物联网技术是世界信息产业继计算机与互联网之后的又一次飞跃,为农业现代化的快速发展提供了亘古未有的机遇。该书的整体内容和语言风格,非常朴实,非常接地气。语言通俗生动,彩色图片美观清晰直观,列举的典型实例均来自第一手调研,富有说服力,描述生动,趣味盎然。一些养殖、种植大户,用非常生活化的语言,描述农业物联网给他们带来的便利和发展,给他们的生活带来的欣喜和崭新的变化,读起来非常引人入胜。 这本凝结着作者对农业前景的深刻洞见、热情和期待的精美的图书,必将引导和鼓舞农业物联网的蓬勃发展。作者满怀信心地预言,农业物联网必将为现代农业孕育亘古未有的发展动力,为未来的农民和农村的生产生活方式带来崭新的变化和机会。物联网,将是点亮“三农”的新引擎。历史的新机遇,不可错过。
该书作者余欣荣同志,站在国家和行业发展的制高点,从农业、农民、农村三个角度,以农业从业者、经营者、管理者为初始读者,从种、产、收,产、供、销、管整个涉农产业链条,全方位解读、阐述物联网在”三农”领域广阔的应用模式、途径、前景和发展方向,是一本指导农业物联网实际应用的,涵盖技术普及、政策解读、方向引导、案例解析和途径导引的难得的实用指导书。
第二章 走进农业物联网
一、认识农业物联网
1.农业物联网是什么
农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。它利用各类感知设备采集动植物本体、农业生产过程以及农产品物流等相关信息,通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输,将获取的海量进行融合、处理,最后实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务。它是如何让农业变得更能感知、更易互通、更加智能呢?我们还是先看几个例子。
(1)葡萄园里的“懒汉”
大桥镇是葡萄之乡,这里生产的“无核四号”、“藤稔”葡萄远近闻名。但是,江南多变的天气曾让葡萄种植户们吃尽了苦头。2010年,虽然葡萄采摘已经结束了,但为了来年葡萄能长得更好,采摘后对土壤进行施肥、松土、浇水等工作并不能懈怠。但这里的一些葡萄种户却好像很“偷懒”,不用每天老是往田里跑,一个短信就可以控制水泵的开启和关闭,坐在家里就能随时知道田里土壤水分含量。
原来,这些葡萄种植户都用起了农业物联网技术。以前,种植户们会在大棚内挂上水银温度计,要亲自到棚里去看才知道温度,要挖一部分土壤出来用专门的仪器检测,才知道土壤水分的含量是高了还是低了。现在这些工作都可以在家里完成,农户可以用电脑或手机对葡萄大棚内的空气温湿度、土壤水分含量等进行实时检测。
近些年,大桥镇兴起了“物联网”,为葡萄园配上了“电子保姆”,我们可以看到在葡萄园的水泥立柱上,安装了一个书本大小的铁盒,这些是控制器和负责信息采集、传输的节点,由无线控制与传输系统、各种感应器组成,是物联网最关键的“神经末梢”。这些“神经末梢”最终汇集到棚外的水泵间“综合信息柜”(图2-1)。只要用手机输入一串代码,给“柜子”发一条短信,3秒钟便有回复,一切葡萄园环境信息尽在掌握中,并且还能得到专家系统给出的指导方案。这套系统还可以通过手机实时看到大棚内的高清监控视频,察看大棚内环境变化情况。
图2-1 综合信息柜控制着水泵的开启
水泵间里除了水泵之外,还放着一个单门冰箱大小的东西。技术员说,这就是 “综合信息柜”,用于发送数据,他现在每天都会给这个“柜子”发短信,只要输入一串代码,就可以给眼前的“柜子”发送一条短信。3秒钟后 “柜子”回复的短信传来,也是一串代码:“大棚温度23摄氏度,空气湿度55%,土壤湿度75%。”如果数据显示湿度不够,那么轻点手机发出指令,就可以自动启动水泵给葡萄喷灌(图2-2)。
图2-2 自动喷灌系统正在工作
有了这个“电子保姆”,不但让“估计”变得精确。更重要的是,让很大一部分劳动力解放出来。农民都说这些都是省出来的利润啊。
第三章 物联网正在改变农业
一、设施农业安全、高效
1.“聪明”的农业设施
我们知道,采取设施栽培的目的就是能给作物生长提供一个最佳环境,在实际的生产过程要做到这一点,就必须不断调节设施中的各种设备。如果纯粹依赖人力,一是工作量大,二是很难做到准确调节。要做到这一点,必须满足3个条件:一是必须知道作物在每个生长阶段的需求;二是能实时监测到植物的生长环境和生长状况;三是能够及时调控作物的生长环境。
对于第一个条件,我们的科研人员已经完成或正在进行着大量的实验,并建立了植物生长模型。有了生长模型,我们就可以让作物在电脑里“生长”,并能知道土壤含水量低于多少时作物就会“渴”,氮肥低于多少时作物就会“饿”,空气相对湿度多大时就容易发病。
对于第二个条件,单栋温室就可利用物联网技术,成为无线传感器网络覆盖下的一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点,如风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构,构成无线网络,来测量土壤湿度、成分、pH值、温度、空气湿度、气压、光照强度及二氧化碳浓度等,把你想知道的一切“记录在案”,供你查阅和参考。
对于第三个条件,可以是设置在田间的各种自动化、智能化、远程控制的设备,它们在等待你下命令,为你浇水、施肥、加热温室。
现代化农业的一个突出表现是智能化控制,通过在温室内布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器,使得管理者可以随时随地通过3G手机或电脑,进行远程监测、远程控制浇灌和开关卷帘等,并可实时查看农业大棚内的温度、湿度等信息(图3-1)。实现对农业大棚的自动化管理,提高工作效率。
图3-1 安装在大棚内的传感器
在现代农业中,大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集与作物生产有关的各种生产信息和环境参数,可以帮助农民及时发现问题,准确地捕捉发生问题的位置,对耕作、播种、施肥、灌溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制,使农业投入品的资源利用精准化、效率最大化(图3-2)。通过安放在田间的摄像头,你可以在家中的电脑上甚至手机上看到大棚里的每个角落(图3-3)。
图3-2 安装在大棚内的摄像头
图3-3 通过手机实时查看大棚
随着物联网技术的应用,设施农业逐渐从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,推动了农业发展方式的转变,大大提高了农业生产的效率。
2.网上“种菜”、卖菜
王经理只要打开电脑,登录“设施蔬菜智能专家平台”,就能时刻了解到每个棚、每种蔬菜的生长实况。例如,点开130号农户086号棚的页面,显示种植作物为西红柿,生长期总计192天,剩余36天。此外,大棚内的空气、土壤的温度、湿度和光照等数据也随时在上传中。
种植基地的信息为何能传到电脑上?走进大棚,就看见棚顶挂着许多吊灯状的物体。“这个是传感器。”基地负责人说,“它们可以收集大棚内的空气、土壤等信息,每隔15分钟上传到中央数据库,专家通过网络看到这些信息,随时指导农民种植,客户也可以通过网络及时观察作物长势。”
“种菜”上网,卖菜也上网。工作人员正在电脑前忙着统计当天的订单,拨打该公司的客服电话,或登录产品网站,都可订购各种蔬菜,12小时内送货上门。目前,他们生产的蔬菜主要销往北京的机关单位,并直供社区。
每份蔬菜到达客户手中后,客户可将蔬菜包装上标注的条形码输入到公司网站,蔬菜的原产地、生产环境、生产管理、质量检测等信息一目了然。工作人员介绍,“目前市场上的蔬菜,一般只标注产品名称、重量、生产日期,我们的菜可以实现从生长到配送的全过程追溯,保证食品安全。”
在北京紫金长安小区,随时可以看到居民从一组智能配送箱里取出新鲜蔬菜,这是开发的社区智能配送系统。居民通过电话或网络订购蔬菜,送货人员将菜直接交付到配送箱中,再给居民发短信告知,居民回到社区后刷卡打开箱柜,取走自己订购的蔬菜。
应用物联网技术,百姓吃到了无农药残留的“放心菜”。只要利用温湿度、气敏、光照、化学等多种传感器,对蔬菜生长过程进行全程监控和数字化管理,通过传感器节点实时感知生产过程中是否添加有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂等物质,结合RFID电子标签对每批种苗来源、等级、培育场地,以及在培育、生产、质检、运输等过程中的状况进行记录,技术人员就可以通过物联网模块传来的数据信息进行科学管理,消费者也可以亲眼看到各项指标数据,从而更加放心地食用新鲜的蔬菜了。
这种标准化的新型管理方式,让农产品安全和品质不仅看得见,而且有了公信力。
3.便携式温室环境监控器
传统农业,浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉。如今,在大兴设施农业生产基地,看到的却是另一番景象:瓜果蔬菜该不该浇水?施肥、打药,怎样保持精确的浓度?温度、湿度、光照、二氧化碳浓度,如何实行按需供给?一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题,都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关,农民只需按个开关,做个选择,或是完全听“指令”,就能种好菜、养好花。这个信息化智能监控系统的名称叫“温室娃娃”。
“以前我们给温室加温、浇水、通风等,全凭感觉。人感觉冷了就加温,感觉干了就浇水,感觉闷了就通风,没有科学依据。现在好了!试用 ‘温室娃娃’后,什么时候该干什么,它就告诉你啦。不干,它还老唠叨呢。真是太有意思啦!”在现代农业示范基地,技术员对这个新助手显得格外满意。“温室娃娃”的“脑子”里装着各种作物的最适温度、湿度、光照等数据,再通过它的“感觉器官”测出温室内的各种实际数据,把二者加以对照,如果实际数据不符合这种作物的最适宜数据,它就会提醒你加温还是降温、通风还是浇水(图3-4)。
图3-4 聪明的“温室娃娃”
只要拿着手机按下键盘,就能查看大棚作物生长状况,遥控通风、灌溉和微喷等操作都能随时随地掌控(图3-5、图3-6)。在物联网精准农业技术的生产基地,肥料利用率提高10%以上,节水15%,省药20%~30%。鲜花生产基地由于减少了农作物因温度、湿度不适而发生的病虫害,鲜花达到出口品质的比率提高了20%。
图3-5 蔬菜大棚智能遮阳设施
图3-6 蔬菜大棚供智能喷水设施
4.菇房请来“保姆”
对于传统的食用菌种植,种植户主要通过人工操作和自然通风状态控制温湿度,常因温湿度、通风控制不好,影响蘑菇的质量和产量。而应用了物联网技术开发出的菇房温湿度监控系统,让种植户能随时随地了解菇房的温湿度情况,并可通过多种操控方式对温湿度进行调控,帮助菇农提高生产力。
菇房温湿度监控系统结合短信、计算机自动控制等最新技术,在菇房四周设置温度探针和湿度探针,计算机每隔一段时间读取各探针取数值并自动形成曲线图。当检测温湿度数值超过预设的高低限值时,这一系统会自动向事先设置好的手机发送短信进行提醒,并在现场进行声音或灯光提醒(图3-7)。除此之外,这一系统还能自动为菇房加热或降温、除湿。“这就好像请了一个免费的‘菇房保姆’,再也不用那么费神了。”尝到甜头的菇农深有体会。
图3-7 手机接收到的菇房温湿度监控系统短信
已安装该套设备的菇房,产量相比之前提高了40%,同时因为这一系统还能调节温湿度,在菇房内进行反季节生产,极大提升了永春当地菇农的生产率。
《物联网-改变农业、农民、农村的新力量(第2版)》这个书名,让我立刻联想到了科技进步如何影响传统行业的宏大叙事。我对“新力量”这个词特别敏感,它暗示着一种颠覆性的、前所未有的变革。我一直好奇,物联网技术在农业这个古老而重要的领域,究竟能激发出多大的能量。书中是如何阐释这种“力量”的呢?是简单地引入一些自动化设备,还是真正意义上地重塑了农业的生产关系和生产模式?我希望书中能深入探讨物联网如何解决农业生产中的痛点,比如气候的不确定性、病虫害的频发、人力成本的上升等,并且给出现实的解决方案。例如,通过精准的气象监测和土壤分析,物联网是否能实现更科学的种植决策,减少资源的浪费,并提高农产品的产量和质量?更重要的是,我关注书中对“农民”角色的描绘。在物联网时代,农民是否能从被动的生产者,转变为主动的管理者和决策者?他们是否需要掌握新的技能,学习新的知识,来适应这种变化?本书是否能提供一些关于农民培训和能力提升的见解?此外,对于“农村”的改变,我也充满期待。物联网是否能为偏远地区带来新的发展机遇,缩小城乡差距,促进乡村的现代化和可持续发展?我希望书中能通过详实的案例和数据,来支撑这些“改变”的论述,让我看到物联网技术为农业、农民和农村带来的真实而积极的影响。
评分在选择阅读《物联网-改变农业、农民、农村的新力量(第2版)》这本书之前,我对物联网在农业领域的应用,虽然有所耳闻,但总觉得有些零散和概念化。我渴望通过这本书,能够构建一个系统性的认知框架,理解物联网是如何从根本上“改变”农业的面貌。尤其吸引我的是“改变农民”这个提法。在我看来,科技的引入,最终落脚点应该是人。那么,物联网技术是如何真正地赋能农民,让他们在智慧农业时代,拥有更高的生产效率、更科学的决策能力,以及更好的生活品质?我特别关注书中对于农民技能升级、知识更新以及职业发展路径的探讨。是否能看到,农民如何从传统的“面朝黄土背朝天”,转变为“指尖上的耕耘者”?同时,这本书的另一个重要命题是“改变农村”。我希望书中不仅仅是聚焦于农田里的物联网应用,更能展现出这种改变如何辐射到农村的方方面面。例如,是否能够通过物联网,促进农村信息的流通,打破信息孤岛,让农村居民也能享受到与城市同等的便捷服务?又或者,物联网技术是否能催生出新的农村经济增长点,比如智慧农业旅游、乡村电商等,为乡村振兴注入新的活力?我期待本书能提供一些具体的、可操作的思路和方法,而不仅仅是描绘美好的愿景。
评分坦白说,《物联网-改变农业、农民、农村的新力量(第2版)》这本书的书名就给我一种强烈的时代感和前瞻性。我一直觉得,科技的最终价值在于其落地应用,而农业,作为人类最古老的产业,恰恰是最能体现这种价值的领域之一。我对书中关于“新力量”的论述特别感兴趣,究竟是什么样的“力量”,能够带来如此深刻的“改变”?我希望书中不仅仅是罗列各种物联网技术名词,比如传感器、大数据、人工智能,而是能够深入剖析这些技术是如何协同作用,形成一股强大的驱动力,推动农业产业链的升级。比如说,从土地的监测,到种子的选择,再到灌溉、施肥、病虫害防治,以及最终的农产品收割、仓储、物流和销售,物联网技术是如何贯穿始终,实现全流程的智能化和精细化管理的?这种精细化管理,是否真的能大幅度提高生产效率,降低生产成本,并最终提升农产品的附加值?我特别关注书中是否能提供一些具体的案例,来佐证这些“改变”的真实性和有效性,而不是停留在理论层面。同时,我也好奇,这种“新力量”是否也带来了新的风险和挑战,例如数据安全、技术鸿沟,以及可能存在的垄断问题,书中是否对此有所提及并提出相应的应对之策?
评分读完《物联网-改变农业、农民、农村的新力量(第2版)》之后,我最大的感受是,这本书不仅仅是在讲述一个技术名词,而是真正触及到了一个行业的灵魂。“改变”这个词,在书中被赋予了多重的含义。我特别对其中关于“农民”的改变部分深感触动。我们常说农民是农业的根基,但很少有人深入探讨,当物联网技术渗透进农业生产的每一个环节时,农民这个群体自身会发生怎样的转变?这本书是否触及了这一点?例如,是否探讨了物联网设备的操作培训、数据解读能力的培养,以及农民在物联网时代所扮演的新角色?是成为一个更加精通技术的“智慧农夫”,还是一个能够利用数据进行科学化管理的“农业企业家”?我非常想知道,书中是如何描绘这种角色转变的,以及这种转变是否伴随着新的挑战和机遇。同时,对于“农村”的改变,我也充满期待。农业的现代化,是否就意味着农村的衰落,还是物联网能够反哺农村,激活其新的活力?比如,通过物联网技术,是否能够催生出新的农村产业形态,例如智慧旅游、绿色食品加工等,从而吸引年轻人回流,为乡村带来新的发展动能?这本书是否能给出一些令人信服的答案和方向?
评分这本《物联网-改变农业、农民、农村的新力量(第2版)》在我入手前,就抱着极大的好奇心。一直以来,我对科技如何能够真正深入并切实地改善传统行业的应用抱有浓厚的兴趣,而农业,这个关乎民生且历史悠久的行业,更是其中的佼佼者。我总在想,那些曾经在土地上辛勤耕耘的面孔,在面对智能设备、数据分析时,是否会感到生疏,又或者,是否会因此焕发出新的生机?我特别关注的是,本书在“新力量”这一点上,究竟是如何阐释物联网技术带来的颠覆性变革的。是简单的工具引入,还是体系性的重塑?例如,在农作物种植环节,物联网是如何从根本上改变信息获取的方式,从过去依赖经验和直觉,转变为基于精确数据的决策?这种改变是否能切实提升产量和品质,同时降低资源浪费?我期望书中能通过鲜活的案例,生动地展现物联网技术是如何与农民的日常劳动相结合,让他们从繁重的体力劳动中解放出来,去思考和管理更复杂、更具战略性的环节,从而提升他们的整体生活水平和职业尊严。同时,我也想知道,这种“新力量”是否能真正触及到更广阔的农村区域,不仅仅是少数发达的示范区,而是能够惠及那些相对偏远、基础设施相对薄弱的地区,让他们也能享受到科技进步的红利,缩小城乡差距。
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