人工智能在农业领域有哪些应用?

人工智能在农业领域有哪些应用?,第1张

智能大棚温室大棚可在不适宜作物生长的季节,为作物打造适宜的生长环境,多用于对生长环境要求精细的作物,如低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。传统温室大棚的生产管理主要依赖人工:人感觉冷了就增温,观察土壤觉得干了就浇水,通风、补光等 *** 作均依赖人工 *** 作,没有精准的数据支撑。农业进入信息化时代后,物联网、大数据等技术更多地引入到农业生产中,慧云信息根据用户生产需求,为用户搭建专业农业生产大棚,并将智能化控制系统应用到大棚中,实现大棚智能化种植与精准化管理。

农业,一直被认为是一个辛苦的行业,面朝黄土背朝天,主要依靠体力劳动,效率低下还非常劳累,而随着整个 社会 经济和科学技术的发展,以及我国乡村振兴战略的提出和实施,越来越多的资源投入到农业领域,我国农业也逐渐向高效、便捷、现代化发展。

现代农业的迅速发展, 温室大棚 为农作物创造了良好的生长环境。大棚栽培虽然在一定程度上减少了外界气象条件的制约,但是仍无法完全避免天气的影响。低温冻害、阴雨寡照、大风、高温高湿等天气均在不同程度上影响作物的生长发育、产量高低、品质优劣,面临:



现代化工业物联网传感器的发展,使农业技术推广势在必行。 高 科技 现代化的智慧农业势必 崛起!

借助物联网,智慧农业构建了集环境监控、精准调节于一体的农业生产系统,对不同的农业生产环境及对象进行 监测监管 ,通过传感设备检测环境的物理参数,对 土壤、虫情、气象 等生产环境状况进行实时 动态监控 ,使之符合农业生产标准,这些新技术的应用将大大改善农产品品质,使其符合市场需求,可以实现 供给与需求的有效对接 ,促进农业生产 精细化、高效化、现代化 发展。


九纯健为您提供 智慧农业大棚一体化 项目,设计内容包括温室大棚环境综合参数监测:温湿度、光照、二氧化碳、氧气浓度、土壤PH值,温度湿度水肥一体化控制管理系统、通风、关窗迭制、智能化温室大棚物联网基本监测管理。

温室大棚基本组成



监控系统由智能温室云监控平台、气象站、网络模块、灌溉控制箱、空气温湿度传感器、土壤传感器、CO2传感器、光照传感器、施肥机、变频灌溉机、风机控制、卷帘机控制等部分组成。

云平台收集信息自动控制



通过检测温室内温度、湿度光照度等环境系数,上传至 云平台 ,并根据用户设定的温度、湿度等传感器上下限 自动或手动控制 大棚的卷帘、外遮阳、补水、通风设备,实现大棚的温度、湿度、光强度等环境参数的自动控制,大大提高了温室控制精度。同时,云平台收集的数据可以为 农产品溯源 提供有力依据。



室外气象同步检测

与室外气象站连接可实现对 室外气象 参数的检测,并根据控制要求控制各种执行结构,保持棚内各项指标的稳定,保证农作物的良好生长环境。特别适合我国 经济、高效型 温室控制要求。


功能效果

农场只需要一部手机,就可以实时监测和控制整个大棚的情况,使用九纯健智能化大棚解决方案,可以做到节约资源、减少能耗、减少劳动力、高产高效,真正让农场主 省心、省时、省力、省钱


应用场景



九纯健 科技

致力于智慧农业

整体解决方案的开发与应用

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智慧农业的作用及意义
智慧农业促进农业生产精细化。智慧农业通过构建集环境监控、作物模型分析和精准调节为一体的农业生产自动化系统和平台,借助物联网对不同的农业生产对象实施精准化 *** 作,通过传感设备检测环境的物理参数,对土壤、大气、水等生产环境状况进行实时动态监控,使之符合农业生产环境标准;对生产过程各个环节,按照一定技术标准和规范要求,通过智能化设备进行影响和控制,大大改善了农产品品质;通过智能化设备实时精准检测农产品品质,保障农产品符合消费者需求,实现了供给与需求的有效对接。
智慧农业促进农业生产高效化。智慧农业通过云计算、大数据等先进信息技术,使农业生产经营者更加便捷灵活地掌握天气变化数据、市场供需数据、农作物生长数据等,更加准确判断农作物生长需求;利用空间地理信息、遥感等技术,提高了大田粮食生产的监测、预警水平和产量评估水平,增强了农业生产对自然环境风险的应对能力;通过智能设施合理安排用工用时用地,提高了农业生产组织化水平,提高了劳动生产效率。
智慧农业推动农业可持续发展。智慧农业作为集保护生态、发展生产为一体的农业生产模式,有助于推动农业可持续发展。通过精细化生产,实现农业节水、节药、节肥,推动农业废弃物资源化利用;借助互联网及二维码等技术,建立全程可追溯、互联共享的农产品质量和食品安全信息平台,健全从农田到餐桌的农产品质量安全监管体系,有利于保障人民群众“舌尖上的安全”;构建农业生态环境监测网络,精准获取土壤、墒情、水文等农业资源信息,实现农业环境综合治理,推动形成资源利用高效、生态系统稳定、产地环境良好、产品质量安全的农业发展新格局。

1、美国:高级信息化精准农业。

美国是世界上最早提出并实践精准农业的国家,也代表着这一领域先进的发展水平。美国约有200多万个农场,其中有60%-70%采用了精准农业技术。从农业本身看,精准农业主要应用于美国中西部大豆、小麦、玉米和部分经济作物。

美国是世界上最早研究与应用精准农业技术的国家,在20世纪90年代中期,美国就进行了土壤结构密度传感技术、土壤传导性技术、电磁感应技术等农业工程领域的研究,这些技术现在已经陆续在农业生产中使用,对土壤元素测定、农作物产量监测、施肥变量反应等耕作技术起到实质性推动。

美国精准农业发展模式其核心是技术层面,将现代化的信息技术、农业技术与工程技术进行了有机的结合,体现了精准农业所要求的时间与空间差异,在此基础上,通过农田地理信息系统提供的地理信息确定作物的最佳生产模型,决定依据不同作物的差异,采用卫星定位,智能机械,智能施肥、灌溉、喷洒农药等,最大限度地优化各项农业投入,同时也保护了农业生态环境及土地资源。

美国的精准农业追求的不是集约化时代下的高产,而是强调单位面积的投入与产出的最佳比例,强调效益,因此,更加注重农业投入、农业产出、生态环境以及精准技术等不同要素的互动,互动的结果决定了效益。其效益主要体现在两个方面,一是通过减少投入来提高农作物的产量与品质,二是保护生态环境,减少农业耕种中化学物质滥用造成的环境污染。近两年,美国农业企业纷纷瞄准“大数据”在农业管理的应用。

2、以色列:发达的温室技术与节水灌溉。

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在20世纪70年代之前,以色列的农产品还是大量依靠进口,其后,以色列依据本国的自然资源条件,调整了农作物种植结构,减少了对土地资源要求高的粮食作物种植,积极发展温室技术,改种产值高的花卉、蔬菜及水果,大大改善了其农业生产状况。以色列的温室技术从20世纪70年代至今,完全实现了智能化与自动化,一个温室大约4000㎡,从播种开始到收获,全过程电脑控制,基本上不需要人力,而且将滴灌技术引入温室系统,进一步提高了花卉、蔬菜等农作物的产量。

以色列大部分地区干旱少雨,土地贫瘠,提高水资源的利用率是以色列解决农业发展的最大问题,因此,节水技术研究一直是以色列农业科学中最显要的课题。从20世纪中期开始,以色列政府大规模进行水利建设,将北部水源引入到沙漠纵深,将地下水抽取连成全国网络,在此基础上积极发展节水灌溉技术。滴灌与喷灌是以色列的节水灌溉技术的主要形式,发展到今天,已经是第七代技术,广泛运用于温室、沙漠地带、绿化带等区域,由于其全国的地下水已经形成了联网,建立节水灌溉设施相对比较容易。

以色列十分重视农作物育种技术的开发与改变,依据市场的需求,不断开发高效无公害及抗病虫害农作物种子,利用生物工程技术开发的新品种能够降低对农药和化肥的依赖,保证能在自然状态下生长,其良种开发技术位居世界前列。以色列在节水灌溉技术发展的同时,还开发出水肥一体化技术,灌溉与施肥同时进行,这种精准技术是建立在对土壤品质及作物生长过程的监测之上,实现了节水、灌溉与平衡施肥的统一化。

3、中国:需求空间爆发的前夕。

中国早在20世纪90年代,就开始了精准农业的应用研究,先后在北京、上海、新疆、黑龙江等13 个地方实现了大面积应用。

以新疆生产建设兵团为例,从1999年提出精准灌溉、施肥、播种、收获及环境动态监控开始,到2003年已基本形成比较完善的精准农业技术体系,在棉花生产的大面积应用中获得了极大的经济、社会及生态效益:平均单产122千克,增产17%;实施半精量播种的棉田,播种量由原来的6千克降为4千克;氮肥的利用率可以提高7%一8%,磷肥的利用率可以提高3%一5%;单个职工管理棉花的面积从20一25亩提高到100一150亩,劳动生产率是原来的5一7倍。

近年来,中国农业部还推出116 项农业物联网应用模式,旨在将物联网作为实施“互联网+ 现代农业” 行动的一项根本性措施,加快推广应用,充分发挥其在节水、节药、节肥、节劳动力等方面的作用,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,促进农业产销向智能化、精准化、网络化方向转变。

中国规模化土地流转正在稳步推进,据农业部数据显示,截至2014年底,全国土地流转面积达403亿亩,比2013年增长183%,流转面积占家庭承包经营耕地面积的304%,预计2015年流转面积将达5亿亩。据北美农业发展历史及经验显示,在农业规模化、集约化的过程中,精准农业的需求是会持续增长,中国市场在经历10多年的培育后,已经处于需求空间爆发的前夕。

我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用——物联网如何和农业更好结合
农业物联网作为一项新型信息化集成技术,正改变着我国传统农业的面貌。当前,蓬勃发展的农业物联网存在哪些瓶颈,如何推动其更好发展,记者进行了深入采访。
智慧农业啥样
在北京夏黎城设施农业专业合作社,物联网智能控制系统不间断监测室外温度、湿度、风速、风向等气象指标,实时采集温室内环境和生物信息参数。工作人员介绍,这里的网络型灌溉管理系统能节水69%,智能施药系统可节省农药15%至20%,整个系统可使得菊花分化到现蕾的时间缩短5至7天,商品化率提高15个百分点。
北京夏黎城设施农业专业合作社是北京市设施农业物联网示范工程的一个核心基地。该示范工程初步建设了5000亩核心示范区、2万亩直接带动区和5万亩辐射带动区。据测算,通过物联网技术,核心区蔬菜产量平均提高约10%,基地每年增收1600万元以上。北京市农委信息中心主任刘军萍告诉记者,由于前期示范的良好效果,今年又有6个农业企业和一些农户主动提出安装传感器,通过农业物联网节本增效。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释,农业物联网不仅能感知水、肥、热、气、光等外部环境变量,还能感知生物本体,比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。如果等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就晚了。”
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用,提高农业精细化管理水平。农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造传统农业,提升农业各环节智能化程度,目标是实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。
2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。今年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。
制约瓶颈在哪
“当前最大的问题是,没有把物联网技术在农业上的应用量化在经济指标上。不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值,要解决谁为应用买单的问题。”2013年中国物联网大会上,物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。
资金投入是发展农业物联网的首要问题。记者采访发现,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其核心传感器的不同,价格从一万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。
“农业专用传感器的缺乏是我国农业物联网发展的瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。”农业部信息中心主任李昌健说,我国传感器主要集中在对温度、湿度的监测,对其他环境因子关注较少,尤其对生物本体的感知还很少。国产传感器性能不够稳定,使得监测数据不够准确,经常需要校正,而且器材寿命短。
同时,物联网设备还不够接“地气”,在满足农民使用需求方面还要继续探索。目前,我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
“物联网设备要力求方便实用和‘傻瓜化’。”中国农业大学宜兴农业物联网研究中心负责人李道亮教授告诉记者,宜兴水产养殖物联网从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了3代产品,对电路、通信、模型三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民 *** 作简便进行的改进。
发展途径何在
“农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成对记者说。
据介绍,农业部正在积极谋划,争取在财政部的支持下启动“益(e)农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。
“农业物联网是个复杂的工程,总体处于试验阶段,既要重视它,又不能盲目夸大其作用,要与现有信息化工作结合。”国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示,物联网发展应用应突出重点,要优先从基础好、规模化程度高的行业入手。他认为,应在水土资源开发利用、生产过程精细管理、农产品与食品安全监控系统等领域优先发展。
面对国内传感器的发展现状,有关专家表示,要坚持自主研发与引进吸收并重。提升农业物联网的自主创新能力,难度大的技术要加快引进吸收,短平快的技术要自主研发,把传感器转换成低成本、便携式的仪器设备,通过单项技术突破与集成应用并举,加快技术研发应用步伐。

智能灌溉系统——数字农业新发展!

随着人口的不断增长,我国工农业水平逐渐提高,但水资源的问题日渐浮出水面。智能灌溉系统不仅能够节省人力物力财力,还能够通过智能算法缓解农业灌溉用水的问题。

一、智能灌溉的优点

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