南昌市农业物联网发展现状及发展趋势展望

蓝岚，刘昌林，熊林武，姚毅

（南昌市农业科学院，江西南昌 330001）

0 引言

近年来，随着社会的发展和科技的进步，万物互联已成为可能并正在逐步进行中，物联网不再仅仅停留在概念阶段，而是慢慢变成现实，逐渐渗透到我们的生活中的方方面面。在农业生产方面，农业物联网的实现，一改以往的传统农业生产方式，实现自动、智能、远程控制的生产模式，极大提高了生产率，节省了人力物力财力，而且优质高产高效。传统农业基本是靠农业生产者的感觉和经验，无法对生产细节进行精准的判断和控制，比如作物的水肥、农药、微量元素、光照等，在用法用量上，只能靠生产者的经验和感知，在具体操作时无法做到最优，难以达到作物的最佳生长状态。

农业互联网则是利用大量的传感器节点，形成监控网络，能及时采集信息，如作物的生长温度、湿度、光照、pH值、CO2浓度等数据信息，并可以通过数据中心进行比照，技术人员在办公室或者通用无线网络随时随地进行信息查看或者调整，实现远程控制，从而使作物生长条件参数达到最优，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。农业物联网实现了及时监测、随时查询、提醒警告、远程控制等功能，在农业生产方面表现出了前所未有的生产优势，是未来农业发展的必然趋势，国家对此也非常重视，出台了许多相关的扶持政策和促进措施。

2020年政府工作报告指出，要将病虫害防治、大数据、物联网、云计算、新材料等先进的科技成果应用到农业上，推进农业智能化。农业物联网是将各类传感器、农情采集器、互联网技术等应用于农业生产经营，实现农业生产全过程的即时监控和科学决策，从而促进农业向信息化、智能化发展[1]。农业物联网是农业现代化的标志之一。当前，南昌市农业物联网建设进程不断加快，对促进农业现代化发展、农业增产、农民增收具有重要作用。

1 南昌市农业物联网发展现状

1.1 政策导向作用明显

为加强智慧农业建设，江西省政府先后出台了《江西省人民政府关于贯彻互联网+农业行动计划加快推进全省智慧农业建设实施意见的通知》（赣府厅发〔2015〕74号）、《江西省人民政府关于加快建设物联江西的实施意见》（赣府发〔2018〕29号）、《江西省人民政府办公厅关于印发“智联江西”建设三年行动方案》（2021-2023年）的通知（赣府厅字〔2021〕31号）等一系列政策，并发布了《江西农业物联网建设技术指导规范》和《江西农业物联网云平台开放API说明》等文件。这些政策、文件对农业物联网的推广和应用指明了方向，并规范了农业物联网的建设工作。南昌市在省政策文件精神的指引下，科学开展了农业物联网相关技术和平台的研发工作，并积极落实农业物联网技术应用，有效提高了智慧农业建设水平。

1.2 示范基地建设取得实效

南昌市通过政府主导、市场引导共同作用，充分挖掘产业优势和技术优势，农业物联网示范基地和主导产业园区建设取得了显著成效。2020年，南昌市农业科学院、南昌市政公用生态农业有限公司、江西煌上煌集团食品股份有限公司、江西农旺水产养殖开发有限公司、江西省斐然生态农业科技开发有限公司、南昌智慧大田农业科技发展有限公司等10家单位被评选为江西省农业物联网示范基地（企业）。南昌绿谷“两区一廊”、工控·塘南第六产业园等园区，作为粮食生产、无公害蔬菜生产等主导产业示范园区，大面积应用了农业物联网技术，实现了农情监测、自动浇水施肥、自动温湿度控制等农事操作的自动化、智能化。

1.3 技术应用具备坚实基础

在农业物联网应用的基础建设上，南昌市抓住国家科技重大专项——新一代宽带无线移动通信网的成果转化工作，基本实现了NB-IoT（窄带物联网）对重点农业项目建设的覆盖。网络建设方面，南昌市通过完善农村通信基础设施建设、降低宽带资费等措施，在农村地区普及宽带，使农村地区基本进入网络时代。在移动通信方面，农村4G网络覆盖率超过97%，5G网络正在有序建设，基本实现了网络深度覆盖，为农业物联网的应用打下了坚实的网络基础。在硬件设施方面，南昌市引进了各类传感器、农情监测设备，为实现农业生产自动监测、气象数据实时呈现、农情信息网络传输奠定了硬件基础。

在系统平台方面，南昌市农业科学院研发了农业科研生产管理服务平台，可以通过电脑终端和移动终端对气象数据、农事生产、水产养殖等进行远程管理，通过远程监控系统与终端的网络连接，实现农业生产的远程监测、远程调度和实时沟通。在管理服务平台上，针对智慧农场场景，可以显示农场概况、种植类别、种植品种、气象监测、生产进度等信息，并可实时监测农机作业的情况；在智慧水产养殖场景，可以切换水质监测仪、农业测试设备，实现设备实时数据显示；在气象数据统计场景，通过监测仪器监测24h温度变化、24h湿度变化及实时气象信息，并可显示每一项监测数据的实时数据及24h变化情况。平台还设置了视频语音系统，服务人员通过查看实时监控视频，与生产现场人员进行语音沟通，极大地增强了农业技术指导服务的便利性。此外，平台还内置专家系统，可以及时针对天气情况、气象灾害、病虫害发生情况作出预警，并利用专家系统提出防范、防治建议。

1.4 技术应用场景广泛

1.4.1 农情监测

南昌市依托农业物联网监测设施和管理服务平台，初步实现了农业大田生产作物生长情况、土壤温度、土壤湿度、病虫害发生情况、农业灾害情况的实时监控预警，并结合降雨、气温、天气预报等信息，对作物生产做出专家指导意见，及时调整田间管理措施，达到精耕细作、科学施肥、合理灌溉、及时防治病虫害的效果。如土壤监测系统，通过埋藏于耕地土壤内的传感器，可以实时监测土壤墒情，确定何时灌溉、灌溉量多少[2]；通过肥力传感器可以精确分析土壤中各营养元素的含量，做到配方精量施肥，有效降低了农业生产成本。

1.4.2 设施农业

建设智能温室和标准日光温室，并结合温室内设置的无线传感器和网络传输设备，实时监测土壤湿度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度、植物养分含量等与作物生长密切的参数，并通过服务器进行数据，远程开启或关闭喷淋器、卷帘机，自动预警并通过移动终端提示进行通风、施肥等管理。农业物联网的应用实现了高效管理和精准化管理，大大降低了设施农业生产的人力成本、农资成本，提高了作物产量。如：作物生长动态信息获取传感器可以通过一段时间作物生长情况的对比，实现农业多源信息的智能采集和研判，为生产提供准确建议。

1.4.3 智慧养殖

通过安装基于物联网的智慧渔业管理系统，如养殖环境监测传感器等，可以实时监测养殖环境温湿度、水质、PH值、电导率等参数，进行养殖设备自动化控制、鱼病远程会诊等，实现渔业养殖的智能化和自动化。通过畜禽养殖物联网系统，如动物行为信息传感器、动物个体自动识别系统，可动态分析畜禽生长情况、分布情况等，并实现全生产链的全自动管理。

1.4.4 食品安全

通过食用农产品电子追溯系统，利用移动手持终端（PDA），实时查看食用农产品来货信息、检验信息，并进行快速检测，提高了食用农产品质量安全检测的效率，增强了食品安全监管力度。同时，通过基于物联网的质量安全追溯体系，可以及时采集农产品播种、施药、采收、加工、运输、销售等环节的数据，消费者只要通过手机扫描条形码就可以实现整个农产品生产和流通环节的质量安全追溯。此外，应用农业物联网技术，还可实现农机智能调度、农产品智能配送等功能，且已经在生产中得到推广。

2 南昌市农业物联网建设存在的主要问题

2.1 农业信息化基础建设不足

数字农业、智慧农业、精准农业等现代农业发展模式尚未深入开展，对数字技术、信息技术、物联网技术的研发与应用也不全面。由传统农业向物联网农业过渡需要一定的人力物力财力支持，农业发展特点是投入时间较长，见效慢，需要长期的持续投入才能见到效益。目前，物联网农业由概念转到应用也是近年来才开始的，农业信息化建设从全国来看也都存在基础建设不足的问题，需要一定的时间、经验的积累，以及建设方式的探索、规划、标准的制定都需要实践。

2.2 农业信息数据共享程度低

农业物联网建设是涉及农业部门、涉及企业、示范基地、生产者及科研机构等的系统工程，农业信息数据在这些建设主体中还难以实现数据共享。数据共享涉及的问题较多，在技术层面已不成问题，但需要在宏观调控下进行才能有序的进行，因为需要涉及以许多部门、单位、生产基地等之间的协调配合。实现数据共享，需要先进行顶层设计，先期要统筹规划好方案，制定原则、管理制度、方案预案、人员分工等，才能完成这一系统工程。

2.3 物联网农业人才缺乏

当前农业企业、新型经营主体、个体生产者缺乏数字化素养，科技人员中缺乏既懂物联网技术又懂农业生产的复合型人才。长期以来，全国各地的农业发展都是以传统农业为主，南昌市的农业生产也不例外，普遍生产规模不大，经营范围也相对单一，而且比较分散，缺乏集中的多元化经营的现代规模生产方式，而且从事农业生产的经营者水平偏低，鲜有高学历人才。加之近年来城镇化进程的不断推进，一些有知识有文化有能力的年轻人不断外出务工经商，农村的常住人口基数不断减少，留守的基本都是老年人和儿童、妇女，高学历高素质人才在农业领域严重匮乏，导致物联网农业发展缓慢[3]。

2.4 农业信息安全性低

农业物联网的应用形成了巨大的农业信息数据池，这些数据涉及到政府文件、科研技术、企业信息、农业发展数据等，但当前信息安全性仍然处于较低水平。信息安全一直是互联网中十分重要的工作，物联网时代也同样要把信息安全列为工作中的重中之重，一方面是农业物联网的系统安全运行，确保数据安全存储、传输和及时发送。另一方面也要防止数据泄漏，防止黑客的入侵。数据的最大程度安全才是物联网稳定运行的基础[4]。

3 南昌市农业物联网发展趋势展望

3.1 加强顶层设计和制度建设

管理部门应从现代农业建设的总目标出发，结合当地实际，完善农业物联网建设的统筹规划，并制定各项标准和实施细则，使各地农业物联网建设有序推进。

3.2 加大资金支持力度

加大关键环节的补贴引领力度，创新财政和融资支持方式，提高农业物联网硬件、软件的应用。市场经济条件下，资金的保障是实现技术应用到实践必要条件，一方面可在各级财政在支农资金中拿一定比例投入到发展物联网农业中来，另一方面拓宽融资渠道，鼓励民间资本的进入，采取多种模式进行投入，如特许经营、提供服务、股权合作等方式，促进物联风农业的主体发展。

3.3 加强人才培养

针对农业物联网发展要求，引进、培养专业的技术人员、服务人员和数字化技术人才。一方面是引进人才，依托省内及国内的一些大学、实验室、科研院所，引进一些农业生产、科研等方面的学历高、能力强、素质好的人才，可以采取双向兼职、项目合作、技术入股等多种方式，实现物联网农业高层人才的流入。另一方面是加强本地人才的培养，通过送出去学习、现场教学讲座、远程培训等形式，对本市的基层农业干部、技术人员、新型经营主体开展有关物联网农业相关培训，提高对物联网农业的认识及技能水平的强化。学习了解物联网农业发展的一些前沿的技术操作、先进理念、运作模式及先进设备知识，不断提高思想认识及生产管理理念，提高从业水平以适应新形势发展的需要。

3.4 开发应用场景

加强农业物联网技术的研发能力，结合不同产业研发农业物联网的应用场景和商业模式，增强农业物联网对智慧农业的支撑力度[5]。

3.5 强化物联网信息安全

应用先进的网络防护技术，完善信息数据管理机制，增强管理人员安全意识，不断提高农业信息的安全性。

4 结语

通过上述措施，可以解决农业物联网发展的部分问题。目前，农业物联网在南昌市农业生产的应用仍存在局限，但随着规划机制的完善、先进技术的研发、适用设备的开发与应用、更多应用场景和商业模式的产生，以及农业物联网与产业的深度融合、专业人才的不断培育，南昌市农业物联网必然实现更大范围的覆盖，从而实现农业物联网产业链的形成和现代农业发展水平的提升。