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智慧农业 | 基于物联网的智慧农业能力平台建设及平台架构功能方案解析

admin4天前科技动态11

智慧农业物联网平台解决方案

本文主要介绍智慧农业物联网平台解决方案，涵盖智慧农业概念、中国农业面临的问题、产业化和信息化发展方向、物联网在农业中的应用，以及智慧农业能力平台架构、典型扩展性应用等内容，旨在通过物联网技术解决农业生产中的诸多问题，推动农业现代化发展。

1. 智慧农业基础认知 1.1 智慧农业概念阐述

2015 年 “互联网 +” 重点工作方案中明确了 “互联网 +” 农业的三项重点工作，包括农产品质量安全追溯体系建设、农业物联网示范以及强化 “三农” 信息服务。智慧农业融合了互联网、移动互联网、云计算和物联网技术，依托部署在农业生产现场的传感节点和无线通信网络，实现精准化种植、可视化管理和智能化决策。同时，“互联网 +” 农业运用 “3S”（GIS、GPS、RS）、IT 技术，结合多种农业技术改造农业产业链，打造涵盖农业全产业链的大数据云平台，实现农业安全、绿色、高效发展。

1.2 智慧农业核心要素剖析

智慧农业的核心要素包含远程智能监控、多网融合、标准生产管理等。借助智能传感、智能控制、智能网关等设备实现精确化数据采集，通过智能化统计分析为决策提供支持，利用便捷化操作管理提升生产效率。同时，产品安全追溯保障农产品质量，农技指导咨询为农业生产提供专业知识，市场网络营销拓展农产品销售渠道。

1.3 中国农业现存问题探究

中国农业面临资金投入不足的问题，受 “农民不挣钱” 传统思想影响，投资回报率虽高但资金投入不足。中间流通环节过多导致农产品价格倒挂，农民利润微薄，市民买菜价格高昂。新技术应用推广困难，农业人对新技术接受度低，科研院所推广存在制度障碍。农业品牌化可信度差，农产品生产加工透明度低，如三聚氰胺牛奶、瘦肉精事件等，降低了消费者信赖度。

2. 智慧农业发展方向 2.1 产业化和信息化是未来趋势

产业化和信息化是中国农业的未来发展方向。随着进一步城镇化，农业人口减少，人均耕地增加，自动化生产可降低人工成本，生鲜直送能减少中间流通环节，土地流转政策的完善推动土地集约化，这些都有助于提高农业生产效率，促进农业现代化发展。

2.2 物联网带动农业智慧化变革

物联网在农业多个领域发挥重要作用，如设施农业中基于物联网服务简化管理流程，提升智能化管理效率；凭借大数据分析和人工智能实现科学决策；通过实时监控和数据共享建立应急保障联动。在水产养殖、大棚种植等方面，物联网技术实现精准监测和控制，提高生产效益。

2.3 精品网络提供资源保障

三大精品网络智慧农业 | 基于物联网的智慧农业能力平台建设及平台架构功能方案解析，即 4G 网、全光网、IoT 网，为智慧农业提供基础资源保障。高低频协同的高品质 4G 网实现网络广覆盖和大容量；端到端高品质全光网在乡镇以上全面光纤化，城市实现千兆接入，并通过加强数据调度提升访问质量；广覆盖质量优的 IoT 网与同步部署，以低频模式提升覆盖性，持续优化接入。

2.4 NB-IoT 成为技术热点

NB-IoT 具有广覆盖、低功耗、大连接、低成本等优势，在智慧林业、渔业、畜牧、大棚、灌溉等领域应用广泛。其窄带功率谱密度提升、简化协议降低成本、芯片功耗低等特点，满足了农业物联网对设备低功耗、长续航的需求。

3. 智慧农业物联网平台详解 3.1 智慧农业能力平台定位

智慧农业能力平台将核心能力对外开放，面向应用提供商实现快速对接和拓展智慧农业物联网，面向各终端实现多终端、广能力的汇聚及开放支持。支持多种协议适配，如 LoRa、2/3/4G、NB-IOT、RFID、Wi-Fi、、蓝牙等，为智慧监控、智慧灌溉、智慧种植、智慧养殖、智慧大棚等应用提供支撑。

3.2 基于物联网的平台解决方案

依托智慧农业能力平台开放核心能力和资源，与产业各方合作，广泛适配终端，汇聚丰富应用及服务。通过提升用户感知和粘性，增强对终端、应用、服务商的影响力，对接智慧城市需求，打造基于物联网的全新信息农业模式。

3.3 平台整体架构与分层模型

智慧农业能力平台整体架构涵盖业务层、数据层、能力层、交互层和接入层。业务层包含果园生产、大棚监控等多种农业应用场景；数据层负责数据的采集、处理、存储和分析；能力层提供网络安全服务、数据服务等多种能力；交互层实现语音交互等功能；接入层连接各类物联网设备。分层模型中，应用层提供应用管理、交互控制管理等功能；能力层提供多种服务和能力；数据层进行数据处理；接入层实现设备接入管理。

3.4 智能农业云平台价值链分析

智能农业云平台涉及多个参与方，政府部门借此提高监管效率，提供政策引导；科研院所获取科研方向信息和成果转化；消费者获得产品精准信息，实现放心消费；农业生产资料商、农技部门等也能获取相应信息，实现精准生产和技术推广。

3.5 农业物联网系统架构

农业物联网系统架构包括传感层、局域网、互联网、监管层和应用层。传感层通过各类传感器采集空气温湿度、土壤水分等数据；局域网和互联网实现数据传输；监管层进行数据监管；应用层涵盖温室种植、水产养殖、畜牧养殖等多种应用场景。

4. 智慧农业物联网典型扩展性应用 4.1 农业监测

结合农业气象环境信息、遥感图像信息等，利用多传感器数据融合、数据挖掘和云计算技术，对农作物生长趋势进行预测，对农作物四情（墒情、苗情、虫情、灾情）进行预警分析，及时提醒用户预防。基于 GIS 技术的农业环境监测系统，对空气、土壤、水质等进行监测，保障农业环境质量。

4.2 智慧大棚

智慧大棚利用物联网技术，通过传感器采集土壤湿度、成分、PH 值等数据，经模型分析自动调控温室环境智慧农业 | 基于物联网的智慧农业能力平台建设及平台架构功能方案解析，实现灌溉和施肥作业的精准控制，达到大棚集约化、网络化远程管理以及信息智能化监测和自动化操作管理。

4.3 智慧畜牧

智慧畜牧借助物联网技术，通过特定传感器实时采集牲畜体温、位置等信息，利用大数据分析和特定算法监控和预测牲畜的排卵期、疾病、受伤、走失等情况，实现对牲畜养殖、栋舍管理和防疫出栏的远程指导。

4.4 智慧灌溉

基于物联网的大田种植智能化管理系统，针对大田种植特点，利用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站采集数据，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策和远程自动控制灌溉设备，达到精耕细作、合理灌溉的目的。

4.5 农业病虫害智能诊断与预警系统

该系统通过线下基层上报、农科员调查、终端实时采集数据，结合专家模型和云端计算，实现灾前预警、灾中指导、灾后评估。通过图像视频采集监测病虫害情况，进行智能识别和诊断，发布预警信息。

4.6 专家数据库与农技推广系统

系统根植于庞大的农业动态数据库和实战专家群组，提供农业技术知识查询，连接农户与专家实时在线互动，解决农业实践问题，并结合互联网推广技术实现农技推广。

4.7 农产品溯源防伪系统

农产品溯源防伪系统通过物联网采集农作物生长数据，结合识别技术，连接农产品生产、检验、监管和消费环节智慧农业物联网，建立食品安全信息数据库，实现 “从田间到餐桌” 的追溯，提高农产品质量控制能力和消费者购买信心。其核心功能包括对农产品种植、生产、加工等关键环节的监督监控，以及消费者通过手机扫码查看农产品档案和实时视频环境等。

4.8 农业 O2O 电商平台

农业 O2O 电商平台是集网上洽谈交易、网上竞价交易、网上结算等多种功能于一体的农产品第三方电子商务公共服务平台。该平台提供政府监管、质量安全追溯等解决方案，促进农产品流通，打造农产品交易、价格、结算和物流配送中心。

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由于新岗位的生产效率，要优于被取代岗位的生产效率，所以实际上整个社会的生产效率是提升的。

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