www.9778.com:萧山智慧农业的调查与思考

近日,记者从银川市科技局获悉,法人科技特派员企业宁夏九三零种鸡有限公司通过实施“养殖舍群远程管控系统研发与应用”科技项目,在全区首次实现将智能监控系统,也就是俗称的物联网应用于畜禽养殖群舍全程生产和管理。

摘要:

据了解,宁夏九三零种鸡有限公司通过实施“养殖舍群远程管控系统研发与应用”科技项目,围绕设施化畜禽养殖场生产和管理环节,利用物联网技术通过智能传感器在线采集养殖场环境信息(二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度、光照强度、气压、噪声、粉尘、视频等),同时集成改造现有的养殖场环境控制设备、饲料投喂控制设备等,实现畜禽养殖场的智能生产与科学管理。该项目的运用在节约饲养人员工资、饲料等费用支出的同时,还优化了种鸡的生长环境,确保生产效益的最大化。为信息化在我市现代农业发展过程中的应用,起到了示范带动作用。

关键词:农业信息化,智慧农业,物联网,萧山

发展智慧农业是建设现代农业的根本途径,普及和推广物联网技术等先进适用技术是农业主管部门的重要职能[1]。为全面了解萧山区智慧农业发展状况,了解其在五大特色产业中的应用程度,为萧山区现代农业的合理规划和发展提供借鉴,萧山区农业局信息中心实地走访了“智慧农业应用基地”和农业龙头企业,及时挖掘信息,发现问题,总结规律,探索方法。

1.智慧农业概述

1.1智慧农业概念

智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点和通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策[2]。

物联网技术是智慧农业生产过程中最为关键的环节,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,实现物与物、物与人的链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理[3]。

1.2智慧农业发展现状

2009年,温家宝总理考察无锡时,提出“要尽快建立中国的传感信息中心,即‘感知中国’中心”。随后,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,农业领域的物联网开发和应用也逐步展开[4][5]。

2013年,国家住建部公布了第二批国家智慧城市试点城市,萧山区名列其中,萧山区力争在五年内初步形成一个智慧产业生态链,在实现“数字萧山”的基础上,建设“智慧萧山”。“智慧农业”是“智慧萧山”一个重要组成部分,是实现农业科技化和现代化的有效途径。

近几年,萧山区通过重点培育、试点推广,在农业五大特色产业中积极引进物联网技术,加快推进农业物联网技术的开发应用,涌现出第一批“智慧农业示范点”。舒兰农业有限公司的蔬菜生产信息化智能控制系统,73021部队农场的农业物联网智能系统,艾维园艺有限公司的兰花生产智能化控制系统,以及兴荣养殖场的种猪信息化管理系统等,能够更好地实施生产管控,设施化、精准化、智能化水平大大提高。

2.智慧农业在萧山现代农业中的应用情况

2.1温室大棚智能化监测控

在温室大棚内安装温湿度监控、棚内状况录像、远程诊断等集成设备,通过各种传感器实时监测大棚内温度、湿度、土壤等环境因素,在专家决策系统的支持下进行智能化决策,实时调控远程设备[6]。温室大棚智能化监测控系统能够自动调节大棚内生长环境至适宜状态。例如,登陆73021部队农场“农业生产智能化管控与全流程溯源系统”,点击生产管控页面,立刻出现了整个基地的种植布局,显示某大棚实时视频监控和该大棚的农产资源,同时还可以看到大棚内各设施的开关情况和光照、空气温度、土壤湿度等生产要素。通过大棚内的信息采集器,将实时环境监测到的温度、湿度等数据传送到基站,工作人员只要登陆该系统,就能对设施农业内的自动化设施进行远程操控,实现无人值守和远程监测,不仅测量精确可靠,而且操作调试十分简便。该专家系统将作物种植技术细分到各个品种,栽培管理也细化到萌芽期、新梢生长期、开花期、结果期等不同阶段,还有采收、存储、病虫害等技术指导。农户只需结合自己农田的实际情况,按开关进行操作,就能种好作物。

杭州艾维园艺有限公司在9400余平方米花卉栽培温室安装了“温室智能化监测控制系统”,工作人员只要点击鼠标就能实现对兰花的养护管理。其中的“温室数据管理系统”可以设定目标土温、目标土湿、目标压差、营养液ph、营养液EC等环境参数,经温室大棚柱子上的探测器感应后,将信息传至管理系统,在数据库里与设定的目标值进行对比,实时监控兰花的生长状态,并实现天窗、风窗、湿帘、遮阳板的开闭,热风机、补光灯档位的调节。该系统实现了温室的无人值守自动化运行,降低了温室能耗和运行成本。9400余平方米温室,以前要雇6个工人打理,现在已基本无人管理,按每人每年2.5万元计算,可节约人工成本15万元。更重要的是,智能化系统是花卉生长所需的各项生产要素更加稳定,缩短了生长周期,提高了产品品质。

2.2畜禽养殖智能化监测控

在养殖场安装畜禽养殖智能化监测控仪器,通过实时采集养殖区资源信息实现养殖环境因素远程调控,实现畜禽饲喂、繁育、选种等环节的自动化、精准化和智能化控制。

例如,杭州兴荣养殖场的“奥饲本种猪生产性能测定系统”通过二维码耳标扫描,精确记录生猪采食量和每天体重数据:自动测定每次进食猪的耳标号、开始进食时刻、进食用时和进食量,并计算出日进食;自动测定每日体重,计算出日增量;自动测定体重达30kg、50kg和100kg的日龄(达到该体重所需天数);自动计算日饲料报酬(每日所食饲料重量与日增量的比例,数值越小报酬越大);将各项精确数据汇总统计,自动生成日测定明细表、日龄段统计表等各类报表,绘制出测定期内生长性能曲线。该系统能有效跟踪进食猪的生产性能从而针对性地进行饲料、药物、疫苗选择,用于种猪的遗传评估,为筛选优良种猪提供参考。通过电子身份识别技术,可以在实际生长环境下对猪进行更便捷的生长发育性能测定。

2.3水产养殖产业信息化管理监测控

近几年,萧山南美白对虾养殖迅猛发展,创下了萧山养殖历史上产量、产值、效益等多个第一的业绩。2012年,萧山区南美白对虾产量37098吨,实现产值10.32亿,同比增加2.08%。

中国移动萧山分公司和浙江大学联合开发的“天海农业信息化示范项目”——南美白对虾养殖产业信息化管理系统,结合南美白对虾产、供、销的具体生产环节,以智能化、数字化应用为主,将传感器技术、无线传输技术、二维码识别技术、数据库技术等多项信息技术应用到对虾的养殖管理、收购、储运加工以及销售的全过程,建设了包括无线淡水养殖跟踪预警系统、智能产品识别、产品安全溯源体系、二维码服务等模块综合信息化管理。通过电脑,运用中国移动网络,可以无线操控几十公里外虾塘里的摄像头,实施远程监控,每个虾塘都安装了水质远程无线监测系统,水温、盐度、ph值等都可以实时监测,数据会实时传入数据库中,从养殖的水体、种苗、用药以及饲料都进行了信息化控制,减少了管理上的漏洞,为向加工过程提供原料虾达到出口标准提供有力保障,使食品安全实现了数字化管理。

除了养殖过程信息化水平不断提高,萧山区水产养殖企业还积极引进先进的信息化内部管理系统,示范推广成熟的信息化管理方法,促进水产企业健康发展。2012年,浙江跃腾水产食品有限公司的“ERP系统软件与数字监控系统”正式上线,运转良好。ERP系统软件统一的操作平台使得财务、销售、仓储等部门不再像以前那样处于“信息孤岛”状态:仓储部门通过软件将公司所需要的、剩余的物料统一输入管理软件,其他部门可以准确查到仓储信息;内、外贸部门根据产品的存储状况及客户需求开出发货单,同时,销售过程的批次信息管理方便日后查询;财务部门根据销售部门的发货单检查货款到账情况,使财务状况更加条理化和清晰化。所有数据都可从系统中调出,不用重复录入,彻底告别了手工制单、手动传签、打电话要数、传真各种单据依赖手工的状态。准确快捷的数据,让公司管理层更好地把握公司资金运转率、库存周转率、生产周期、采购周期、客户订单交付周期等关键数据,为其快速决策赢得宝贵时间。

2.4农产品质量安全追溯与监管

农产品质量安全监管及可追溯系统是“智慧农业”重要组成部分,该系统涉及到农产品产地、加工企业、运输企业、批发企业和销售企业等多个环节,有助于提高产品质量,满足公众对质量的需求[7]。

杭州市佳惠农业开发有限公司目前是浙江省规模最大的设施化栽培和有机化生产的芦笋种植单位,该公司应用“蔬菜基地管理系统”,有效实现了对芦笋质量安全的全程监管。该系统能够实时记录相应田块芦笋、毛豆、萝卜等蔬菜的生长信息,从播种时间到喷洒农药的时间、种类和剂量,都可以在该系统中找到记录。蔬菜采收后,通过“检测信息联网”软件和仪器,检测农药残留量,达标的蔬菜才能进入销售渠道,检测数据由工作人员定期上传至“蔬菜基地管理系统”的数据库存档,以及报送农业主管部门进行公示。

萧山区全信种猪有限公司严格管理,做好生猪标识及疫病可追溯工作。该公司配备了4台识读器,工作人员用识读器对养殖场内每批生猪上传二维条码和生产产地、养殖场名称、首免病种、疫苗种类批号、日龄、二免信息等内容至中央数据库。消费者买肉时,只要一刷,就能知道肉的出处。萧山区试行以畜禽二维码标识为基础,利用移动智能识读器、无线网络数据传输、中央数据库数据交流等为技术手段的生猪追溯机制以来,收效良好,将不断扩大覆盖面,完善追溯工作示范场点建设。

3.存在问题

尽管萧山智慧农业稳步推进,取得了一定成效,逐渐发挥积极作用,但总体上看,农业物联网技术的应用还处于起步阶段。部分基地和企业试点效果良好,但大多数基地都是政府示范项目,由政府部分出资给农户安装物联网设备,在创新农业物联网商业模式,让农业企业、物联网企业、广大农户多方共赢的道路上仍需努力。第二,农业从业者接受现代信息化技术能力较弱,部分受教育程度较高的大学生由于缺少系统的知识培训,对物联网设备的后期维护存在困难。第三,设施农业、精准农业技术创新和实际应用不够紧密。科研院校基于理想状态研发的新产品、新技术在农业生产实际应用过程中存在一些偏差,某些企业面临不同厂家生产的不同设备在实际应用中无法有效整合,兼容性不好的问题。在信息传感方面,用于农业生产环境和作物生长因子的数据采集、环境监测的传感设备种类不够多,功能还不齐全。在智能决策方面,综合性智能化管理水平还需提高。第四,企业运维成本偏高,短期内难以获得预期经济效益,真正实现物联网技术在智慧农业中的广泛应用还存在差距。

4.对策和建议

4.1媒体重视宣传报道营造良好舆论氛围

充分利用报刊、电视、广播、互联网等舆论宣传工具,大力宣传“智慧农业”特点、优势,以及取得的应用成果,多报道一些新技术在农业生产中取得效益的正面事例,促使大家转变观念,提高对农业物联网技术的认知度和接受度,增加紧迫感、责任感,营造良好的舆论氛围,从而为“智慧农业”的推广应用打下坚实的群众基础。

4.2政府出台优惠政策加大财政投入力度

资金是限制萧山“智慧农业”发展的一大障碍。在农业信息化方面,政府财政支持力度远远不够,信息化专项经费不足,无论是硬件改善,还是软件开发、平台维护,人员培训,都缺乏资金支持。政府在未来创建“智慧萧山”过程中,应加大“智慧农业”资金投入,将信息化与具体农业产业相结合、与设施化项目建设相结合,争取更多财政资金扶持,以便农业企业有足够的信心开展工作。其次,政府应该提供政策支持,引导农业龙头企业积极参与到“智慧农业”创建活动中来。中央连续数年“一号文件”都涉及农村信息化工作,聚焦农业信息化,说明中央对这项工作足够重视,但落实到基层便有所偏差。在加快推进现代农业建设进程中,应统筹规划、研究制订基于物联网技术的智能化监测和自动化控制系统的应用示范,加大对重大项目建设、关键技术研发等方面的政策扶持,以提高软实力。再次,由政府牵头,农业主管部门不定期组织一些涉及“智慧农业”的讲座和观摩会,建立一个推动“智慧农业”健康发展的学习平台,向企业负责人介绍农业信息化领域最新发展成果,让操作物联网设备的员工互相交流,提高实际应用水平。

4.3企业提高重视程度促进农业转型升级

根据调研结果,集约化程度高、对作物精准化种养殖要求严、各项指标需达到出口标准的农业企业更愿意引进物联网设备和技术来监控生产过程,而那些集约化程度低、经济效益不高、主要面向本地市场的农业企业考虑到成本问题,不愿加大这方面投入。因此,从企业角度讲,一方面,无论物联网技术是否能为自己带来效益,在农业发展方式转型升级,萧山提倡“推进新型城市化促进农业现代化”的新形势下,都应该提高重视程度,紧跟现代农业发展潮流;另一方面,企业需根据自身定位和发展方向,有针对性地发展“智慧农业”。近几年,人工成本日益见涨、土地资源逐渐稀缺、农产品质量安全追溯体系渐渐完善,企业应看到“智慧农业”的优势和长远利益,建立长效机制,充分利用物联网技术节本增效,淘汰落后产能。另外,有意向引进和发展物联网设备和技术的企业应该结合实际情况,将需求反馈给科研院校和专业公司,避免在后期的运维过程中出现功能欠缺、兼容性差等问题。

4.4科研部门加强创新建立优秀人才队伍

萧山区积极依托省农科院、浙江大学、浙江农林大学等科研院校优秀的师资力量和领先的研究成果,本地农业企业提供场所、资金支持,科研院校提供人才、设备、技术支撑,使更多的信息化项目找到了试验田,并取得良好的效果。

今后,要鼓励更多的科研院所、高等院校、信息技术企业参与“智慧农业”项目建设,创建政府主导、政企联动、市场运作、合作共赢的农业物联网应用发展模式。科研部门要进一步加强创新能力,提高实际应用水平,建立一支具有高素质、懂技术、扎根基层的人才队伍。

4.5示范区提升层次发挥示范引导效应

近几年,萧山区选择了几家农业龙头企业作为“智慧农业”的先行示范区,为产业转型升级起到了积极的示范带动作用。在今后的发展中,应结合萧山区传统的五大特色农业产业布局情况和发展前景,合理规划、重点建设一批智能畜禽养殖业、智能水产养殖业、智能温室大棚应用示范区,对技术先进、优势明显、带动和支撑作用强的重大项目,及时纳入地方重点项目规划和实施计划,确保项目有效实施开展。

示范区内提倡生态发展、绿色发展、节约发展,为减少重复投资,必须强化顶层设计,大力推进农业物联网技术研发、转化、推广和应用过程中的重大问题研究,做到协调统一,地域优势平衡发展。(作者:杭州市萧山区农业信息中心)

参考文献:

[1]董越勇,朱莹,陶忠良.浙江农业信息化发展思考[J].浙江农业学报, 2010,
22: 689-695.

[2]周国民.浅议智慧农业[J].农业网络信息, 2009, 10: 003.

[3]刘春红,张漫,张帆,等.基于无线传感器网络的智慧农业信息平台开发[J].中国农业大学学报,
2011, 16: 151-156.

[4]由高潮.浅谈物联网技术及应用[J].科技成果纵横, 2010 : 55-57.

[5]屈伟平.物联网掀起新的信息技术革命浪潮[J][J].物流技术与应用,
2009, 11: 42-45.

[6]李宝林.基于无线传感网的智慧农业系统浅析[J].中国电子商务,2013,:57,77.

[7]赵岩,吴莉宇,王强,等.我国农产品质量安全追溯系统的建立研究[J].现代农业科技,
2009, 18: 323-325.

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