1、智慧農業解決方案及應用實踐一、智慧農業簡介概述：我國正處在從傳統農業向現代農業轉變的重要時期。這一時期，隨著人均 GDP邁向 1 萬美元的富裕階段，人們對生活品質要求更高。站到“智慧農業 ” 的發展前沿，選擇食品安全這一重大突破口，實現未來五到八年現代農業的重大轉型，是當前一個重大的發展命題。托普云農智慧農業是農業專家智能系統、農業生產物聯控制系統和有機農產品安全溯源系統三大系統利用網絡平臺技術、運用云計算方法，實現農業信息數字化、農業生產自動化、農業管理智能化，從而構建低碳節能、高效高產、綠色生態的現代農業體系。主要內容包括：以開發利用智能專家系統為先導，對氣候、土壤、水質等環境數據的分析研

2、判，系統規劃園區分布、合理選配農產品種，科學指導生態輪作。托普云農智慧農業基于物聯網技術，通過各種無線傳感器實時采集農業生產現場的光照、溫度、濕度等參數及農產品的生長狀況等信息，遠程監控生產環境。將采集的參數和信息進行數字化轉化后，實時傳輸網絡平臺進行匯總整合，利用農業專家智能系統按照農產品生長的各項指標要求，進行定時、定量、定位云計算處理，及時精確地遙控指定農業設備自動開啟或者關閉（如遠程控制節水澆灌、節能增氧、卷簾開關等） ，實現智能化、自動化的農業生產過程。托普云農智慧農業通過在生產 ( 加工) 環節給農產品本身或貨運包裝中加裝RFID電子標簽，并在運輸、倉儲、銷售等環節不斷添加、更新信

3、息，從而搭建有機農產品安全溯源系統。有機農產品安全溯源系統加強了農業生產、加工、運輸到銷售等全流程數據共享與透明管理，實現農產品全流程可追溯，提高了農業生產的管理效率，促進了農產品的品牌建設，提升了農產品的附加值。所謂托普云農 “智慧農業 ” 就是充分應用現代信息技術成果，集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、 3S技術、無線通信技術及專家智慧與知識，實現農業可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等。托普云農智慧農業是農業生產的高級階段，是集的互聯網、移動互聯網、云計算和物聯網技術為一體，依托部署在農業生產現場的各種傳感節點（環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網絡實現農

4、業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化、智能化決策。二、中國農業目前面臨的問題是什么？第一，我們國家始終人多地少，工業用地、城市建設用地、交通用地，未來還要考慮到環保和綠色用地，這個用地會越來越少；第二是中國的農作物的單產并不高，比如糧食現在采用了很多品種，因為勞動效率太低以后，全年就一兩單，能產的也就那么多；第三，中國很嚴重的就是人口體量太大了，糧食不能出現任何安全問題， 不然的話，哪個國家能提供糧食養活14 億人口。所以農業在最近 50 年永遠是最重要的行業和話題，雖然不是最掙錢的產業， 但是誰也不能離開。三、中國實現智慧農業還需

5、要多久？在未來 3 年左右會爆發式增長。原因在于城鎮化過程帶來的農村“空心村” 問題。中國現在面臨最大的問題就是誰來種田的問題。城鎮化的主要問題就是農村現在沒有人了，農村沒有成年人，只有老人和小孩，形成“ 空心村 ”。隨著老齡化的加劇，中國人口紅利期已過去了。未來將出現家庭農場，但家庭農場只是補充，最后還是要走企業化的路， 用企業化的方法建設現代農業，這種企業化來從事農業生產的時候，對于農業科技或者現代農業的要求非常高。只有大型產業化，只有大型集團才能走向智慧農業，一拿地都是幾十萬畝， 上百萬畝，然后前期進行大量的投入、改造，比如土地平整、河道興修等方面 都采用全自動的種植環境，然后進行循環高

6、效農業的生產。四、智慧農業建設最成熟的國家不是美國智慧農業建設美國反而做的不好，美國地多人少，它的大型農場機械化用的多，但是他們不強調單位產量，強調單位產量的國家是人多地少的國家，做的最好的是以色列和日本，以色列的高效農業用無土栽培，還可以淡化，以色列的智慧農業做的最好。日本的電子工業曾經是最發達的，后來的數碼產品出來以后，它以前非常精巧的電子產品已經基本上沒有了。電子行業衰頹后，他們現在就做農業，現在用人工調控的方法做蔬菜，所以自動化程度非常高。五、傳統企業要善于擁抱互聯網技術讓傳統企業和新的創新、新的設備的介入自動提升，而且不是一步，比如， 做以前傳統生態大棚是所謂最低端的工業制造，和互聯

7、網企業聯合起來以后， 它的質變和量變就不是一個層次了。現在還有很多大型的投資基金對農業的投資也非常大，比如安徽就搞了一個大型農業園區，具體模式就是通過農業流轉的方法，通過信托投資來募集資金，來做現代農業示范園區，這種示范做好以后來向未來大型企業推介，可以幫助大型企業到外面去開發或者接管這樣的大型農地。你們應該知道的，現在很多大型企業都到新疆圈地，他們用現代化的手段圈地。六、智慧農業系統技術特點智慧農業是物聯網技術在現代農業領域的應用，主要有監控功能系統、監測功能系統、實時圖像與視頻監控功能。托普云農智慧農業監控功能系統: 根據無線網絡獲取的植物生長環境信息，如監測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、

8、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。其它參數也可以選配，如土壤中的PH值、電導率等等。信息收集、負責接收無線傳感匯聚節點發來的數據、存儲、顯示和數據管理，實現所有基地測試點信息的獲取、管理、動態顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式 顯示給用戶，并根據以上各類信息的反饋對農業園區進行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。托普云農智慧農業監測功能系統: 在農業園區內實現自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節點，太陽能供電系統、信息采集和信息路由設備配備 無線傳感傳輸系統，每個基點配置無線傳感節點，每個無線智能控制系統智能 控制系統傳感節點可監測土壤水分、土壤

9、溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強 度、植物養分含量等參數。根據種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信 報警信息。托普云農智慧農業實時圖像與視頻監控功能: 農業物聯網的基本概念是實現農業上作物與環境、土壤及肥力間的物物相聯的關系網絡，通過多維信息 與多層次處理實現農作物的最佳生長環境調理及施肥管理。但是作為管理農業 生產的人員而言，僅僅數值化的物物相聯并不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監控為物與物之間的關聯提供了更直觀的表達方式。比如: 哪塊地缺水了，在物聯網單層數據上看僅僅能看到水分數據偏低。應該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據這一個數據來作決策。因為農業生產環境的不均勻 性決

10、定了農業信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術手段上進行突破。視頻監控的引用，直觀地反映了農作物生產的實時狀態，引入視頻圖像與圖像 處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側面反映出作物生長的整體 狀態及營養水平。可以從整體上給農戶提供更加科學的種植決策理論依據。七、托普云農智慧農業的應用領域托普云農智慧農業生產環境監控: 通過布設于農田、溫室、園林等目標區域的大量傳感節點，實時地收集溫度、濕度、光照、氣體濃度以及土壤水分、電 導率等信息并匯總到中控系統。農業生產人員可通過監測數據對環境進行分析， 從而有針對性地投放農業生產資料，并根據需要調動各種執行設備，進行調溫、調光、換氣等動作，

11、實現對農業生長環境的智能控制。監控系統托普云農智慧農業監控系統食品安全: 利用技術，建設農產品溯源系統，通過對農產品的高效可靠識別和對生產、加工環境的監測，實現農產品追蹤、清 查功能，進行有效的全程質量監控，確保農產品安全。物聯網技術貫穿生產、 加工、流通、消費各環節，實現全過程嚴格控制，使用戶可以迅速了解食品的 生產環境和過程，從而為食品供應鏈提供完全透明的展現，保證向社會提供優 質的放心食品，增強用戶對食品安全程度的信心，并且保障合法經營者的利益， 提升可溯源農產品的品牌效應。八、基于 Zigbee 技術的智慧農業解決方案基于 Zigbee 技術的智慧農業解決方案，成本低廉，是一般人都能負

12、擔的價格; 控制更簡單，讓每一位剛接觸的人都能輕松使用; 功耗更低、組網更方便、網絡更健壯，給您帶來高科技的全新感受。您的溫室大棚規模越大，基于 Zigbee 技術的智慧農業解決方案在使用中，要準確及時地操控所有設備，最值得關注的應該就是網絡信號的穩定性。鑒于溫室大棚的網絡覆蓋區域比較廣泛，我們貼心為您呈現物聯無線中繼器 ! 智慧農業能有效連接物聯 Internet 通信網關和超出物聯 Internet 通信網關有效控制區域的其它 Zigbee 網絡設備，實現中繼組網，擴大覆蓋區域，并傳輸網關的控制命令到相關網絡設備，達到預期傳輸和控制的效果。基于先進的Zigbee 技術，物聯無線中繼器無需接

13、入網線， 就可自行中繼組網，擴散網絡信號，讓您的網絡靈活順暢運行，保障您的所有 設備正常運行。九、智慧農業的主要意義我國是農業大國，而非農業強國。近30 年來果園高產量主要依靠農藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置，導致大量養分 損失并造成環境污染。我國農業生產仍然以傳統生產模式為主，傳統耕種只能 憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也對環境保護與水土保持構成嚴 重威脅，對農業可持續性發展帶來嚴峻挑戰。本項目針對上述問題，利用實時、動態的農業物聯網信息采集系統，實現快速、多維、多尺度的果園信息實時監 測，并在信息與種植專家知識系統基礎上實現農田的智能灌溉、智能施肥與

14、智 能噴藥等自動控制。突破果園信息獲取困難與智能化程度低等技術發展瓶頸。目前，我國大多數水果生產主要依靠人工經驗盡心管理，缺乏系統的科學 指導。設施栽培技術的發展，對于農業現代化進程具有深遠的影響。設施栽培 為解決我國城鄉居民消費結構和農民增收，為推進農業結構調整發揮了重要作 用，溫室種植已在農業生產中占有重要地位。要實現高水平的設施農業生產和 優化設施生物環境控制，信息獲取手段是最重要的關鍵技術之一。作為現代信 息技術三大基礎 ( 傳感器技術、通信技術和計算機技術) 的高度集成而形成的無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術。網絡由數量眾多的低能源、 低功耗的智能傳感器節點所組成，能夠協

15、作地實時監測、感知和采集各種環境 或監測對象的信息，并對其進行處理，獲得詳盡而準確的信息，通過無線傳輸 網絡傳送到基站主機以及需要這些信息的用戶，同時用戶也可以將指令通過網 絡傳送到目標節點使其執行特定任務。十、智慧農業的主要作用托普云農 智慧農業 能夠有效改善農業生態環境。將農田、畜牧養殖場、水產養殖基地等生產單位和周邊的生態環境視為整體，并通過對其物質交換和 能量循環關系進行系統、精密運算，保障農業生產的生態環境在可承受范圍內， 如定量施肥不會造成土壤板結，經處理排放的畜禽糞便不會造成水和大氣污染， 反而能培肥地力等。托普云農 智慧農業 能夠顯著提高農業生產經營效率。基于精準的農業傳感器進

16、行實時監測，利用云計算、數據挖掘等技術進行多層次分析，并將分析指令與各種控制設備進行聯動完成農業生產、管理。這種智能機械代替人的農業勞作，不僅解決了農業勞動力日益緊缺的問題，而且實現了農業生產高度規模化、集約化、工廠化，提高了農業生產對自然環境風險的應對能力，使弱勢的傳統農業成為具有高效率的現代產業。托普云農 智慧農業 能夠徹底轉變農業生產者、消費者觀念和組織體系結構。完善的農業科技和電子商務網絡服務體系，使農業相關人員足不出戶就能夠遠程學習農業知識，獲取各種科技和農產品供求信息; 專家系統和信息化終端成為農業生產者的大腦，指導農業生產經營，改變了單純依靠經驗進行農業生產經營的模式，徹底轉變了農業生產者和消費者對傳統農業落后、科技含量低的觀念。另外，智慧農業階段，農業生產經營規模越來越大，生產效益越來越高，迫使小農生產被市場