶需要根據實際情況遠程控制卷簾機的收放、燈光控制以及風機的開閉；相關數據查看功能：用戶需要通過手機就能夠查看相關數據；硬件設備要求：設備初始化以及管理、更換簡單、易用，設備要防塵、防水等。

2系統設計

根據需求分析，需要對智能大棚監控系統進行設計。首先對系統總體架構進行設計，由于系統基于物聯網實現，因此根據物聯網架構將智能大棚系統分為三層：感知層、傳輸層和應用層。其中感知層需要進行硬件設計，硬件設計采用了較高性價比、設備較強穩定性和抗干擾能力等原則，進行農業盒子的設計；該盒子設計為通用型，能搭載傳感器只需要購買芯片即可。設計的主板統一接口、統一的程序，可以搭載不同傳感器芯片，無需二次編程和設置，實現了即插即用。同時在主板外自主設計了防塵、防水不銹鋼盒子.傳輸層主要能實現采集數據上傳功能，主要針對大棚用戶需求以及實際情況設計為Wi-Fi、GPRS傳輸技術，可以選擇通信方式。對于普通家庭用戶采用GPRS，因為價格低廉，也比較適合沒有連接Wi-Fi的農村；而對于企業而言，則可以選擇已有的Wi-Fi傳輸方式。應用層主要實現軟件設計，主要是由后臺管理系統和手機APP組成，通過后臺管理系統可以完成對獲取的大棚環境數據的查看，存儲等操作。管理員對后臺終端系統進行系統維護和日常管理；移動終端用戶可以通過APP完成對大棚中環境數據的查看和對大棚中部署的硬件設備的控制。

3系統實現

在硬件實現上，傳感器芯片采購其他廠商，連接主板和傳感器芯片的電路板則是自主研發。該電路板（農業盒子）作用于傳感器與主板之間，主要使用RS485有線數據通信，其他部分采用無線數據通信，最后將傳感器與電路板進行封裝，由于前期已經對傳感器等與電路板的連接進行了設置，所以在后期出現傳感器更換時也可以直接進行更換，無需再進行調試或設置。硬件實現了農業盒子，同時還有自動灌溉模塊、土壤濕度檢測、PH值傳感器以及AT89C51單片機等設備。自主研發盒子搭載傳感器之后，首先需要進行出廠設置（該設定不對客戶開放）。軟件實現包括手機APP和系統后臺。本系統采用SQLServer為后臺數據庫,以ASP.NET進行網頁開發軟件設計，使用AndroidStudio進行手機APP開發。系統后臺管理系統為管理員提供日志信息的存儲與分析等服務，后臺管理系統主要實現對接收到的數據進行存儲、顯示和查詢的功能，可以將感知層中采集到的空氣溫濕度、土壤基質溫濕度和二氧化碳濃度數據存儲到數據庫中，以便用戶可以通過手機APP端從數據庫中調取并查看歷史數據記錄。后臺把感知層采集來的數據通過傳輸層傳輸后進行分析，根據預設的數據范圍，在實際測得的數據不在預設范圍內時，進行自動控制硬件設備的開啟和關閉，比如控制卷簾機的正轉與反轉。卷簾或放簾一定程度，觸發設定好的行程開關，電機停止運行。手機APP端實現了用戶對大棚環境數據的查看和硬件設備的調控；實現了大棚的空氣溫濕度、光照，土壤的溫濕PH值等信息的監看；同時還會實現對照明、通風口以及卷簾機、風機、澆水等控制。

4運行

夷陵區是農業部確定的國家現代農業示范區和柑桔優勢產區，共有33萬畝(1hm2=15畝)柑桔園，年產量逾70萬t，種植面積和產量均居全省第1位，全國前6位，先后被評為“中國早熟蜜桔之鄉”“中國柑桔之鄉”和“湖北水果大縣(區)”，曉曦紅蜜桔也被評為“湖北三大名果”。近年來，隨著城鎮化和農村老齡化的步伐加快，夷陵區農業部門為了應對勞力日顯短缺的窘境，進一步加大了農業機械在柑桔產前、產中及產后的推廣與應用，著力推廣噴滴灌、中耕施肥、修剪、植保、運輸、分級包裝等機械化技術。至2016年，全區共推廣桔園滴灌自動控制裝置50套，管控0.6萬畝，桔園中耕施肥機械5300臺(套)，推廣示范噴霧機械3萬臺，山地遙控式單軌、雙軌、無軌運輸系統120條，先進柑桔自動清洗打蠟分級生產線300條。2017年再著力新建柑桔園機械化示范區2處，示范面積2000畝，新引進推廣大型植保機械、耕整機械以及電動果枝剪等120臺(套)。由于柑桔生產機械的大量推廣與使用，在提升了柑桔品質的同時，進一步降低了柑桔生產成本。據2015～2016年的調查，在桔園生產環節，通過推廣省力機械設備，每畝可減少用工9.5個以上。在“十二五”期間，全區柑桔機械化生產示范推廣面積達10萬畝，1年就節約用工投入1.8億元，全區的柑桔生產機械化水平達到52%。2016年柑桔通過機械化分級包裝后為全區桔農增收3.2億元，全區機械化生產與應用可為桔農節本增收近5億元。

1物聯網管理開啟桔園智能化管控新模式

2013年，夷陵區農業局積極爭取到國家現代農業示范項目資金500萬元，并鼓勵企業融資1000萬元，先后在星翔柑桔專業合作社和曉羲紅農業科技開發公司所屬基地開展建設，為日南1號、大分4號等優質新品種在夷陵區的嫁接、優質種苗的提供、老舊桔園的更新改造升級奠定了基礎。物聯網系統實現了桔園生態環境信息采集、水肥藥等設備控制、小氣候（氣溫、地溫、空氣濕度、土地濕度、風向、風速、太陽輻射、雨量、氣壓、光照度、露地）監測、視頻監控等全部智能化。2016年春季建設并投入運營的星翔柑桔專業合作社物聯網建設項目更是覆蓋精品桔園面積1000余畝，設置東、西、南、北4大蓄水沉淀池，桔園中設有5000個“衛士”噴頭，保障供水、施肥、噴藥使用，同時地下設有土壤濕度、PH值、農藥殘留數據監測設備，通過在園區中心端電腦上部署1套柑桔種植軟件，園區柑桔生產管理真正實現了智能化、自動化。

2桔園生產機械化助推果品提質增效

2.1機械化植保技術全面普及

柑桔因樹冠高，蓬面大，人力噴霧達不到理想效果。擔架式機動噴霧器具有射程遠、霧化性好、省藥省工和轉移方便等諸多優點受到了廣大桔農的青睞。目前，全市噴霧器主要有擔架式機動噴霧器、背負式機動噴霧器、脈沖式彌霧機和電動噴霧器，98%以上柑農擁有1臺以上機動噴霧器，全區現已擁有柑桔植保機械8萬臺(套)，安裝太陽能殺蟲燈6800臺，機械化植保及物理防控水平達到100%以上。

2.2桔園機械化中耕施肥技術已大面積推廣應用

互聯網的等級結構

結構是事物所具有的一種基本屬性，等級結構是結構的一種表現形式。大體來說，互聯網的等級結構由地理空間等級結構和社會等級結構組成。地理空間結構是基于互聯網物質載體的地理分布的物理性等級結構，社會等級結構是基于經濟、社會、文化等方面的差別而形成的社會性等級結構。

（一）互聯網的地理空間等級結構

由于經濟實力、科學技術水平、城市化程度等方面的差別，互聯網在全球各個國家和地區、一國內的各個區域發展情況不一，在地理空間上基本形成了東西差別、南北差別的等級格局。全球互聯網普及的地理分布極不平衡，呈現明顯的東西差距和南北差別。東西差距主要體現在以美國為首的西方發達國家的互聯網發展水平遠遠超過了欠發達的東部亞洲、非洲國家。北美地區是國際互聯網的“技術發明”和“技術領先”地區，到2011年12月31日，北美地區互聯網普及率達到了78.6%。大洋洲和歐洲地區是國際互聯網的“積極采用”地區，大洋洲達到了67.5%，歐洲達到了61.3%。拉美、加勒比海地區和亞洲地區的國際互聯網普及水平大大落后于上述三個地區，拉美、加勒比海地區為39.5%，中東地區為35.6%，亞洲為26.2%。非洲地區的發展情況最為落后，成為邊緣化地區，僅為13.5%。[3]這表明以國際互聯網為代表的新興通信技術在各個國家的普及是極不平衡的，一方面是少數經濟和科技發達的國家和地區迅速實現了信息化或網絡化，而另一方面大多數欠發達的國家和地區被進一步邊緣化或隔離化。2011年世界互聯網普及率地理區域統計圖很好地反映了這種情況。從表1的歷年國際互聯網用戶統計來看，2000年，高收入國家平均每千人國際互聯網用戶數為305.5，低收入國家平均每千人國際互聯網用戶數為1.4，高收入國家是低收入國家的218倍，到2007年高收入國家互聯網用戶數仍是低收入國家的36倍。而從中國與美國的差距來看，2000年，美國平均每千人國際互聯網用戶數為439.5，中國為17.8，美國是中國的近25倍。到2008年，在沒有考慮中國龐大的人口基數的情況下，美國仍是中國的近3.4倍。從表2的歷年國際互聯網服務商統計情況來看，2009年世界平均國際互聯網服務商為113.5個/百萬人，高收入國家則高達692.8個/百萬人，中等收入國家只有5.9個/百萬人，而低收入國家僅為0.4個/百萬人。高收入國家的平均國際互聯網服務商是低收入國家的1732倍。美國、中國、日本的差距也相當明顯，2009年美國平均國際互聯網服務商高達1234.1個/百萬人，日本也高達519.6個/百萬人，而中國僅為1.2個/百萬人，美國是中國的1028倍。從表3的歷年國際互聯網寬帶用戶統計來看，2007年，高收入國家國際互聯網寬帶用戶達224.35個/千人，是低收入國家1.97個/千人的113.88倍；美國高達232.96個/千人，是中國90.02個/千人的2.6倍。從表4的個人計算機普及率統計來看，2005年，高收入國家個人計算機普及率達605.11臺/千人，是低收入國家15.25臺/千人的近40倍；美國個人計算機普及率高達777.05臺/千人，是中國48.69臺/千人的近16倍。從表5的國際互聯網帶寬統計來看，據2004年數據，高收入國家國際互聯網帶寬達到了24587.0兆比特/秒，是低收入國家的20.6兆比特/秒的1193.5倍之多；美國國際互聯網帶寬據2004年數據達到了970954.0兆比特/秒，是中國256696.0兆比特/秒的近4倍。而人均國際互聯網帶寬差別也十分懸殊，據2005年數據，高收入國家人均國際互聯網帶寬為4390.5比特/人，是低收入國家5.9比特/人的744倍多；據2004年數據，美國人均國際互聯網帶寬為3306.6比特/人，是中國195.7比特/人的近17倍。

從以上的統計數據不難看出，國際互聯網的發展在地理空間上呈現明顯的東西差別和南北差別，其發達地區集中在歐洲和北美等高收入國家，欠發達地區集中分布在亞洲和非洲的絕大部分低收入國家。目前，全球收入最高國家中的1/5人口擁有全球生產總值的86%和國際互聯網用戶的93%，而收入最低的1/5人口只擁有全球生產總值的1%和國際互聯網用戶的0.2%，這表明以國際互聯網為代表的新興通信技術在各個國家的普及是極不平衡的，一方面少數國家和地區在迅速地信息化或網絡化，另一方面大多數國家和地區被邊緣化或隔離化。從國內國際互聯網發展情況來看，也呈現出較大的區域性差距。2008年的中國互聯網發展情況顯示，從IP地址總數來看，北京、廣東、浙江、江蘇、上海、山東、遼寧、河南、河北和湖北等10個發達省（市、自治區）排在前10位，山西、云南、海南、內蒙古、新疆、貴州、甘肅、寧夏、青海和西藏等10個欠發達省（市、自治區）排在后10位。從域名總量來看，在前10位的省（市、自治區）依次是北京、廣東、浙江、上海、福建、江蘇、山東、四川、湖南和湖北，排在后l0位的依次是吉林、云南、貴州、海南、內蒙古、新疆、甘肅、寧夏、青海和西藏。從網站總量來看，排在前10位的省（市、自治區）依次是廣東、北京、浙江、上海、江蘇、山東、福建、湖南、四川和湖北，排在后l0位的依次是山西、云南、吉林、內蒙古、新疆、甘肅、海南、寧夏、青海和西藏。從網頁總量來看，排在前10位的省（市、自治區）依次是北京、上海、廣東、浙江、江蘇、福建、山東、天津、四川和河南，排在后l0位的依次是云南、吉林、山西、新疆、甘肅、貴州、內蒙古、寧夏、青海和西藏。從普及率來看，我國各地區的國際互聯網發展呈現明顯梯級結構。從中國互聯網絡信息中心（CNNIC）2011年1月19日的《第27次中國互聯網絡發展狀況統計報告》來看：第一梯隊，集中在東部沿海地區和部分內陸省份，包括北京、上海、廣東、浙江、天津、江蘇、山東、海南、重慶等14個省（直轄市），互聯網發展水平較好，普及率高于全國平均水平。其中，北京互聯網普及率高達69.4%，上海和廣東分別為64.5%和55.3%。第二梯隊包括青海、湖北、吉林、河北、內蒙古、黑龍江6個省（直轄市），互聯網普及率低于全國平均水平，但是高于全球平均水平。第三梯隊集中在西南部各省和中部地區，包括寧夏、西藏、湖南、云南、貴州等11個省（直轄市），互聯網發展水平較為滯后，網絡普及率低于全球平均水平。從以上數據來看，我國各地區之間的國際互聯網發展水平差異是較大的，首都和經濟發達的省（市、自治區）的國際互聯網發展較快，而經濟欠發達的西南、西北廣大邊遠地區和少數民族地區明顯處于劣勢和落后地位。

（二）互聯網的社會等級結構

除因經濟發展水平和科學技術水平的因素，國際互聯網呈現出地理空間等級結構外，還因年齡、性別、學歷、經濟收入、文化差異等因素，國際互聯網在網絡使用者、網絡產品和網絡語言等方面形成了社會等級結構。