轻敲键盘、点击鼠标,就能实时查看大棚里的蔬菜长势,并能根据墒情苗情给瓜果蔬菜浇水施肥;拿起手机,就能远程监测水质、实现鱼苗自动投喂;扫一扫二维码,就可查验从田间到餐桌的整个生产环节……有了农业物联网,上海的田间地头正在发生翻天覆地的变化,农民正在感受着智慧农业带来的新气象。
2013年初,农业部启动农业物联网区域试验工程。被普遍认为信息化基础好、农业精准化水平高的上海,成为全国首批三大区域试点之一。在各部门的共同努力下,截至目前,上海在农业部发布的310项全国农业物联网产品展示与应用推介中已取得63项成果(排名第一),在设施农业、水产养殖、农机管理、质量安全追溯方面形成了相对成熟的节本增效农业物联网应用模式,共有5种模式收录到农业部节本增效农业物联网应用模式目录,在全国处于领先水平。有专家在调研时指出,上海农业物联网建设实现了从点状开花到全面普及的跨越,实现了从某一环节应用到全产业链应用的跨越,实现了从政府对农业物联网剃头挑子一头热,到政府、企业、各类社会组织和农业新型经营主体全面参与的新跨越。近日,记者来到这里,切身感受了农业物联网的“上海区试”。
核心技术坐镇
智慧农业有了“CPU”
空气温湿度传感器、风速传感器、二氧化碳传感器、土壤电导率传感器……走进位于嘉定菊园新区新微大厦的上海左岸芯慧电子科技有限公司,各式各样的智能数字传感器让人眼花缭乱。据公司董事长张波介绍,农业传感器不同于一般工业传感器,在适用性、稳定性方面有着更高的要求,而国内农业传感器方面的核心设备和技术缺少统一的应用标准和施工规范,发展起来难度大。2011年,左岸芯慧的技术团队决定在农业传感器上进行一次变革,开发统一标准版传感器。
“刚开始开发温度、湿度传感器的过程还比较顺利,但是在制作离子类传感器时,却怎样都测不出信号”,左岸芯慧总经理、技术总监古成龙告诉记者,技术团队随后前往美国著名传感器公司实验室取经,才得知要捕捉离子类传感器的信号,关键在于微弱信号放大技术的突破。回国后,他和他的团队在实验室整整泡了1个月,终于掌握了这项技术,并且突破了硬件系统和传感器不兼容的物联网行业技术瓶颈,将统一标准版传感器数据读入计算机主机进行处理,填补了当时的市场空白。
据了解,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、投资回报周期长的特点。一套物联网设备,因其核心传感器质量高低不同,价格从几千元到数十万元不等,如果不是搞规模经营或者高效种养,普通农民是无力承担的。因此,研发低成本、高可靠的农业物联网传感器是化解物联网设备成本偏高与农业比较效益偏低矛盾的主要途径。“统一标准版传感器开发出来后,我们开始更加关注传感器在农业环境中的实用性、耐用性以及性价比。目前,跟国际同类产品相比,左岸芯慧智能数字传感器不仅品质优良,价格只有他们的三分之一,这样农户才能用得起还用得好。”张波自豪地说。
在农业物联网区试工程实施伊始,上海市就明确了高标准、高起点的工作定位,注重应用技术的原始创新与集成创新,聚集了一批核心企业进行自主知识产权技术研发:上海生物电子标识公司在微电子和微机械领域攻克技术难关,实现生物电子标识微小型封装并已实现产业化生产,广泛应用于能繁母猪电子身份证管理;上海农业信息有限公司引进以色列温室大棚中的潮汐式灌溉技术,通过升级改造适应我国水稻等作物的生产;上海穗农信息科技公司研发的便携式农事采集器,有效解决了农事记录难的问题;上海华维节水灌溉公司研发智能化水肥一体机,实现精准节水节肥。这些核心技术的突破,为上海发展智慧农业提供了强大的技术支撑。
公共服务给力
“催化”农业物联网发展
在上海市农委信息中心的农业物联网公共服务平台展示室,大屏幕上显示着来自全上海各个涉农机构的实时画面。农民可以随时得到农业生产信息,消费者能即时浏览农产品安全监管信息,政府各级部门足不出户就能从容指挥或应急预警。据介绍,这个平台综合展示包括动物产品、地产蔬菜、12316服务平台等信息,整合接入了各业务条线75个系统与平台,统一文字、图片、视屏等格式标准,为农业生产者、消费者、监管部门等提供个性化服务。信息中心工作人员向记者演示了动物及动物产品检疫监督信息管理系统,通过17个区县动物卫生监督所、8个市境道口、110个产地检疫报检点与16家屠宰场检疫点及58家动物产品集散交易单位的实时图像和数据传输,能够实现生猪从养殖到屠宰全过程监管。
目前我国农业仍然是弱质产业,上海农业企业数量多,规模差距大,农业物联网流程复杂,涉及技术广泛,单纯的政府行为或企业行为难以支撑农业物联网体系的运行。因此,上海市在农业物联网发展战略规划中提出要集成物联网的共性技术,通过公共服务平台为农业龙头企业、中小企业及农民合作社等各种类型和规模企业提供生产、加工、储运等环节的多层次技术服务,建立可持续的运营模式,降低企业系统开发和维护成本,推动农业物联网方案的落实。
上海目前已初步建成农产品田头价、批发价、零售价的农产品价格信息监测平台,采集各类信息数据60多万条,形成了100多篇农产品价格分析报告。依托12316短信平台,向九个郊区县200多家蔬菜合作社的蔬菜销售及管理人员发布价格信息,帮助菜农及时了解价格行情。在松江区对10多家农资超市开展了农资经营服务网络改造,用信息化手段实现了连锁经营、统一配送、分级核算、服务规范,提升连锁农资超市的市场竞争力。除此之外,还通过利用遥感影像,摸清了2008年和2013年上海市农用地现状数据,绘制了30多万条田块记录,已有20多万亩设施粮田、10多万亩设施菜田、标准化畜禽场、标准化水产养殖场等11种农业用地在GIS (地理信息系统)图上精确落地。已初步建成了基础地理、土地资源、种植业、养殖业、农机装备、农产品市场、农村社会经济、农业机构人员8个数据库,可以为生产者提供全面翔实的信息服务。
普通农民也正分享到农业信息化带来的服务红利。在上海郊区的1300多个涉农行政村,每个村都有这样一台机器,它的外观看上去像一台自动取款机,但是提出来的不是钱,而是丰富实用的农业科技知识、专家面对面的咨询指导、惠农政策和涉农补贴信息,以及其他与农民生产生活息息相关的资讯和服务,被农民亲切地称为“农民一点通”。农民遇到生产难题,只要点击“农民一点通”首页的专家头像,拎起旁边的电话,就能立即跟上海三农服务热线(12316)的农业专家进行视频通话,并能通过屏幕上方的高清摄像头,请专家对患病作物样本进行远程诊断。通过涉农补贴资金监管平台,不仅可以看到村级的补贴信息,农民输入自己的身份证号码,还可以清楚看到自己的补贴金额,甚至邻里乡亲的补贴金额也是明明白白。新版“农民一点通”还提供公共事业缴费、三甲医院专家预约挂号、手机充值、信用卡还款、公交卡查询与充值等社会服务,极大地方便了农民的生产生活。
上海市通过农业信息化提升管理服务水平,为农业经营主体提供公共技术服务,降低了物联网应用门槛,同时还为农民提供方便快捷的生产生活服务。这些举措正一点一滴地改变着农业生产和农民生活,信息化、物联网、智慧农业,这些曾经遥远的概念,已走入农村,走近农民。
应用模式推广
促“盆景”变“风景”
走进上海华御2.9生态农庄,20多个大棚全部采用有机生态型无土栽培模式,配备智能高效水肥一体化灌溉系统,辅以农业物联网、视频安全监控系统等现代化农业手段,只要几个人就可将农庄管理得井井有条。农庄负责人苏恩平告诉记者:“大棚里装有各种传感器,实时采集土壤温湿度、空气温湿度等作物生长的必要信息,并根据变化采取相应措施。水肥一体机更是完全颠覆了传统的灌溉模式,只需要开开阀门,点点键盘,就可以轻松实现定时、定点、定量的精准灌溉,不仅节水,还能提高产量,我们农庄的草莓、圣女果都能比传统模式增产50%左右。”在这里,所有的设备、技术、数据、决策,都成为了实实在在影响草莓生长的因素。
目前我国农业物联网设备主要产自高校和科研院所的实验室,科研成果转化率和产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。为了让物联网高新技术接上“地气”,更好地满足农民需求、服务农业生产,上海市在发展物联网的过程中,一直强调以产业发展为导向,以企业为主体,突出市场先导、需求主导和政府引导,探索研发农产品生产、流通、销售等环节的应用集成解决方案,推动物联网应用规模化发展,促进农业产业发展。
位于上海市崇明岛的光明米业集团长江农场,以5000亩水稻种植基地作为核心区,进行粮食作物“产加销”物联网应用模式探索。通过建设田间环境基础数据采集网络,实现基地农田基本环境数据采集全覆盖。通过建立水稻生产专家诊断决策系统,对田间环境基础数据进行分析,结合苗情、叶龄等参数,实现对作物发育状况的智能化评价,为下一步农田操作提供决策支持,明确基于目标产量和当前作物生长状况的精确施肥方案。通过农机数据接口,可将农机的运行轨迹、收割情况等数据传送入系统,并在系统中结合施肥方案实现变量操作,实现物联网技术与先进农机装备的联动应用,加强农机、农资与水等要素的高效合理使用,促进水稻高产,加强了农田生态环境保护。同时还打通了水稻全产业链追溯渠道,有助于保障农产品质量安全。据初步统计,应用这些技术后,长江农场平均每亩可减少60元成本,其中减少生产管理成本5%(30元/亩),降低农药、化肥等生产资料投入5% (15元/亩),产量提高2%(15元/亩)。目前这一精准农业生产模式已辐射光明米业20万亩基地,大大提高了企业效益。
不仅是农业生产领域,在农业经营领域,物联网的应用也渐成气候。上海菜管家电子商务有限公司在农产品B2C电子商务平台的建设过程中,利用智能感知装备、物流管理系统等物联网技术对农产品供应链全生命周期进行全面监控:在生产端,全程记录养殖和种植的过程;在仓储端,利用电子货架系统等现代技术提高产品的周转速度;在销售端,以信息服务的方式向消费者提供追溯查询服务,提高客户体验;在配送端,监控配送车辆位置、路线,车内产品的温度、湿度,保障“最后一公里”产品质量。这种基于物联网技术的农产品第三方交易平台模式,不仅降低了农产品损耗率、控制了物流成本,还有利于确保农产品质量安全。
截至目前,上海市已经在200多家蔬菜园艺场、80多家标准化生猪养殖场、10多家奶牛场建立信息管理系统,实现生产过程中各项操作档案电子化管理,基本建立了农产品质量安全可追溯系统。那些高大上的技术正逐渐从实验室的“盆景”变为田园“风景”,在他们的影响下,上海的现代农业正在焕发出勃勃生机。
无线传感、移动互联、自动控制、云计算……这些曾经看似与农业不搭界的现代信息化技术,如今已深度渗透到上海农产品生产销售、农村综合信息服务、农业政务管理的方方面面。在这个过程中,更让我们欣喜的是,政府不再唱着“独角戏”,企业正在成为生力军,农业物联网的社会化程度越来越高。这让我们有理由相信,智慧农业正在悄然引发农业生产方式的一场新变革。信息化正逐渐与现代农业建设相融合,与农民的生产生活相融合,给未来农业注入强劲动力,也必将成为引领未来农业的新风尚。
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