am8亚美官网登录_从田间到餐桌,5G、IoT、AI如何催生智慧农业?

时间:2022-04-09 02:05

本文摘要:怪 脑极体一个偶然时机,从不看电视新闻的我在里看到一则关于自己家乡的扶贫报道。我们那里属于典型的北方农村,在已往的上千年里都是过着靠天用饭的农耕生活,最主要种植的农作物是玉米,如果遇到干旱等极端气候,一年的收成就会损失泰半。 直到2019年底,当地村民才完全脱贫。凭据央视报道,真正让全村脱贫的措施,就是村里建起了规模化、智能化的现代蔬菜种植基地。

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怪 脑极体一个偶然时机,从不看电视新闻的我在里看到一则关于自己家乡的扶贫报道。我们那里属于典型的北方农村,在已往的上千年里都是过着靠天用饭的农耕生活,最主要种植的农作物是玉米,如果遇到干旱等极端气候,一年的收成就会损失泰半。

直到2019年底,当地村民才完全脱贫。凭据央视报道,真正让全村脱贫的措施,就是村里建起了规模化、智能化的现代蔬菜种植基地。该村的蔬菜大棚占地面积约174亩,在2018年底启动建设,第一批试建大棚取得良好收益后,优先承包给贫困户种植,第二批共120多个蔬菜大棚陆续承包给村民种植。

此外,村民还可以在一些新开发的公共岗位上班,获得分外人为收入。蔬菜种植基地接纳的是和北京顺义区的蔬菜专业互助社团结模式,通过“蔬菜基地+乡扶农公司+贫困户+北京互助社+北京企业”的“3+2”订单模式,蔬菜从育种育秧就有了保障,而销售直接就对接了市场。而从报道细节里,我们能看到这一蔬菜种植基地所使用数字化、智能化的手段,资助收购蔬菜的互助社对于蔬菜种植、棚间治理以及产量预估等都有精准的数据统计,从源头上就能保证蔬菜的品质和可追溯,从而能够在北京销售市场获得较高的溢价。

从田间到餐桌的农产物溯源,这些创新正是我国农业工业数字化、智能化厘革的缩影。不久前达摩院公布“2021十大科技趋势”,其中一项就是农业正迈入数据智能时代。

5G 、AI、大数据、云盘算、IoT等数字技术让农业作物监测、精致化育种和情况资源按需分配成为现实,农业不再“靠天”用饭,我们正在进入智慧农业时代。根据我国政策老例,通常每一年的中央一号文件,都是有关三农问题。那么,我们也照此老例,在新年之始,聊一聊“智慧农业”这一话题。

从精准农业到智慧农业,农业的技术谱又“扩列”了去年年头,我们先容了精准农业。这是源自90年月美国的一种现代农业生产系统,适合美国中西部地域大农场式的生产方式。好比,在美国伊利诺伊州的一个农场主罗德尼·席林和父亲,二人谋划着约7900亩农田。

现在,由于父亲年迈退休,田地里的活儿都靠罗德尼自己上阵,即便在农忙时节,他也可以完全依靠农场的大型农业设备去完成收割任务。关键就在于这些农机设备的自动化和智能化水平特别高,驾驶室的全球卫星导航系统和自动驾驶系统,确保了种植、喷药、施肥、收割等事情的高效精准。

这样罗德尼坐在驾驶室里只需要偶然盯着机械正常运转即可,事情方式远远超出了我们对于传统农民的想象。这类以规模化、机械化为特征的精准农业方式,也已经在我国少数粮食主产区和大型国有农场实现,但并不适合那些越发多样化、高附加值的瓜果蔬菜等精致种植类型。

因此,精准农业的种类也在逐步富厚,好比走集约化、高产值的温室种植门路,有走精致化人工治理的生态种植园等;同样,精准农业的内在也在富厚,随着新型传感器、物联网、人工智能、大数据等技术的应用,精准农业正在向智慧农业迈进。固然,“智慧农业”观点的内在越发富厚,技术手段也越发富厚,应用场景也更多样。智慧农业不仅局限于农业种植的治理,而且着眼于整个农业的生产体系、能源使用、可连续生态生长等方面,通过先进信息通信技术,将整个农业系统推进到一个更高级的生长形态。智慧农业包罗哪些特征和作用呢?智慧农业最焦点特征就是拥有一个以智能数据为中心的服务平台。

通过云盘算、传感网等多种技术在农业生产中的综合应用,可使信息收集更完备、信息感知更透彻、数据资源更集中,从而使农业信息更广泛地互通和到达更智能化的控制,使农业生产更具有智慧性。好比,在前端可以为农产物种植、治理和采摘等提供数据收罗、可视化治理和智能决议,在终端可以为农产物提供食品溯源、农业信息展示,也可以衍生出农业生态旅游服务等内容。

智慧农业可以让农业生产情况具有智能感知、智能决议、在线专家指导等作用,可以提高农业生产效益、解决农产物供需矛盾,消除农村地域贫困等重要价值。进入21世纪,我国智慧农业进入高速生长期。随着农业劳动力向二三工业转移,人口老龄化加速,农业劳动力泛起结构性短缺。

以自动化机械、智能机械人为代表的新技术在农业领域的应用,标志着智慧农业进入大规模应用期。近些年,我国各项农业政策中先后多次提及重视智慧农业的建设和生长,未来5年,计划将我国农业农村信息化总体水平提升至50%。

与此同时,随着人工智能、云盘算、物联网技术的日趋成熟,5G网络部署的逐渐完善,超大规模无线传感器监测的不停生长,农业生产与农产物供销正变得越来越信息化、智能化、数字化。而我们多次提到的这些新技术,又是如何在智慧农业系统中发挥作用的呢?5G、IoT、云盘算、AI,支撑智慧农业的技术底座2019年6月,工信部向海内三家电信运营商和中国广电发放了5G牌照,标志着我国正式进入5G时代。5G技术,对于农业的信息化来说是全局式的创新推动。5G技术,首先将直接推动农业传感器的联接种类和数据的技术升级,种植、畜牧、果蔬、水产养殖等领域的物联网设备将成熟落地。

其次,实时网络联接保证农业机械、无人机等植保作业的精准控制和数据实时传输、分析。再次,5G网络保证智能化技术在种植、养殖历程中的广泛应用。

最后,5G和AI的配合作用可以使得农产物销售变得越发智能和便捷。云盘算作为一种提供海量云端盘算资源、超大存储空间和超强盘算能力的新型盘算模式,将为农业物联网的海量数据盘算中发挥庞大价值。

同时随着物联网数据的爆炸,边缘盘算作为云盘算的增补,也将在网络边缘侧、更靠近数据源的设备侧提供实时、短周期的当地决议。好比,在种植地,智能传感器无需请求中央服务器来决议给四周的植物浇水或添加肥料的时间和用量,它们可以自己执行相关任务,须要时再与主要的云平台同步。相较于云盘算,边缘盘算距离用户更近、在边缘节点完成数据处置惩罚和分析的效率更高。

由于数据在边端疏散漫衍,可以更有效掩护网络,增强数据宁静性。另外,由于边缘盘算完成了部门的数据处置惩罚,可以淘汰设备响应时间和设备到云端的数据流量,与云盘算形成协同服务。

由于农业大数据的基础建设,各国越来越重视人工智能技术在挖掘农业大数据上的纪律和模型的价值。好比,针对农作物生长历程,智能化设备可以完成实时监测预警、水肥一体自动浇灌、病虫害防治和灾情评估等,从而为提升农业生产力、抵御灾害风险,为生长高效的智慧农业提供了技术支撑。再好比,在蔬菜大棚种植场景,人工智能可以实现对棚内温湿度、光照和二氧化碳浓度等情况情况来控制补光时间,并检查农作物是否有病虫害,提醒事情人员举行补光、补水等操作。

在智能浇灌场景,实现模型驱动型、时间计划型和情况驱动型等多种浇灌模式。在近两年很是火热的AI养猪案例中,养猪场可以通过人工智能对生猪的生长情况和疾病预防、种猪繁殖等举行不中断的监测和预防。好比引入猪脸识别,实时发现母猪的发情和生病情况,实时监控,智能发现挤压猪仔等情况,从而有效提高生猪存活率,出栏率。

人工智能的引入,实现了整个养猪历程的少人化和谋划历程的智能化、科学化治理。以上我们看到,5G网络技术保证了农业大数据的实时、高效传输,物联网保证了农业大数据的完整收集,云盘算、边缘盘算提供了大数据分析处置惩罚的海量算力,而人工智能则提供了数据模型的智能分析、治理和决议,这些技术配合组成智慧农业的技术底座。现在,我们能在哪些详细的领域或者案例中,看到智慧农业的真实面目呢?精准种植、智能养殖、自动农机,亲眼可见的智慧农业场景对于数字智能化技术的先容,只是让我们看到智慧农业的轮廓,只有深入到智慧农业的应用场景当中,才气真正感受到智慧农业的富厚细节。

我们首先先容智慧农业应用最大的两个场景:大田精准种植和大棚精准种植。在大田精准种植当中,主要存在作业面积大、土地漫衍广、设备布线和供电难题等问题,联合5G网络和物联网,就可以凭据差别地域的土壤类型、浇灌方式、农作物种类等举行差别设备配合,通过种种传感器和智能气象站,实现在线获取土壤墒情、养分、气象等信息,并实现墒情自动预报、浇灌智能决议及远程控制浇灌设备,最终到达精耕细作的目的。好比,土壤墒情监测预警系统获取土壤墒情数据,通过将获取的现场实时墒情信息和尺度墒情信息数据库中对应农作物的尺度数据举行对比,从而到达监测预警墒情的目的。

(《5G赋能行业应用于创新》,图6-5:墒情(旱情)监测预警系统)而大田的水肥智能决议系统,则解决了传统种植历程中灌水施肥量盲目性严重,造成水肥浇灌量不精准、资源大量浪费、作业强度大和过量施肥带来土壤严重污染的痛点,这一决议模型从而可以提供输入大田农作物的最优水肥比例,配合精准的水肥一体化技术举行水肥浇灌,从而更有效地使用水和肥料,节约成本的同时获得更好的施肥效果。而对于大棚精准种植,更重要的是对于种植物生长情况、生长环节的精准把控和治理。精准大棚种植主要体现在精准数据收罗、云端智能水肥控制、智能农事治理、智能控制、数字农场平台等几个偏向,可以作用在大棚种植的育苗、栽种、生长治理、收割、休耕等全流程环节当中,通过精准收罗系统、云端智能水肥控制系统、智能农事治理系统、智能控制系统和终端等,可对大棚种植各环节的相关数据举行收罗,为其科学化决议提供依据。智慧农业的另外一大应用场景就是畜牧水产养殖。

最典型的智慧畜牧养殖系统就是奶牛、生猪和鸡场养殖。这里我们仍然以生猪为例。

一套生猪精准饲喂系统,需要实现对生猪的数量盘货、体重估测、运动轨迹跟踪、转圈出栏监控及异常情况预警等,因此需要应用到以下智能监测技术,包罗视频监控的智能身份识别,监测每头猪的身份、运动轨迹、发情期和康健状况,整体情况检测还要包罗猪舍异常监测、存栏出栏数量盘货、饲养人员行为监控等。而生猪精准饲喂系统通过上述功效,可对生猪举行科学化的饲养和全面严格的治理,确保生猪的品质。海内领先的农牧产物企业新希望六合,与中国移动配合开发的5G智慧养猪平台,就通过在养殖场的边端部署,建设了智能影像识此外系统,通过专门优化的AI算法,可以快速高效准确地实现对生猪各项生理特征的识别。

另外,以机械视觉分析技术为基础,联合5G高带宽能力将图像数据上传至MEC(移动边缘盘算)侧,并通过部署在MEC的AI平台实现生猪盘货、测重、测膘、体温等功效。第三大类,也是我国在智慧农业上重点发力的应用场景就是智能农机。借助5G、北斗卫星定位、物联网、自动驾驶等技术,智能农机可以实现厘米级地理位置定位与测速、基于5G的无线传输,以及高清视频收罗、存储与实时传输,另有高精度舆图API(应用法式编程接口)、气象服务API、作业计划与治理云平台API等。

2019年5月,我国中科院研发的超级拖拉机1号,已经在万亩基地实现了无人驾驶的测试,使用卫星导航的智能网联技术,只需要三四小我私家员,就可以指挥20台智能拖拉机,完成所有耕地、播种、浇水、打药等作业。相当于,我国在智能农业机械的制造和应用上正迈入全球先举行列。

总体来说,智慧农业正在资助各种农业生产场景朝着集约化、智慧化的偏向生长。集约化将极大降低生产成本,提高农业生产收益,智慧化将推动整个生产流程是数据感知、智能治理和全工业链智能决议,实现农业全场景的联接互通。现在,我国正处于从传统农业向智慧农业快速转型的历程当中,可是需要看到智慧农业的生长仍然面临诸多挑战。

先从现状来看,许多地域存在基础设施单薄、地域生长不平衡、农村技术、治理人才短缺等现实问题;在新技术应用上,还存在着投入建设成本高、专用设备特别是专用芯片匮乏、配套设施不完善等问题,而在农业大数据的准确性收集、信息共享和信息使用上面存在效率不高、应用质量差等问题。这些问题有赖于国家、地方政府、科技企业以及农业相关工业的高度重视和投入,好比政府应增强智慧农业的基础设施建设,在网络、交通、电力等方面实现配套。农业研发机构增强智能农业技术研发和相关结果的落地转化。相关技术企业增强适应智慧农业的技术人才的造就,提高一线农业生产者运用智能设备的能力。

智慧农业或者我国整个农业的现代化生长,对于已经远离乡土、身居都会的我们,是一种很少感知和关注的领域。于我而言,也更多是对智慧农业的轮廓和运行机制做一些皮毛先容。未来,我更希望的是能够在越来越多的地域、越来越多的媒体,看到我们的家乡都能有种种各样的智慧农业的情形泛起。

而这些案例,更值得被我们记载。参考资料:刘耕;苏郁:《5G赋能:行业应用于创新》,2020年1月,人民邮电出书社。


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