廖小平

（四川文理学院智能制造学院，四川 达州635000）

一、智慧农业概述

智慧农业的概念最先在美国提出，在20世纪80年代，“精确农业”[1]的概念在美国诞生，经过长时间的实践，美国农业成为发展“精确农业”最好的国家，为美国经济发展做出了卓越贡献，也为“智慧农业”的发展奠定了良好的发展基础。目前，以物联网技术为代表的新技术助推美国“智慧农业”发展，新技术的运用使得美国的农业生产处于世界前沿，通过物联网等新技术发展“智慧农业”，而“智慧农业”又带动农业产业链向更高层次发展。

互联网应用领域从传统工业延伸到传统农业催生了“智慧农业”的发展，同时改变落后的传统手工业农产品生产、效率低的农业生产管理制度也需要“智慧农业”给予支撑。

目前，研究者对智慧农业的定义非常多。李道亮教授对智慧农业进行了如下定义：智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优化为目标，以农业全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支持和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态[2]。周国民教授对物联网定义：智慧农业是充分利用信息技术，包括更透彻的感知技术、更广泛的互联互通技术和更深入的智能化技术，使得农业系统的运转更加有效、更加智慧，以使农业系统达到农产品竞争力强、农业可持续发展、农业资源有效利用和环境保护的目标[3]。现阶段，“智慧农业”依托先进的现代信息新技术，将互联网、云计算、大数据等新技术与农业专家知识平台相融合，通过在各个农业生产现场部署传感器采集农业生产数据，通过无线传感网络传送到农业专家知识平台，通过大数据分析监控和管理农业生产的各个流程，实现农业可视化、远程控制管理、远程咨询诊断等智能管理，逐步建立农业传感网，实现对农业生产过程各个环节的监测和控制，提高农业管理水平，通过农业专家知识平台中存储的专家知识，通过统计、筛选、数据比较、优化模型指导农产品生产、销售。

“智慧农业”处于农业生产的最高阶段，是物联网技术、无线网络技术、传感技术等多种新技术在农业生产中的高度融合，使得农业生产信息化基础更完备，农业信息感知更加透彻，数据资源更加集中，智能控制更加深入，公众服务更加贴心。将人工智能、机器人服务农业等高新技术与智慧农业相融合，这对建设智慧农业具有重要意义。

二、智慧农业的作用

“智慧农业”处于农业生产的最高阶段，可以更高效地改善生态环境。将农田、畜牧、水产等养殖场和农业生产生态环境融为一个整体，通过吸收、总结经验，精密运算，保障农业生产的生态环境相融合，如为防止土壤板结而采取定量施肥，畜禽粪便必须经过处理才能够排放，打造最高级的“智慧农业”。

“智慧农业”能够显著提高农业生产、销售等各个环节的经营效率。通过部署在各个农业生产现场的传感器进行实时监测，收集农产品生产、销售等环节的数据，利用大数据分析、数据挖掘、云计算等新技术进行多层次、多角度分析，并将分析结果与各种控制设备进行分享，联动完成农业生产、流通等各个环节的管理。利用人工智能代替人的农业劳作，不仅可以解决日益紧缺的劳动力问题，而且能够实现农业生产规模化、集约化、工厂化，也能够提高农业生产对自然环境风险的应对能力，比如自然灾害等，使其传统农业成为具有高效率的现代智慧产业。

三、智慧农业发展方向和模式

在物联网、云计算等新信息高速发展的背景下，智慧农业的发展被寄予厚望。“智慧农业”是融合了物联网等多种新技术为一体的全新农业生产方式，将它与人工智能及科学的管理制度相结合，可让多种新技术在农业生产、农产品流通等领域实现综合、全面的应用，从而助推农业加速腾飞。

（一）智慧农业发展方向

1.生产领域由传统的人工生产走向智能生产。（1）在农产品生产领域，传统的农产品生产，需要大量劳动力，劳动密集型生产活动比较多，“智慧农业”在生成环境，摆脱了人力依赖，通过智能化的设备，构建起集环境监测、作物生长分析、精准过程控制为一体的农业物联网平台，根据大数据分析结果改进农业生产工艺、产品类型，进行差异化生产。（2）在农产品生产管理领域，结合各地自然条件，在一些示范园区、大型养殖场，利用现代科学管理方法和先进的管理手段，结合农业物联网等新技术服务于农产品生产、流通，提高效能。（3）在农产品质量追溯领域，通过物联网技术、云计算等新技术构建农产品溯源系统。将农产品从选种、育苗到生产、加工等全过程所有信息进行跟踪记录并存储，利用RFID技术对农产品进行查询认证，追溯生成、流通全程信息。

2.经营领域由单一型向个性化和差异化转变。传统的农产品经营主要是在当地进行销售、再加工，以物联网、云计算为特点的“智慧农业”打破农产品经营领域的时空地理限制，农产品从生产、流通、再加工等都将得到实时监测，农产品消费者和农产品生产者随时进行互联互通，有效地解决了生产者和消费者信息不对称问题。智慧农业不再局限于单一的农产品，通过发展农业休闲旅游，打造特色农家乐，并通过互联网销售农产品，为游客提供个性化的农产品服务，开创农民增收新途径和农村经济新业态。

3.服务领域提供精确、动态、科学的全方位信息服务。以物联网、云计算等新技术打造的“智慧农业”可以为农产品生产者、经营者传播先进的农业科学知识、科学的管理技能和及时的科技咨询服务，有效地引导生产者经营好自己的农业生产系统，管理好营销活动，帮助农业决策者做出正确的决定，增强农业抗自然灾害的能力，做好节本增效并提高收益，打通农业产业链，让农业从业者在整个发展过程中收益。

（二）智慧农业发展模式

智慧农业发展模式主要从三个方面进行创新：

1.创新智慧农业产业链衔接机制，构建起混合纵向一体化的链接机制。将加盟产业链的企业组织起来，形成一种长期合作博弈的机制，使得加盟企业能够风险共担、利益共享。

2.创新智慧农业组织形式，以构建“企业+园区+基地+农户”[4]的组织形式为目标。在新的组织形式中，企业处于主导地位，农业园区是关键，农户是生产主体，公司统一制定标准，统一设计，统一管理和控制，建立农业园区是公司统一管理的基础，以用户为单一生产主体，可以充分调动生产积极性，自己进行内部分配，决定规模大小。

3.创新经营体制，构建“品牌+标准+规模”的经营体制。农业产业链成功与否取决于整个产业链的效益，而产业链的效益取决于“品牌+标准+规模”的经营体制。农产品品牌是实现农产品价格增值的重要手段，提高农产品的品牌价值是提升整个农产品价值链的重要途径。现阶段，农产品短缺的时代早已经结束，现在已经进入农产品品牌时代。优质农产品品牌经营比一般农产品具有更高的价格与市场占有率[5]。

四、智慧农业系统的组成

“智慧农业”系统能够促进传统农业向智慧农业转变，可以实现从农产品种植、收获、生产、销售、物流、产品追踪等实现生产、供应、销售全流程的控制，覆盖农业生产、销售等多个环节。智慧农业可以由三个部分组成：智慧农业生产管理系统、农产品质量保证溯源系统、专家远程服务系统。

第一，智慧农业生产管理系统。物联网、云计算构建成智慧型的农业物联网，通过部署在各个农业生产现场终端传感器对农产品的生长过程进行全程管理，检测农作物是否需要添加农药等物质；利用RFID电子标签追踪产品溯源，智慧农业生产管理系统以农业物联网平台为载体，保证农产品的质量。生产管理系统的主要功能有：一是数据采集功能，通过各种传感器采集如温湿度、土壤酸碱度等数据；二是监控功能，通过安装视频等设备对农业生产现场进行采集，传输到专家系统对生产情况进行指导；三是数据分析功能，对生产过程中积累的大量数据能够进行充分的挖掘、分析；四是遥控功能，通过互联网、物联网技术实现卷帘、灌溉、风机等远程遥控。

第二，农产品质量保证溯源系统。通过农产品质量保证溯源系统，可以有效地保证农产品的质量，在生产农产品的各个环节部署RFID阅读标签，识别个体，产品筛选，追踪记录生产过程等全部实现自动化，通过农业物联网系统将数据传输到档案数据库进行更新。实现物流和产品质量的追溯，为消费者提供农产品增值服务，为生产管理者做出正确决定提供及时的数据。农产品质量保证溯源系统的主要功能有：一是安全生产管理；二是流通管理；三是质量监督管理；四是质量追溯。

第三，专家远程服务系统。通过互联网技术将部署在各个生产现场的传感器采集到的数据进行压缩编码，传送给农业专家，专家足不出户，不用到生产现场，即可实时远程指导、在线回答疑问等。专家远程服务系统的主要功能有：一是农产品生产者与农业专家实现双向音视频实时沟通功能；二是对农业生产过程实施远程控制功能；三是综合服务功能。

五、“智慧农业“的实施途径

近年来，我国有关部门批准了一批以物联网技术为基础的“智慧农业”试点项目，分别在大田作物、设施农业、动物养殖、水产养殖等方面取得了较好的效果。部分省市已构建了农业物联网云平台，为农业生产者和政府相关监管部门做出正确决策提供依据，利用物联网技术采集数据、分析数据来管理农业生产资源，监控农业生产过程。智慧农业带动了农业发展取得新的突破，今后一段时期发展“智慧农业”可积极采取以下措施。

第一，改善农村落后的信息技术基础设施，为智慧农业的发展奠定良好的基础。鼓励电信运营商、传感器技术企业、物联网技术企业、高科技科研院、高等院校以及民间资本公共参与“智慧农业”工程建设，突破制约智慧农业发展的瓶颈技术。选取基础好、规模大、智能化程度高的行业入手，生产过程做到精细管理，努力实现智慧农业的多领域平衡发展。积极探索新的智慧农业应用服务模式，加快农业物联网平台建设，认真做好智慧农业发展顶层设计，加强推进以农业物联网技术为代表的标准制定的研究工作。

第二，因地制宜发展现代电子商务，推动城市、农村全面参与，为农业插上“智慧”的翅膀。目前，国内电子商务发展迅速，以阿里巴巴为代表的现代电子商务推动社会快速进步，互联网拉近了生产者与消费者时间与空间的距离。农业生产者需要大量的农资，农资企业要更好地服务农业生产，电子商务可以实现农资生产商与农户间零距离。目前，入住阿里巴巴、京东等电子商务巨头的农资企业已有几百家，上线农资品牌过千家。同时，各农业研究院所推进农业科技服务到农村，各大银行对农业生产的金融服务也将迈上新台阶，国家正在打造更加互联互通的农业科技服务云平台。

第三，积极提高农业从业人员的技能水平，培育“新型智慧农民”，大力建设差异化“智慧农村”。“智慧农村”是一种新型概念，是智慧城市概念的进一步发展和延伸，建设“智慧农村”是大势所驱，“智慧农村”是指利用智能感知、互联网、物联网、大数据等新技术，实现对弄出地理信息和人文信息的数据化，并通过信息时代下新的生产工具和科学技术，促进农民生活水平和质量的改善、农业及相关产业的发展，以及农村社会发展水平的提高[6]。

近年来，“感知中国”“宽带中国”战略的实施和网络提速让“智慧农村”逐渐从设想走向现实。许多地区先后建立起智慧农民云平台，新型农民创新创业综合服务平台，在这些信息化的平台上实现在线学习、在线交流、在线管理、专家咨询、成果推介等。同时，通过创建各类平台，开辟了集生产管理、知识学习、经验交流、结果考核于一体的智慧农业体系，各地农业政府部门借助平台系统构建起综合、高效的农业知识服务体系，为培育“智慧农民”提供多方位的农业知识及农业技术推广服务奠定良好基础。

目前，在一些落后的农村地区，通信、信息技术基础设施较差，要加大农村地区互联网的普及，改善农民获取新技术的渠道，积极开展农民信息技术及相关技能培训。大多数农村劳动力文化水平偏低，年龄结构偏大，要鼓励年轻人积极参与“智慧农村”的建设，使返乡创业人员率先成为“智慧农民”，成为智慧农业建设的主力军，以智慧农业产业带领广大农民共同增收致富。

[1]汪昭军，马瑞峻.美国精确农业的推广服务体系[J].世界农业，2013，(4):100-103.

[2]李道亮.物联网与智慧农业[J].农业工程，2012，(1):1-7.

[3]周国民.浅议智慧农业[J].农业网络信息，2009，(10):5-7.

[4]黄学群，李瑾，宋建辉，等.天津现代农业园区发展模式与对策研究[J].中国农业资源与区划，2012，(6):79-84.

[5]郑璐，徐惠娟.我国农产品自主品牌建设现状及对策分析[J].中国林副特产，2008，(4):80-83.

[6]李先军.智慧农村:新时期中国农村发展的重要战略选择[J].经济问题探索，2017，(6):53-58.