基于“智能农业云”项目的智慧农业发展新模式研究*

吴思佳

（潍坊学院，山东 泰安 271411）

习近平总书记指出，要推动数字经济和实体经济融合发展，把握数字化、网络化、智能化方向，推动制造业、服务业、农业等产业数字化。随着新一轮科技革命和产业变革纵深推进，数字经济加速向农业农村广泛渗透，为我国农业现代化带来重大机遇。“智能农业云”项目搭建一个物联网农业控制平台，通过智能温室环境控制系统、智能物联网灌溉系统和生产可视化系统，结合商业电子商务系统，实现农产品一键物流配送。

1 研究目的

通过生产环节的智能化、经营环节的差异化和服务环节的综合信息服务，促进农业产业链的转型和现代化，消除传统农业的弊端，实现农业绿色化、精细化、高效化发展，提高耕作效率，提高农产品产量，保障农业资源得到充分利用，实现农业的可持续发展。

2 研究内容

随着国家对“三农”工作的日益重视，以及农业现代化发展和电商业务的迅猛崛起，为满足农户对农田智能化管理的需求及消费者的购买需求，本研究创建了“智能农业云”项目。该项目具有以下特点：

1）积极整合技术，充分应用物联网技术、3S 技术、无线通信技术等现代信息技术成果，实现影像诊断、实时监控、灾害预警等智能化管理。

2）由单一农户种植逐步转化为农场化种植，实现农业生产高度规模化、集约化、产业化，提高农业生产对自然环境风险的抵御能力，将弱势的传统农业转变为高效的现代产业。

3）将电子商务业务融入平台，建立生产者和消费者风险共担、利益共享的合作模式，为生产者提供多元化的销售渠道，为消费者提供绿色有机食品。

4）实现从农村到城市、从土地到餐桌的直接对接，建立“品牌+标准+规模”的经营体制和新型的“产+运+销”一体化机制，完善“企业+园区+市场”的组织形态。

3 行业分析

3.1 市场规模

智慧农业对于基础产业的打造至关重要，智慧农业的应用将成为未来农业发展的新趋势。相关数据显示，2021 年我国智慧农业市场规模约为685 亿元，2022 年我国智慧农业市场规模约为743 亿元，预计2027年将会达到1 214亿元。

3.2 行业特征

对比智慧农业的基本特征和服务模式，我国智慧农业可以分为创新型智慧农业、创投型智慧农业、媒体型智慧农业、产业型智慧农业和服务型智慧农业。由于智慧农业还处于起步阶段，服务和运营模式还没有完全形成[1-5]。一旦创新创业的政策支持和大额投资从该领域消散，投资回报和创业目标将成为行业讨论的核心议题。同时，智慧农业服务将回归核心业务，如何依靠自身运营能力实现行业稳步发展，也成为智慧农业行业发展亟需考虑的问题。在上述诸类型的智慧农业中，产业型智慧农业已经成为智慧农业开发的主要方向之一，主要以企业为主导，将农业生产经营与企业业务紧密结合，具有较大的商业可行性。

4 项目简介

4.1 项目概述

1）项目以智慧生产为核心，依托精细化、智能化、集约化、科学化生产促进农产品提质增效。物联网技术与各种多源遥感设备、智能视频监控设备以及智能报警系统相结合，对农产品的生产环境和生长条件进行监测，对农业生产条件、水、肥、药、食品科学进行实时远程管理，提高农产品品质、产量，降低生产成本。

2）利用大数据分析、农业物流管理技术和农产品质量控制技术，根据具体的需求信息、物流信息和农产品生长信息，在农业生产智能决策系统中确定具体的采集时间、采集数量、物流情况和农产品质量规格。

3）依据电子商务系统的客户订单，符合成熟度要求的农产品可以根据与消费者的距离实时采收和冷藏，最大限度地减少从生产地到消费者手中的损失，保证农产品的新鲜度。

4.2 项目特色

1）产量映射是一种农业技术，它依靠机器学习算法在大规模数据集中寻找相应模式，并实时了解不同模式间的正交性，为作物生产规划带来无法衡量的重大价值。在植物生长周期开始之前，预估田地的潜在产量已成为可能。通过结合使用机器学习技术，基于三维地图分析以及来自传感器的社会状况数据和来自无人机的土壤颜色数据，农业专业人员能够预测特定作物的潜在土壤产量[6-7]。无人机完成一系列飞行后，会获取到最准确的数据集。在监督与无监督机器学习算法的加持下，农业专业人员得以确定如何使田地产量最大化。

2）通过无人机的实时传感器数据和视觉分析数据进行预测，达到提高作物产量的目的。智能传感器和无人机收集到特定肥料、灌溉方法和病虫害防治处理如何提高作物产量的数据，并将所获数据与实时视频资料相结合，为农业专家提供了之前无法获得的全新数据集。该项目平台结合了来自传感器的数据，如湿度、肥料和天然养分水平，以分析每种作物的生长模式。机器学习负责整合大型数据集，并提供基于约束条件的建议，以提高作物的产量。

3）根据农作物单产率确定总产量对制定农作物的定价策略至关重要。对作物产量和质量水平的准确了解有助于农业专业人员预测产量，并帮助农业公司、合作社和农民更好地对农产品定价[8]。生产者由此综合考虑便可以确定相关作物的价格曲线，如无弹性、单一弹性和高弹性，同时考虑到作物的整体需求，并确定定价策略。仅凭此项数据，就可以为农业企业每年节省数以万计的收入损失。

4）人工智能可帮助农民找到灌溉系统中的渗漏点，确定如何优化灌溉系统和调整灌溉频率，并优化可生物降解农药的组合，将优化后可生物降解农药的组合应用于仅限需要进行处理的田间地头。能否高效利用水资源，可能影响一个农场或农业项目的盈利能力。线性编程可以用来快速计算出在给定的田地或作物中实现理想产量所需的最佳水量，监督式机器学习算法则可以确保田地与农作物获得足够的水分以提高作物产量，同时避免过多浪费这种宝贵的资源。通过将智能传感器与无人机提供的视觉数据相结合，农业领域的人工智能应用可以早期预测和识别害虫的发生，并确定种植区最容易发生害虫的地区。利用监督式机器学习算法，农业专业人员可以确定威胁和感染健康植物的害虫的最佳杀虫剂组合。

5）消除农业供应链中可追溯性或跟踪的许多障碍，使更新鲜、更安全的农作物能够交付市场。一个管理良好的可追溯系统可以通过提高整个供应链的可见性和控制力来有效地减少库存[9]。现代追踪系统允许在集装箱层面进行细致记录，区分进货的货物及其相关物品，并使用传感器提供关于每批货物状态的更详细信息[10]。

4.3 创新点

1）引入第三方付费概念，改变了IT 行业的传统商业模式——用户付费，为农村信息系统的发展开辟了新途径。

2）本项目的“智慧农业”相关产品均基于移动互联网O2O 商业模式。农村农民是该平台的主要用户，但就目前而言，对于大多数暂时无法承受软硬件投入的农户来说，公司提供完全免费的服务。

3）根据用户实际情况，提供三个层次的服务，即免费模式、订阅模式和许可模式，从而实现提高市场占有率的目标。

4）在市场占有率逐步提升的基础上，再向上下游双向扩展到第三方付费的广告概式与消费者订单佣金模式，最终形成一个“帮助他人致富，实现自身成长”的内部系统，实现“双赢”。

4.4 市场预测

1）农户。大部分耕种地区仍以人力为主，生产工具和管理方式较为传统，农田易受自然灾害影响，农业效率低，亩产量往往无法达到预期，农户收入要满足提高生活质量的要求存在难度。项目加入现代化技术成果，农业生产效率和管理效率大大提高，亩产量得以增加，农户也可以抽出更多时间从事副业，用多样化的方式提高农业发展质量和效益。针对可视化，农民可为每位消费者订单选定的作物种类进行土地面积划分和实时监控，在消费者需要观察作物的不同时段提供照片和视频，从而给消费者如同家庭后院般的种植体验。此外，农民还可为消费者安排实地观察和成熟季自行采摘的预约服务，使农业更贴近于大众，促进区域经济的整合发展。

2）消费者。市场蔬果往往出现供不应求或供过于求的现象，如供不应求时，少数农户获利增加，但大多数农户仍保持稳定收入，甚至因为消费者在某种蔬果上花费较多，而降低其他农产品的购买费用致其收入降低。项目整合产品的需求，利用大数据等先进技术处理分析可以进一步了解到商品的购买群体、该群体的购买习惯以及同品类商品中哪些更受消费者青睐，链接多样化产区，并根据品种、成熟周期和物流条件精准匹配给对应消费者，实现以销定产，平衡生产与需求。消费者是该平台的关键资源，是带动平台发展的重要部分。“智能农业云”项目为消费者提供全面的农业种植作物与对应产值，消费者可以从种子开始选择，最终在收获成熟作物时一并支付货款。消费者可以按照自身需求和能力进行土地的预约与承包，进行所需作物的种植，还可以向农民预约，通过照片、视频或实地观察等方式观测农作物生长状况，进一步提高消费者对食品安全的信心。

3）物流。农户与消费者信息交互不及时，农户收获通常为线下批发，多次销售再售卖给消费者，价格远远高于初始批发价格且质量无法保证。项目在消费者和农户之间建立直销渠道，既能增加农户收益，又能降低消费者的购买成本，很大程度上保证了农产品的新鲜度。“智能农业云”项目根据当地的物流发展规模，一方面选择依托当地的物流企业、社区服务中心或者社区便利店，设置配送网点；另一方面直接配备平台自身的物流，消费者预约时间送货上门，或消费者选择线下自行采摘，平台提供专门接送服务，为消费者提供快捷的运输服务，提高配送效率，减少保质期较短的农产品所带来的经济损失。

4）食品安全。农产品追溯系统可帮助企业实现产品种养、生产、销售、物流等环节的整个生命周期的监管，通过互联网、电话、短信等途径把这些信息实时呈现给消费者，理论上做到对食品从农田到餐桌全过程的全知晓。“智能农业云”项目不仅促进资源优化，提高土地利用效率，还可推动产业链转型升级，进一步促进消费规模和农业的多方位发展，使得消费者的市场信息与农民的农业信息相结合，为地方农业提供新型的致富之路，促进城乡经济的协调发展，更好地连接城市人员与农业自然的联系，给予人们在现代高生活压力下精神上的慰藉与满足，也为食品安全与消费者的消费安全作出了重要贡献，为人们提供高质量生活。

5 结语

智慧农业产业与互联网的融合发展，是智慧农业真正推动消费转型升级的重要举措，为智慧农业相关产业创造了众多新模式和新业态，使智慧农业找到了新的突破口和新的盈利点，建立新的商业模式，提高盈利能力。智慧农业的发展需要一定的推动力，而这种推动力是由商业创新和信息化提供的。“智能农业云”项目将农业物联网管控平台和电商业务进行组合，通过一个完整的系统实现农户物联网管控农田和消费者订购双重功能，既满足农户足不出户就可以管理耕地的要求，也保障消费者对绿色有机蔬果新鲜度等的需求，应用前景广阔。