基于物联网技术的智慧农业发展问题与对策

通过物联网技术在智慧农业智能感知及食品……

基于物联网技术的智慧农业发展问题与对策
发布者:精讯上传时间:2022 年 8 月 3 日

根据《十三五全 国农业农村信息化发展规划》的要求,其中明确了 农业农村信息化建设的总体要求及重点任务,提出 要大力促进现代信息技术与传统农业生产经营的深度融合,从而全面提高农业农村信息化水平。在国家宏观政策的有力支持下,智慧农业在中国得到快速发展,对实现现代农业的绿色化、标准化、网络 化以及智能化发展,对智慧农业、现代化农业的发展具有重要意义。通过物联网技术在智慧农业智能感知及食品安全溯源方面应用概况的总结 分析,利用宏观统计数据及现场调研、问卷调查数据,发现并分析智慧农业在推广发展过程中的短板问题,提出有针对性的对策建议,为智慧农业的发展与推广提供一定的决策参考依据。

1  基于物联网技术的智慧农业发展概况

随着国家农业政策的持续支持,在多方社会组织的共同参与之下,基于物联网技术的智慧农业在全国诸多省份得到了一定的推广应用,目前主要集中在农产品生产过程中的全生命周期智能感知应用与农业农产品质量的安全溯源应用两个方面。

1.1  农业生产过程智能感知方面的应用

农业生产过程智能感知是充分利用现代农业生产信息化和互联网通信技术、物联网、音视频、无线通信技术、大数据及现代农业产业专家知识库等专业技术实现农业生产过程中的相关要素可视化远 程诊断、远程控制、环境自动感知、灾变监测事故 预警等多种新型智能化现代农业生产管理信息系统 综合应用。使得农业生产过程中人、物、智能设备 的有机结合,为农产品生产者、经营决策者提供有 力的数据支撑。

农业生产过程中通过各种智能无线传感器自 动采集种植生产过程中的空气温湿度、土壤Ph、 光照条件、二氧化碳浓度等参数,远程监控农作物的生长情况,将采集的各类数据经过智能化软件业务分析平台进行综合数据分析,按照农作物的标准生长参数要求,精准管控各智能设备的自动开关, 从而实现智能化的农业生产全过程。在全国智慧农业推广方面,智慧农业智能感知的发展已经成为各地政府的发展推广重点,比如已经开展了长沙百果园温室大棚智能监控系统、台州市智慧农业示范区、云南楚雄州现代农业科技园等智慧农业创新试 验区。

从信息进村入户工作的开展过程中看,农村地区的农业从业者信息化接受程度较低,而智慧农业需要农业从业者对智能感知设备、现代网络传输技术、物联网技术等现代农业信息化技术有足够 的认识和了解,然而纵观中国智慧农业发展现状, 缺乏懂技术、懂农业生产的新型复合型人才,以致农业生产经营模式创新发展比较低。因此,突破农 村地区人才匮乏的困境,打造新型智慧农业经营队 伍,成为发展现代智慧农业的关键步骤之一。同 时,智慧农业市场还有着巨大的市场发展空间,据 有关数据表明,仅以应用为基础的智慧农业市场预 计在2022年能够达到1,300亿的规模。由此可见,智慧农业的相关应用发展在国内乃至全世界都有着巨 大的市场空间。

1.2  RFID技术在食品安全溯源方面的应用

随着中国居民生活水平的提高,人们饮食关注 重点从粮食温饱逐步向食品安全转变,食品安全问题也引起社会的广泛关注。农产品的生产、加工、 运输乃至销售环节,不免都会出现食品安全问题。 在农副产品的供应链中,通过使用RFID技术,用电子标签记录和存储农副产品的各环节信息,建立农 副产品的溯源信息管理系统,保障农副产品供应链 中的可追溯性,一旦有问题出现,可以迅速查出问题环节和部门,找出问题的原因和根源,从而降低 其对消费者的危害程度,提高农副产品的食品质量 安全。

RFID无线射频识别技术运用在农产品的安全溯源上,在国内外均有相应的成功案例,它也将是 中国政府大力支持的用于农产品安全溯源的重要应用。农业农村部从2004年开始,实施全国农产品安全质量溯源管理,在北京建立了一套针对绿色食品 蔬菜的可溯源制度,并研究开发了基于中国人文风 情特色的蔬菜农产品溯源安全管理系统,在农产品 标签标识信息码的研究开发、使用等各个方面有显著成就。

基于RFID物联网技术的食品质量安全溯源在中国东部沿海发达地区有领先的示范,但在西部贫困地区还鲜为人知。RFID安全质量体系的建设不仅 是国家政策的支撑,还需各种现代化智能设备作为 安全溯源体系的基础数据载体。RFID食品安全溯源 系统由RFID读写手持终端、监控服务器、应用服务 器、无线中继器及后端应用系统等构成,组建一套 完整的安全溯源系统需要大量的资金投入及懂现代信息化技术的高素质人才,而在中国农村地区缺少 新型农业复合型人才,这也是制约RFID物联网技术 在食品安全溯源发展的原因之一。

2  基于物联网技术的智慧农业发展存在的问题

2.1  农村地区缺乏懂技术、懂农业生产的新型农业 人才

智慧农业的推广需要大量懂现代化信息技术、 懂农产品种植的复合型人才,而从中国智慧农业发展现状看,农村地区农村老龄化程度非常高,留在 农村本地的大多数都是文化程度较低、职业素质不高的老人和学龄儿童,受过高等教育、高素质的青年职业人才大量流入城市,造成中国农村高素质人 才大量流失,农村劳动力极为不平衡,接受新鲜事物的意识也普遍低下。

2020年具有初中文化程度的农民工占55.4%,高中文化程度的占16.7%,大专及以上的占12.2%。国内各地农业生产者中,文化程度为大专及本科以上 的比例约为8.1%。在农业生产者的教育水平50%以上 都只停留在初中文化程度,对于智慧农业所涉及的 先进理论知识、先进的智能设备接受程度较低,同时部分人员在接受新鲜事物还存在不同程度的抵触 情绪,从而对智慧农业的发展推广产生不同程度的影响。

中国农业生产者的年龄持续增大,而从中国现代智慧农业 的发展进程角度来看,对现代农业信息化技术、智 能化及物联网高新技术的接受程度偏低,农村信息 化、物联网技术普及率低,思想认识不足,现代农业生产方式落后,这也是当前中国智慧农业发展所 面临的重大挑战,也是导致智慧农业发展缓慢的重 要原因之一。

2.2  缺乏智慧农业新型智能设备、信息化管理系统

智慧农业的建设,要经历智能设备选型、先进技术、规模量产化投入等阶段,在初始阶段成本投入比较大,而农业的生产周期一般来说都比较长, 从而导致成本回收期比较长。,虽然中国 农村居民人均可支配收入逐年升高,其增长率约为9.6%,农民可支配收入约为17 000元,但是相比城镇 人均收入还有明显差距,然而购买智慧农业所需的 智能设备需要有足够的资金投入,目前中国农村居民还不足以支撑信息化设备、信息化支撑平台 的购买能力,以某RFID读写手持终端为例,其单个售价在1 500元左右,加上溯源所需的后端服务器及溯源管理平台,其投入少则几万元,多则几十上 百万元。

所以绝大多数的农产品生产者都没有足够的资金进行智慧农业农产品生产、运输、销售及溯 源方面的投入,同时也认为智慧农业的实施将成为 空谈,无法实现真正有意义的推广,难以大规模形成信息化、智能化的智慧农业相关应用,这也造成 了智慧农业物联网设备初期难以成规模发展的重要原因。

而智慧农业生产过程依赖的全生命周期实时数 据监测,需要大量先进技术的智能传感器设备及信息化系统平台,其投资成本巨大,如果单靠农业生 产市场及企业难以形成较大的规模。若没有当地政 府、行业领头企业的投入及市场化运作,基于物联 网技术的智慧农业应用难以实施。

农业机械目前还主要用于基本的农业耕种,适用于智慧农 业的相关智能化设备还未曾涉及。智慧农业的大力 推广,还急需新型智能化设备、信息化技术手段的 持续投入,但从目前新型智能化设备的成本来看, 国内普通的农业合作社及个体农户还不足以能够承担相应的成本投入。

2.3  智慧农业物联网技术应用意识薄弱、社会认同低

虽然,物联网技术应用在食品安全溯源方面已有成功案例,但在农产品全生命周期标准化生产、 物流、系统化等方面的应用还鲜为人知。特别是在中国西部乡村地区,民众对于物联网应用的认知相比东部沿海地区更为低下,对于物联网基础理论概 念比较模糊,了解不深入,对于物联网技术的行业 应用认为都是止于形式,对于物联网技术的发展前 景认识不足,结合当地政策的支持也都难以开展物联网相关应用。

为了能够更好地深入研究分析农业物联网技术 在智慧农业方面的应用效果及农业物联网技术的认可度,笔者在云南省安宁市、嵩明县两地分别进行 了两次问卷调查,共累计发放调查主题问卷500份, 调研问卷采用一对一、当面访谈及网络大数据调查相结合的形式,这样充分保障了问卷调查的资料真 实性及问卷质量的准确可靠性,样本的有效率达到98%。

同时当地政府、行业领头企业对智慧农业物 联网产业的发展规划不清,在智慧农业领域着重发展某一领域、发展阶段应采取什么方式、什么运营模式等都缺乏统一、系统的规划,农产品生产者更 不能高效地参与项目投产,同时也达不到预期的效果,导致目前智慧农业物联网技术的应用发展较为缓慢。

3  发展对策研究

3.1  加强农业从业者的素质教育、培育复合型人才

智慧农业的发展离不开高素质、高文化的新型 农业人才。从国家及地方政府层面,积极组织新型 智慧农业技术技能培训,提升新型农业人才的职业 素质,在国家政策上鼓励高校农业技术相关专业人才返乡、留乡,建立智慧农业高素质人才的培养机制,加大农业科研投入,积极推进智慧农业物联网创新性项目的财政补贴政策,建设农业科研高层次 人才队伍,保障农业产业的高质量发展。

加强农产品生产者的新技术培训宣贯,使其能 快速接触物联网相关技术,提升物联网技术的应用 水平。加强基层农业生产组织的培训宣贯,使其能 快速提升物联网技术的应用及智慧农业相关智能设 备的使用技能,将基层农业生产组织转变为智慧农 业科普宣传点,在提供农业服务的同时开展智慧农 业物联网新技术的普及,达到提高农产品生产者素 质及知识文化水平的目的。

3.2  整合资源,统一规划,加强智慧农业试点项目建设

各地政府整合现有资源,结合各地的自然条 件,统一规划智慧农业发展的政策方针,加大对智 慧农业的政策扶持,利用财政补贴及创新项目专项 资金等方式来不断提高当前智慧农业基础设施建设 水平。设立智慧农业创新型项目新型智能化设备清 单,对农业生产基层组织及农业生产者进行财政专 项补贴,让智能化设备优先进入到智慧农业行业市 场,提高农业生产效率及农业产能。

3.3  加快智慧农业物联网应用范围、推动智慧农业 创新模式

以现代农业技术在农业种植、监管、食品质量安全溯源等领域开展项目试点工作。通过试点项 目的建设,提高社会民众对物联网技术应用的认可 度。智慧农业基础设施的建设面还需扩大范围,智慧农业物联网设备在农业生态环境、农业生产过程、食品安全等方面还需加大设备投入,积极推广物联网新技术、新设备的智能优化,从而加快智慧 农业的推广以及在全国各地落实到位。

各级政府应加快研究制定智慧农业发展的政策指导意见及相关实施方案纲要,结合中国现代智 慧农业发展的全面战略布局,积极组织推广物联网技术、人工智能、大数据等现代化信息技术的涉农 行业综合应用,加快组织推广建设智慧农业应用示范试点工程,普及智慧农业物联网所涉及的先进信 息技术,加强引导基层农业组织及农产品生产者的 农业信息化、农产品安全溯源、农产品监管等方面 的知识宣贯。以基层农业组织或当地政府为实施主 体,在农产品生产、加工、运输、销售等环节进行 物联网先进技术的实施,建设基于物联网技术的智 慧农业示范工程,从而达到智慧农业物联网应用范围的普遍推广。

同时智慧农业领头企业应加快市场资本运作, 争取获得政府专项资金补贴,或采取PPP的运营模式 进行创新项目的试点运行。不断提高农业智能化生产水平,降低生产经营成本,提高企业生产管理效 率,推动智慧农业生产精准化、智能化、科学化的 发展进程。

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