農(nóng)業(yè)智能化方案建設(shè)將農(nóng)民打造成最酷的職業(yè)

農(nóng)業(yè)智能化方案建設(shè)將農(nóng)民打造成最酷的職業(yè)托普物聯(lián)網(wǎng)指出農(nóng)業(yè)智能化是指在相對可控的環(huán)境條件下，采用工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)集約高效可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代超前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，就是農(nóng)業(yè)先進(jìn)設(shè)施與露地相配套、具有高度的技術(shù)規(guī)范和高效益的集約化規(guī)模經(jīng)營的生產(chǎn)方式。它集科研、生產(chǎn)、加工、銷售于一體，實(shí)現(xiàn)周年性、全天候、反季節(jié)的企業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；它集成現(xiàn)代生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)用新材料等學(xué)科，以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施為依托，科技含量高，產(chǎn)品附加值高，土地產(chǎn)出率高和勞動生產(chǎn)率高，是我國農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的跨世紀(jì)工程。農(nóng)業(yè)智能化產(chǎn)品通過實(shí)時采集溫室內(nèi)溫度、土壤溫度、CO2濃度、濕度信號以及光照、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備?？梢愿鶕?jù)用戶需求，隨時進(jìn)行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過模塊采集溫度傳感器等信號，經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對大棚溫濕度的遠(yuǎn)程控制。智能農(nóng)業(yè)還包括智能糧庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過將糧庫內(nèi)溫濕度變化的感知與計(jì)算機(jī)或手機(jī)的連接進(jìn)行實(shí)時觀察，記錄現(xiàn)場情況以保證量糧庫的溫濕度平衡。通過農(nóng)業(yè)智能化建設(shè)可以改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，讓農(nóng)民演變成最酷的職業(yè)。高科技不僅可以促進(jìn)城市發(fā)展，同樣能助力農(nóng)業(yè)發(fā)展—未來的農(nóng)民不會再過著面朝黃土背朝天的生活，畜牧業(yè)的發(fā)展方式也會發(fā)生翻天覆地的變化。現(xiàn)在，人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求量在增加，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也呈上漲趨勢—價格增長較快的是原材料和能源。與此同時，農(nóng)產(chǎn)品的價格卻在下跌，尤其是傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的價格。農(nóng)業(yè)要振興，就必須實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)以及增加產(chǎn)量。眼下的農(nóng)民都成了技術(shù)專家—他們開始用移動設(shè)備管理自己的農(nóng)場，大幅度提高了管理的精確性。不僅如此，他們也不再只關(guān)注市場漲跌或者設(shè)備的運(yùn)行情況。在M2M(Machine-to-Machine)技術(shù)的幫助下，他們還可以掌握實(shí)時的土壤質(zhì)量、土壤濕度以及家畜的心理狀態(tài)。全面控制設(shè)備必須在短期內(nèi)種植并收獲的農(nóng)作物非常適合使用M2M技術(shù)—因?yàn)閷τ谶@類作物來說，精準(zhǔn)掌握燃料庫存以及控制機(jī)器操作是非常重要的。M2M傳感器可以控制機(jī)器，并監(jiān)視其運(yùn)行情況。農(nóng)民朋友可以通過GPS和無線局域網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化對機(jī)器的控制。為了提高控制的精準(zhǔn)度，他們也可以參考通過GPRS傳輸?shù)綑C(jī)器上的校正數(shù)據(jù)。通過顯示屏，他們可以看到所有信息，從而控制機(jī)器并設(shè)置機(jī)器之后的動作。一旦機(jī)器沒有執(zhí)行命令，警報器就會發(fā)出警報。此外，警報器還可以防止機(jī)器被盜。自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以保證讓機(jī)器一直行駛在預(yù)定軌道上，檢測到的土壤代碼可以幫助機(jī)器向指定位置精確施肥或者播種。傳感器使一切成為可能使用傳感器可以讓機(jī)器自動開啟。例如，水泵不僅可以在水位達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時自動開啟，還可以在檢測到附近有牲畜時開啟。不過，要實(shí)現(xiàn)上述功能，必須要有移動接口或者基于PC的接口。通過傳感器確認(rèn)土壤濕度之后再澆水，不僅能夠適時為作物補(bǔ)充水分，而且能有效節(jié)省水資源；通過傳感器來監(jiān)控或者調(diào)控溫室內(nèi)的溫度和日照，也能夠節(jié)省水資源和能源。農(nóng)民朋友們通過智能手機(jī)就可以調(diào)節(jié)溫室的遮陽和通風(fēng)，這樣一來，他們的工作時間就大大減少，晚上和周末有充分的休息時間。糧倉和飼料倉也可以實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)控—除了監(jiān)控庫存，還可以監(jiān)控溫度和濕度。倉庫的消耗數(shù)據(jù)會被記錄下來，當(dāng)庫存低于警戒線時，傳感器會通過GSM或者GPRS移動網(wǎng)絡(luò)來觸發(fā)警報器。傳感器還可以檢測糧食和飼料是否出蟲或者腐爛，一旦發(fā)現(xiàn)情況也會發(fā)出警報。農(nóng)業(yè)智能化系統(tǒng)構(gòu)成施肥優(yōu)化與其他行業(yè)不同，農(nóng)業(yè)對氣候(風(fēng)向、日照、氣壓、濕度、雨水等)的依賴很大，同時還要提防病蟲害的發(fā)生。何時播種、何時收獲、何時澆水、澆多少水、何時施肥、何時除蟲，都要視具體的天氣情況和病蟲害情況決定。水在土壤中是如何活動的？碳循環(huán)和氮循環(huán)是怎樣進(jìn)行的？這些問題，土壤中的傳感器都能回答。它們可以探測出土壤的濕度和養(yǎng)料的豐富程度，并在合適的時候給作物澆水或者施肥，而且完全不會影響日常的耕作。如果能掌握天氣預(yù)報、嚴(yán)寒和暴風(fēng)雨預(yù)警數(shù)據(jù)的話，農(nóng)民朋友就可以更好地規(guī)劃耕作了。IP攝像頭可以幫助農(nóng)民朋友監(jiān)控作物的生長和健康狀況，并控制雜草的數(shù)量。大數(shù)據(jù)土壤接口業(yè)界正在研究一種封閉的全自動循環(huán)系統(tǒng)，其中包括了全面收集數(shù)據(jù)、分析檢測結(jié)果等各個步驟。研究這個系統(tǒng)的第一步就是研發(fā)“智能微塵”(smartdust)。智能微塵是以RF為基礎(chǔ)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總稱，包括微機(jī)電系統(tǒng)傳感器、機(jī)器人或者其他設(shè)備，可以探測周圍諸多環(huán)境參數(shù)，包括光線、溫度、搖動以及化學(xué)復(fù)合物等等。播種機(jī)器和上述埋在土壤中的全自動系統(tǒng)構(gòu)成了“土壤接口”，可以將作物的實(shí)時情況(作物細(xì)胞、分子層面的變化)反饋給農(nóng)民朋友。不過，由于價格昂貴，現(xiàn)在大面積使用這種技術(shù)的可能性不大。M2M技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用最為引人注目，所有品種的牲畜都可以被監(jiān)控。但是，對牲畜的監(jiān)控是有場所限制的，只能監(jiān)控牲畜棚里的各項(xiàng)參數(shù)，如活動情況、進(jìn)食情況、對環(huán)境的反應(yīng)靈敏度、鳥類下蛋的大小、料肉比等等。關(guān)于文章開頭提到的能發(fā)短信的奶?！@是歐洲的一個M2M技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目，有5000個農(nóng)場參加。參加項(xiàng)目的奶牛體內(nèi)都被植入了傳感器，可以通過短距離無線通信信號發(fā)出信息，數(shù)據(jù)收集員可以在指定地點(diǎn)(例如牧場、必經(jīng)道路)讀取奶牛的生命體征數(shù)據(jù)。會發(fā)短信的奶牛和會寫日記的豬用傳感器監(jiān)控牲畜的目的，是為了及時了解其發(fā)情期并準(zhǔn)確預(yù)測生產(chǎn)時間。一旦奶牛的行為或體溫出現(xiàn)異常，傳感器就會自動發(fā)出短信，提醒獸醫(yī)或者農(nóng)場主注意。這些數(shù)據(jù)會被收集到一個互聯(lián)網(wǎng)平臺中。一頭奶牛一年的數(shù)據(jù)傳輸量約為200MB，這些數(shù)據(jù)不僅可以讓奶牛提高產(chǎn)量，還有別的用途—加拿大地區(qū)的部分奶牛產(chǎn)奶后會自動更新自己的推特(Twitter)。在伊比利亞，自由放牧的豬會發(fā)信息向飼主匯報自己的身體狀況以及目前所處位置，這樣可以避免豬群之間疾病的傳播。背后的技術(shù)使用上述所有應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定可用的蜂窩連接以及M2M技術(shù)SIM卡，開啟漫游功能之后就可以使用多個移動運(yùn)營商的服務(wù)。如果GSM網(wǎng)絡(luò)不夠用，還可以使用窄帶和寬帶的868兆赫茲(Megahertz)技術(shù)。只有在網(wǎng)絡(luò)連接、應(yīng)用程序及其融合順利進(jìn)行的情況下，M2M技術(shù)才能真正體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。農(nóng)業(yè)智能化的M2M技術(shù)為了給每一位客戶提供個性化的M2M技術(shù)服務(wù)，Orange公司在布魯塞爾建立了自己的國際M2M中心。這里可以計(jì)劃、制定、測試M2M項(xiàng)目，并在投入運(yùn)行之后提供管理服務(wù)。各種傳感器和測量設(shè)備都可以通過M2M技術(shù)與數(shù)字、模擬或者串行接口連接起來。使用M2M技術(shù)的設(shè)備必須滿足抗打擊以及防水方面的要求，最常使用的就是RFID系統(tǒng)，包括應(yīng)答器和讀取器。讀取器由射頻器、帶接口的控制模塊以及一根天線或者線圈組成。應(yīng)答器一般是密封的，其動力來自電容器。應(yīng)答器安裝在牲畜體內(nèi)或者體外，可以被傳感器檢測到。農(nóng)民成為世界上最酷的職業(yè)由于傳感器和芯片的成本太高，M2M技術(shù)目前還未在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中大批投入使用。但情況不會永遠(yuǎn)這樣。DaVinci研究所所長、資深未來研究學(xué)者ThomasFrey認(rèn)為，消費(fèi)者和生產(chǎn)者的數(shù)量在共同增長，只要這個趨勢延續(xù)下去，未來對傳感器的需求就會逐漸增長。垂直農(nóng)