物联网、人工智能与中国农业的创新发展

西安市东元路学校徐庆林

“云计算、人工智能、物联网”被认为是构建“万物智联”的三驾马车,如今在制造业、服务业、农业等领域广泛应用。就如同蒸汽机、石油改变手工业一样，悄然间，一场由物联网（IOT）技术引发的产业革命正加速到来。

一、传统农业发展模式受到的挑战与颠覆

2018年6月，阿里巴巴推出“ET农业大脑”项目，它利用视频图像分析、面部识别、语音识别、物流算法等人工智能技术，对环境中各项条件每项数据进行实时监测，实现了对蔬菜的种植、加工、运输、卖场四个环节的供应链进行了全链路数据监测，确保蔬菜的品质最优、运输最快、消耗最小。

在种植环节通过LoRa物联网及传感器，实时同步对基地种植的蔬菜温度、光照、紫外线、相对湿度、PM2.5、PH值等13项数据24小时监测。其中，通过监测PH值，判断土壤盐碱度，再运用生物菌肥改良土壤；通过监测光照，提醒适时更换棚膜；在湿度不足时，进行自动灌溉。

在加工包装和物流配送环节，通过LoRa智能车载网关，进行无线温度实时监测，同时动态追踪运输车辆位置，提供全链路安全保障，降低日常损耗和滞销损耗。

在盒马鲜生门店环节，用算法卖菜。除了对店内的温湿度、PM2.5、PH值、二氧化碳值等动态监控，盒马的门店和物流体系都大量运用了IOT技术。如：相当于智能导购的自助POS、电子价签、悬挂链、智能分拨、ETC等设备，可以通过云服务快速同步线上线下传输，做到消费者快速体验交易和结账；借助IOT传感器收集的各类数据，去验证每一个摆在货架上的蔬菜是否处于新鲜商品状态。

此外，京东则在年末推出了“神农大脑”，包括神农大脑（AI）、神农物联网设备（IOT）、神农系统（SaaS）三大模块，其中“猪脸识别”最受关注，实现养殖过程无人、无线、无干扰、无接触，实现真正的万物互联。按照京东的测算，如果全中国所有猪场都用上这套系统，每年可降低500亿元的成本。

从以上案例来看，农业物联网发展至今天，已经不再是单纯的“物联网”，而是可以联动全局、进行统筹调度，将生产、经营、管理充分结合，使之变得更加高效，深入到每个应用场景，实现更加智能贴心的服务。

二、农业物联网的横空出世

1、农业物联网的概念及原理物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。它是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物之间全面互联的网络，在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的InternetOfThings。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

农业物联网则是将物联网技术应用于农业生产经营，在感知端使用大量的传感设备，采集农业生产、管理、经营等环境的各类信息，建立数据传输协议与多源的数据格式转换办法，使用无线传感器网、移动通信网和互联网等传输通道，实现农业信息多尺度、多源有效的传递。最后运用云计算、大数据等多重信息技术的深度融合与处理，通过智能化调控终端实现农业的自动化、最优化控制体系。

2、农业大数据与云计算、5G网络农业大数据是大数据理念、技术和方法在农业上的应用，通过与农业产业深度融合，对农业决策系统提供海量原始信息。

而5G网络则是一场通讯行业的创新革命，人类社会已经进入了“智云”时代，大数据、人工智能、移动互联网与云计算的结合越来越紧密，目前，农业大数据正由技术创新向应用创新转变，通过将农业丰富的数据类型与应用场景进行不断深度融合，实现应用创新层面的大爆炸。

3、农业物联网应用

农业物联网主要有以下功能：

实时监测功能通过传感设备实时采集温室（大棚）内的温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据，将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台进行分析处理。

远程控制功能农户可通过手机或电脑登录系统，控制温室内的水阀、排风机、卷帘机的开关，也可设定好控制逻辑，系统会根据内外情况自动开启或关闭卷帘机、水阀、风机等大棚的机电设备。

查询功能农户使用手机或电脑登录系统后，可以实时查询温室（大棚）内的各项环境参数、历史温湿度曲线、历史机电设备操作记录、历史照片等信息；登录系统后，还可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、专家建议等，实现有针对性的综合信息服务。

警告功能警告功能需预先设定适合条件的上限值和下限值，设定值可根据农作物种类、生长周期和季节的变化进行修改。当某个数据超出限值时，系统立即将警告信息发送给相应的农户，提示及时采取措施。

三、智能农业的未来趋势与发展建议

物联网不是科技狂想，而是又一场科技革命。目前在全球范围内，农业是一个价值达3万亿美元的产业。利用科技改造农业能帮助传统农业提高生产效率，但是农业物联网本身的发展依赖于网速、软件、通讯基础设施、智能芯片、IOT设备等产业的蓬勃发展来提供技术保障与系统支持。

随着科技赋能的强大，云计算、人工智能等在农业领域的场景应用会越来越普及化、智能化，未来虚拟与现实将无缝衔接。在科学技术日新月异的今天，我们有理由相信，以物联网为代表的智能农业发展将对传统农业带来质的改变。

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