农村生产联合社农业物联网建设项目方案书

现代农业联合社

农业物联网项目报告书

目 录

第1章 农业物联网的背景及必要性 .....................................................................

1.1

1.2

1.2.1

1.2.2

1.3

第2章

2.1

2.2

2.3

2.4

第3章

3.1

3.2

3.3

3.4 项目概要 ................................................................................................ 1 项目建设背景 ........................................................................................ 2 政策背景 ................................................................................................ 2 国内发展背景 ........................................................................................ 4 项目建设的目的和意义 ........................................................................ 6 项目建设内容及实施方案 .................................................................. 10 关于农盟 .............................................................................................. 10 建设目标 .............................................................................................. 10 建设内容及实施方案 .......................................................................... 11 项目预算 .............................................................................................. 11 效益分析 .............................................................................................. 14 经济效益分析 ...................................................................................... 14 社会效益分析 ...................................................................................... 15 生态效益分析 ...................................................................................... 16 项目总结 .............................................................................................. 16

第1章 农业物联网的背景及必要性

1.1 项目概要

物联网(The Internet of things)是近年来新兴的一种信息技术,被认为是继计算机和互联网后又一次新的信息技术革命。伴随着国务院总理着重提出的“物联网”概念,物联网己成为信息产业中的下一个战略高点,我国己将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006一2020年)》和2050年国家产业路线图。

所谓农业物联网,是指通过物联网技术实现农作物生长、农产品生产流通等信息的获取,通过智能农业信息技术实现农业生产的基本要素与农作物栽培管理、畜禽饲养、灌溉、施肥、植保、销售以及农民教育、相结合,以提升农业生产、管理、交易和物流等各环节的智能化程度,为推进社会主义新农村建设提供新一代智能多媒体技术支撑平台。

以设施农业控制系统为例,运用农业物联网系统的温度传感器、湿度传感器、Ph值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、Ph值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使种植人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、动态调节生长周期、节约人力资源成本、提高经济效益。

本项目为农业物联网系统建设项目,主要建设内容为广域化物联网信息服务中心、大型智能温室、农产品检测检验与质量全程追溯、农产品物流服务平台、农产品网上信息发布与交易供销平台等。通过农业物联网系统的实施,能够实时收集农田温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息,监视农作物灌溉情况,监测土壤和空气状况的变更,根据用户需求,随时进行自动化处理,为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据,节约能耗提高农产品产能。利用物联网技术建立农产品食品安全追溯

系统,为农产品增加RFID标签,建立对农产品的种植、生产、加工、运输与销售的全过程跟踪和监控,实现“从农田到餐桌”的全过程质量追溯体系,让农生产者产于所求,让消费者用于安心,达到社会主义生产资本的最大合理利用。

该项目的实施通过先进的物联网技术实现四个100%的目标。即减少投入(包括生产资料、人工及管理) 100%;增加产量100%;在提高农产品质量、安全性方面增收100%;实现农业生产供销平衡,解决农民销路难求的100%。

农业物联网示意图如下:

1.2 项目建设背景

1.2.1 政策背景

2015年2月1日,中共中央、国务院印发《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》。在连续12年聚焦“三农”的同时,2015年度一号文件将“围绕建设现代农业,加快转变农业发展方式”放在首位。业内人士分析,随着“现代农业、科技农业、智慧农业”的上位,农业科技、农业物联网等现代农业科技板块在往年政策利好不

断加码的情况下有望进一步迎来政策利好。

2015年8月6日国务院办公厅发布“关于加快转变农业发展方式的意见”提出:近年来,我国粮食生产“十一连增,农民收入持续较快增长,农业农村经济发展取得巨大成绩,为经济社会持续健康发展提供了有力支撑。当前,我国经济发展进 入新常态,农业发展面临农产品价格“天花板”封顶、生产成本“地板”抬升、资源环境“硬约束”加剧等新挑战,迫切需要加快转变农业发展方式。 其中有关农业科技类及开展“互联网+”现代农业的重要文件提出:

强化农业科技创新,提升科技装备水平和劳动者素质,加强农业科技自主创新。

按照深化科技体制改革的总体要求,深入推进农业科技管理体制改革,提高创新效率。推进农业科技协同创新联盟建设。加快农业科技创新能力条件建设,按程序启动农业领域重点科研,加强农业科技国际交流与合作,着力突破农业资源高效利用、生态环境修复等共性关键技术。探索完善科研成果权益分配激励机制。建设农业科技服务云平台,提升农技推广服务效能。深入推进科技特派员农村科技创业行动,加快科技进村入户,让农民掌握更多的农业科技知识。

加快发展农业信息化,开展“互联网+”现代农业行动。

鼓励互联网企业建立农业服务平台,加强产销衔接。推广成熟可复制的应用模式,发 展精准化生产方式。大力实施区域试验工程,加快推进设施园艺、畜禽水产养殖、质量安全追溯等领域物联网示范应用。加强粮食储运监管领域物联网建设。支持研发推广一批实用信息技术和产品,提高农业智能化和精准化水平。强化农业综合信息服务能力,提升农业生产要素、资源环境、供给需求、成本收益等监测预警水平,推进农业大数据应用,完善农业信息发布制度。大力实施信息进村入户工程,研究制定农业信息化扶持政策。加快国家农村信息化示范省建设。

提升农产品质量安全水平,确保“舌尖上的安全”

全面推行农业标准化生产。加强农业标准化工作,健全推广和服务体系。加快制修订农药残留标准,制定推广一批简明易懂的生产技术操作规程,继续推进农业标准化示范区、园艺作物标准园、畜禽标准化示范场和水产健康养殖示范场建设,扶持新型 农业经营主体率先开展标准化生产,实现生产设施、过程和产品标准化。积极推行减量化生产和清洁生产技术,规范生产行为,控制农兽药残留,净化产地环境。

2016年1月27日,中共中央、国务院印发中央一号文件《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》,这也是自2004年以来中央一号文件持续13年关注“三农”问题。本年度的中央一号文件是我们国家实施第十三个五年发展规划的第一个一号文件,也就是说是“十三五”开局之年的一号文件。这个文件的一大亮点就是要认真贯彻党的十八届五中全会精神:落实发展新理念、加快农业现代化、实现全面小康目标。文件通篇贯穿了十八届五中全会提出的创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展和共享发展这个理念。针对我国农业的实际发展状况,主要在加快农业现代化和农民增收两个方面提出了一系列重要的发展思路、改革政策,以及促进农业农村发展和农民增收的一系列政策措施。概括起来就是:加大创新,推进供给侧改革,加快转变发展方式,走生产高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化农业发展道路。

面对当前科技的飞速发展,未来的农业也不再是传统意义上的农业,它正像工业一样要进行革命性的变革,当今的社会环境复杂多变,产品安全、自然环境、人文环境、风险投入以及高投资高收益的不确定性、食品安全等等这些问题都要从根本上来监督管控,大众监督众人评价,这就更需要有一个强大的监管机制和硬件相结合,要适应当前的发展,充分利用到广阔的互联网平台,我们期待未来的农业会是一个高效的农业,科技环保的农业,便捷与民的农业。”

1.2.2 国内发展背景

随着微电子、计算机和网络信息智能化技术在各个领域的渗透和普及,以全球互联网为基础的“物联网”正在兴起,并被业界称之为第三次信息技术革命。网络信息技

术的提升对科学和社会经济的发展带来了巨大的机遇。有关资料表明,过去三十年,网络信息科技对发达国家经济增长贡献率达到40%,而采用全新框架的“物联网”将会导致整个互联网和其他应用网络体系的重建,进而创造一个更大的市场需求,成为拉动科技创新,促进经济增长的强大动力,因此欧美等发达国家纷纷投入研究,“物联网”已经成为未来高科技领域国际竞争的热点。

我国农业正处于传统农业向现代农业,半机械化向自动化的转型时期,全面实践这一新技术体系的转变,网络信息化技术将发挥独特而重要的作用,也为现代农业发展提供了前所未有的机遇。充分利用智能化信息管理技术发展现代化农业,同样成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。以欧美为代表的世界发达国家,在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面,全方位推进农业网络信息化的步伐,利用“5S”技术(GPS, RS, GIS, ES, DSS)、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等,对农作物生产进行精细化管理和调控,有力地促进了农业整体水平的提高,有效的解决了我国农业存在的农业生产、管理、科研等参与者没有统一一体化的工作平台,形成信息孤岛,阻碍我国农业化进程的瓶颈为题。上个世纪90年代,在我国随着互联网技术的成熟和普及,计算机互联网络开始进入农业领域,从事农业人员甚至普通农民,即可以随时随地及时快捷的获得各种科技信息、管理信息、市场供求信息、气象与土壤信息、作物与病虫害信息等等。互联网络和计算机信息技术的结合,正在改变因农业高度分散、生产规模小、时空变异大、量化与规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业性弱点。网络信息技术在农业领域的普及和应用,使“电脑上也能把地种”的愿望变为可能,使“运筹帷幢决胜千里”的管理调控理念梦想成真。随着国家总理对建立中国传感信息中心的战略设想和新一代习主席廉政节约重要思想的提出,促生了物联网再度成为热点,也为发展“农业物联网”或“物联网农业”提供了契机和动力,农业网络信息化建设又迎来了新的春天。

随着智能农业、精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术

在现代农业中的应用逐步拓宽,通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗节能减排和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,足不出户就可以监测到农田信息,实现科学种植、科学管理,实现农业最大化产能,促进了现代农业发展方式的转变.农业物联网技术的推广应用,也是农业现代化水平的一个重要标志.

物联网在农业和农村信息化领域中得到广泛应用,如:精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等.数字农业重大专项已在中国新疆、黑龙江、吉林、北京、上海、河北、江苏、安徽、福建等地建立起农业数字化技术、大田(大棚)作物数字化技术和数字农业继承技术综合应用示范基地。中国科学院中国新农村信息化研究中心是较早开展大田农业精准生产、农资农产品物联网溯源系统开发的科研单位,在2011和2013年的实地演示中,获得中国科学院、中国农业部、江苏省各级领导的一致好评。基本实现了土壤信息的快速获取、大田资源苗情、墒情的实时监控、水肥药的自动浇灌、产量分布的自动测量;2011年开始研发农资、农产品物联网溯源系统,基本实现了低成本可视化、食品安全、产品可溯源、物流智能配送可追踪和智能服务个性化在2011年的深圳高交会上进行了成功的演示,获得了广泛的好评。另外,国家农业信息化工程技术研究中心成功研制了基于GNSS,GZS,GPRS等技术的农业作业机械远程监控调度系统,可优化农机资源分配,避免农机盲目调度。中国农业大学建立了蛋鸡健康养殖网络系统和水产养殖环境智能监控系统。我国每年还通过还农业环境监测网络实施农业环境的常规监测;利用传感器网络实现了农业墒情的自动监测并在各地进行了有效的推广应用。

1.3 项目建设的目的和意义

减少农业投入品消耗,减少农业污染

传统的农业作业靠大量使用化肥、农药,过量消耗水源来提高农业产量,已经造成水土流失、生态环境恶化、生物多样性损失等不良影响。虽然我国用世界9%的耕地

养活了世界21%的人口,但却使用了世界上35%的化肥。我国化肥的生产量和施用量居世界首位,单位面积使用量是美国的2.6倍,但化肥利用率低,氮仅为30%-35%、磷仅为10%-20%,钾仅为35%-50%;农药利用率也很低下,仅在30%左右。化肥、农药的过量和不合理使用,造成化肥、农药残留,造成土质酸化、硬化、环境破坏等,也使农产品的农药残留、抗生素残留、激素残留、重金属残留超标,严重影响了农产品质量安全,对农业生产的可持续性和环境保护造成严重威胁。

另外,传统农业生产采用漫灌供水方式,不仅对水资源造成大量浪费,还使农川残留的农药、化肥流入江河,给水体生态带来严重的危害,是造成河网水质恶化的重要因素,严重威胁居民饮水安全。

在农作物生产管理中,针对不同的作物对象(如:葡萄、草苟、蔬菜等),综合应用现代物联网技术,建立数字化、信息化技术和控制作业装备高度集成系统,从而形成从生物及环境信息实时获取、无线传输、数字化分析处理到科学管理决策、实施完整的智能管理系统,实现农业广域空间分布的资源、环境和生产管理信息的高效实时采集、监测、科学分析处理,优化资源配置和生产科学管理,提高农业生产的科学性、主动性,减少低效投入,改变传统农业用大量施肥、用药和漫灌水提高产量的方式,消除传统农业造成的资源浪费和环境污染等不良影响,从而达到减少投入、节约资源、改善环境的目的,从而提高农户亩产的经济效益。

提高病虫害防治水平

进行农业生态环境监测能够提高病虫害防治水平。通过部署相应的传感器对环境进行实时监测,获取相应的数据进行分析,以提前预防病虫害,并可迅速采取相应措施抑制病虫害的发病条件,控制农药使用,达到提高产品质量及降低生产成本的目的。

扩大种植规模、提高农作物种植水平及产能

农业物联网在现代农作物智能种植领域中的应用主要包括:收集温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息,监视农作物灌溉情况,监测土壤和空气状况的变更,根据用

户需求,随时进行处理,为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据,提高农作物种植水平。

在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

以温室大棚种植西红柿为例,我国北京平谷东高村使用普通大棚农户与以色列采用精细智能化生产大棚对比,北京平谷东高村的农户采用普通大棚种植产能每亩仅仅7吨,而以色列的精细智能化生产大棚竟达到50吨的高产,如图分析表:

提高农产品物流水平

通过在农产品运输车辆安装GPS定位、温度、湿度等传感器,利用GPRS、 WCDMA等2G/3G技术,向调度中心实时传递车辆位置、载荷、温度及湿度等信息,实现高效调度,从而有效降低农产品运输损失率物联网在农产品流通中的另外一项主要应用是农产品运输车辆及货物的快速识别,通过RFID电子标签在农产品运输的“绿色通行证”的应用,可以起到有效防止伪造和涂改通行证的作用,并可实现远程扫描获取运输车辆及货物信息,实现快速放行。

加速了农村远程再教育的进程。

通过乐通技术引擎驱动,集互联网,移动通信,云应用技术为一体,通过专家在线指导、在线诊断,即时解决指导农业生产过程中出现的病虫防害等技术问题,解决了农民对农作物“求医无门”的问题,有效加速了农村远程再教育的进程。

建立农产品质量安全监测系统,实现农产品安全溯源

食品安全己经成为当今社会的热点和焦点问题,如何利用信息技术为食品安全生产服务是现在面临的一个主要问题。在农业物联网中使用RFID技术,以数据网格与RFID相结合的方式构建基于数据网格的RFID农产品质量跟踪与追溯系统,使用RFID电子标签、二维条码等技术建立生产和流通档案,并在仓储、销售等环节通过读取设备获取农产品产地和生产过程等相关信息,实现农产品溯源,能够有效提高加工环节质量安全可追溯系统数据采集与传输的准确性,进而提高质量安全可追溯系统求解的精度。借助物联网技术来实现农产品可溯源,以增加农产品的安全性,有效的缓解了政府监管压力。

对农产品生产过程全过程监控及农产品微量元素,重金属含量,农药残留等有效检测,追溯农产品产源,相应了国家食品药品监督管理局日益提倡呼吁的食品安全,有效解决了近几年来不断涌出的“神农丹毒大姜”;“毒韭菜”;“呋喃丹西瓜”问题,让广大消费者吃的放心,喝的舒心。

实现化肥减施增效成果

针对农产品生产及土肥资源高效利用等需求,通过建立基于物联网技术的集土壤养分、墒情、作物需肥规律、作物营养诊断、施肥模式、配方生成、肥效评价、专用肥配送于一体的信息化服务系统,形成适合园区精准化智能施肥决策管理系统,达到化肥减施增效成果。

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第2章 项目建设内容及实施方案

2.1 关于农盟

某县农盟现代农业联合社自成立以来,加入农盟联合社的企业或者个人不断增加,这些会员单位从事的行业领域主要有:大田规模化种植、设施蔬菜、冬暖大棚、粮食收储加工、农机服务、生资服务等等。入盟后,会员单位的从事的行业领域不断横向扩展,农产品生产加工规模和品种也在不断加大,这不仅促进了某农业适度规模经营,而且在解决农业科技推广“最后一公里”、推动一二三产业融合发展、转变农业发展方式上的作用日益凸显。具体表现在以下几个方面:

农盟农技服务中心建设全面铺开;

为整合服务资源、着力打造农盟农业科技和信息服务综合平台;

逐步构建线上线下融合发展的现代流通体系;

社农结合、社社合作、社村共建为农服务协同机制进一步健全完善,携手推进农业现代化的聚合效应更加明显。

2.2 建设目标

根据我社提出的“以当前农盟会员为基础,建设为农服务中心、辐射某周围乡镇,形成农盟农技和信息服务圈,建设“农盟联合社+互联网”发展策略,结合农业物联网的发展方向,抓住国家大力推动现代农业技术装备、“互联网+”的重大机遇,从农盟会员中,选取若干个生产规模大、基础条件好、辐射带动作用强的的精品农业园区,建设基于农业物联技术的广域化物联网信息服务中心、温室智能控制系统、智慧农场人员精细化管理系统、智慧农场生产管理系统、智慧农场远程咨询、诊断系统、智慧农场远程参观系统、农产品检测检验与质量追溯系统等等。

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现代农业联合社

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目 录

第1章 农业物联网的背景及必要性 .....................................................................

1.1

1.2

1.2.1

1.2.2

1.3

第2章

2.1

2.2

2.3

2.4

第3章

3.1

3.2

3.3

3.4 项目概要 ................................................................................................ 1 项目建设背景 ........................................................................................ 2 政策背景 ................................................................................................ 2 国内发展背景 ........................................................................................ 4 项目建设的目的和意义 ........................................................................ 6 项目建设内容及实施方案 .................................................................. 10 关于农盟 .............................................................................................. 10 建设目标 .............................................................................................. 10 建设内容及实施方案 .......................................................................... 11 项目预算 .............................................................................................. 11 效益分析 .............................................................................................. 14 经济效益分析 ...................................................................................... 14 社会效益分析 ...................................................................................... 15 生态效益分析 ...................................................................................... 16 项目总结 .............................................................................................. 16

第1章 农业物联网的背景及必要性

1.1 项目概要

物联网(The Internet of things)是近年来新兴的一种信息技术,被认为是继计算机和互联网后又一次新的信息技术革命。伴随着国务院总理着重提出的“物联网”概念,物联网己成为信息产业中的下一个战略高点,我国己将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006一2020年)》和2050年国家产业路线图。

所谓农业物联网,是指通过物联网技术实现农作物生长、农产品生产流通等信息的获取,通过智能农业信息技术实现农业生产的基本要素与农作物栽培管理、畜禽饲养、灌溉、施肥、植保、销售以及农民教育、相结合,以提升农业生产、管理、交易和物流等各环节的智能化程度,为推进社会主义新农村建设提供新一代智能多媒体技术支撑平台。

以设施农业控制系统为例,运用农业物联网系统的温度传感器、湿度传感器、Ph值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、Ph值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使种植人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、动态调节生长周期、节约人力资源成本、提高经济效益。

本项目为农业物联网系统建设项目,主要建设内容为广域化物联网信息服务中心、大型智能温室、农产品检测检验与质量全程追溯、农产品物流服务平台、农产品网上信息发布与交易供销平台等。通过农业物联网系统的实施,能够实时收集农田温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息,监视农作物灌溉情况,监测土壤和空气状况的变更,根据用户需求,随时进行自动化处理,为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据,节约能耗提高农产品产能。利用物联网技术建立农产品食品安全追溯

系统,为农产品增加RFID标签,建立对农产品的种植、生产、加工、运输与销售的全过程跟踪和监控,实现“从农田到餐桌”的全过程质量追溯体系,让农生产者产于所求,让消费者用于安心,达到社会主义生产资本的最大合理利用。

该项目的实施通过先进的物联网技术实现四个100%的目标。即减少投入(包括生产资料、人工及管理) 100%;增加产量100%;在提高农产品质量、安全性方面增收100%;实现农业生产供销平衡,解决农民销路难求的100%。

农业物联网示意图如下:

1.2 项目建设背景

1.2.1 政策背景

2015年2月1日,中共中央、国务院印发《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》。在连续12年聚焦“三农”的同时,2015年度一号文件将“围绕建设现代农业,加快转变农业发展方式”放在首位。业内人士分析,随着“现代农业、科技农业、智慧农业”的上位,农业科技、农业物联网等现代农业科技板块在往年政策利好不

断加码的情况下有望进一步迎来政策利好。

2015年8月6日国务院办公厅发布“关于加快转变农业发展方式的意见”提出:近年来,我国粮食生产“十一连增,农民收入持续较快增长,农业农村经济发展取得巨大成绩,为经济社会持续健康发展提供了有力支撑。当前,我国经济发展进 入新常态,农业发展面临农产品价格“天花板”封顶、生产成本“地板”抬升、资源环境“硬约束”加剧等新挑战,迫切需要加快转变农业发展方式。 其中有关农业科技类及开展“互联网+”现代农业的重要文件提出:

强化农业科技创新,提升科技装备水平和劳动者素质,加强农业科技自主创新。

按照深化科技体制改革的总体要求,深入推进农业科技管理体制改革,提高创新效率。推进农业科技协同创新联盟建设。加快农业科技创新能力条件建设,按程序启动农业领域重点科研,加强农业科技国际交流与合作,着力突破农业资源高效利用、生态环境修复等共性关键技术。探索完善科研成果权益分配激励机制。建设农业科技服务云平台,提升农技推广服务效能。深入推进科技特派员农村科技创业行动,加快科技进村入户,让农民掌握更多的农业科技知识。

加快发展农业信息化,开展“互联网+”现代农业行动。

鼓励互联网企业建立农业服务平台,加强产销衔接。推广成熟可复制的应用模式,发 展精准化生产方式。大力实施区域试验工程,加快推进设施园艺、畜禽水产养殖、质量安全追溯等领域物联网示范应用。加强粮食储运监管领域物联网建设。支持研发推广一批实用信息技术和产品,提高农业智能化和精准化水平。强化农业综合信息服务能力,提升农业生产要素、资源环境、供给需求、成本收益等监测预警水平,推进农业大数据应用,完善农业信息发布制度。大力实施信息进村入户工程,研究制定农业信息化扶持政策。加快国家农村信息化示范省建设。

提升农产品质量安全水平,确保“舌尖上的安全”

全面推行农业标准化生产。加强农业标准化工作,健全推广和服务体系。加快制修订农药残留标准,制定推广一批简明易懂的生产技术操作规程,继续推进农业标准化示范区、园艺作物标准园、畜禽标准化示范场和水产健康养殖示范场建设,扶持新型 农业经营主体率先开展标准化生产,实现生产设施、过程和产品标准化。积极推行减量化生产和清洁生产技术,规范生产行为,控制农兽药残留,净化产地环境。

2016年1月27日,中共中央、国务院印发中央一号文件《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》,这也是自2004年以来中央一号文件持续13年关注“三农”问题。本年度的中央一号文件是我们国家实施第十三个五年发展规划的第一个一号文件,也就是说是“十三五”开局之年的一号文件。这个文件的一大亮点就是要认真贯彻党的十八届五中全会精神:落实发展新理念、加快农业现代化、实现全面小康目标。文件通篇贯穿了十八届五中全会提出的创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展和共享发展这个理念。针对我国农业的实际发展状况,主要在加快农业现代化和农民增收两个方面提出了一系列重要的发展思路、改革政策,以及促进农业农村发展和农民增收的一系列政策措施。概括起来就是:加大创新,推进供给侧改革,加快转变发展方式,走生产高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化农业发展道路。

面对当前科技的飞速发展,未来的农业也不再是传统意义上的农业,它正像工业一样要进行革命性的变革,当今的社会环境复杂多变,产品安全、自然环境、人文环境、风险投入以及高投资高收益的不确定性、食品安全等等这些问题都要从根本上来监督管控,大众监督众人评价,这就更需要有一个强大的监管机制和硬件相结合,要适应当前的发展,充分利用到广阔的互联网平台,我们期待未来的农业会是一个高效的农业,科技环保的农业,便捷与民的农业。”

1.2.2 国内发展背景

随着微电子、计算机和网络信息智能化技术在各个领域的渗透和普及,以全球互联网为基础的“物联网”正在兴起,并被业界称之为第三次信息技术革命。网络信息技

术的提升对科学和社会经济的发展带来了巨大的机遇。有关资料表明,过去三十年,网络信息科技对发达国家经济增长贡献率达到40%,而采用全新框架的“物联网”将会导致整个互联网和其他应用网络体系的重建,进而创造一个更大的市场需求,成为拉动科技创新,促进经济增长的强大动力,因此欧美等发达国家纷纷投入研究,“物联网”已经成为未来高科技领域国际竞争的热点。

我国农业正处于传统农业向现代农业,半机械化向自动化的转型时期,全面实践这一新技术体系的转变,网络信息化技术将发挥独特而重要的作用,也为现代农业发展提供了前所未有的机遇。充分利用智能化信息管理技术发展现代化农业,同样成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。以欧美为代表的世界发达国家,在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面,全方位推进农业网络信息化的步伐,利用“5S”技术(GPS, RS, GIS, ES, DSS)、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等,对农作物生产进行精细化管理和调控,有力地促进了农业整体水平的提高,有效的解决了我国农业存在的农业生产、管理、科研等参与者没有统一一体化的工作平台,形成信息孤岛,阻碍我国农业化进程的瓶颈为题。上个世纪90年代,在我国随着互联网技术的成熟和普及,计算机互联网络开始进入农业领域,从事农业人员甚至普通农民,即可以随时随地及时快捷的获得各种科技信息、管理信息、市场供求信息、气象与土壤信息、作物与病虫害信息等等。互联网络和计算机信息技术的结合,正在改变因农业高度分散、生产规模小、时空变异大、量化与规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业性弱点。网络信息技术在农业领域的普及和应用,使“电脑上也能把地种”的愿望变为可能,使“运筹帷幢决胜千里”的管理调控理念梦想成真。随着国家总理对建立中国传感信息中心的战略设想和新一代习主席廉政节约重要思想的提出,促生了物联网再度成为热点,也为发展“农业物联网”或“物联网农业”提供了契机和动力,农业网络信息化建设又迎来了新的春天。

随着智能农业、精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术

在现代农业中的应用逐步拓宽,通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗节能减排和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,足不出户就可以监测到农田信息,实现科学种植、科学管理,实现农业最大化产能,促进了现代农业发展方式的转变.农业物联网技术的推广应用,也是农业现代化水平的一个重要标志.

物联网在农业和农村信息化领域中得到广泛应用,如:精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等.数字农业重大专项已在中国新疆、黑龙江、吉林、北京、上海、河北、江苏、安徽、福建等地建立起农业数字化技术、大田(大棚)作物数字化技术和数字农业继承技术综合应用示范基地。中国科学院中国新农村信息化研究中心是较早开展大田农业精准生产、农资农产品物联网溯源系统开发的科研单位,在2011和2013年的实地演示中,获得中国科学院、中国农业部、江苏省各级领导的一致好评。基本实现了土壤信息的快速获取、大田资源苗情、墒情的实时监控、水肥药的自动浇灌、产量分布的自动测量;2011年开始研发农资、农产品物联网溯源系统,基本实现了低成本可视化、食品安全、产品可溯源、物流智能配送可追踪和智能服务个性化在2011年的深圳高交会上进行了成功的演示,获得了广泛的好评。另外,国家农业信息化工程技术研究中心成功研制了基于GNSS,GZS,GPRS等技术的农业作业机械远程监控调度系统,可优化农机资源分配,避免农机盲目调度。中国农业大学建立了蛋鸡健康养殖网络系统和水产养殖环境智能监控系统。我国每年还通过还农业环境监测网络实施农业环境的常规监测;利用传感器网络实现了农业墒情的自动监测并在各地进行了有效的推广应用。

1.3 项目建设的目的和意义

减少农业投入品消耗,减少农业污染

传统的农业作业靠大量使用化肥、农药,过量消耗水源来提高农业产量,已经造成水土流失、生态环境恶化、生物多样性损失等不良影响。虽然我国用世界9%的耕地

养活了世界21%的人口,但却使用了世界上35%的化肥。我国化肥的生产量和施用量居世界首位,单位面积使用量是美国的2.6倍,但化肥利用率低,氮仅为30%-35%、磷仅为10%-20%,钾仅为35%-50%;农药利用率也很低下,仅在30%左右。化肥、农药的过量和不合理使用,造成化肥、农药残留,造成土质酸化、硬化、环境破坏等,也使农产品的农药残留、抗生素残留、激素残留、重金属残留超标,严重影响了农产品质量安全,对农业生产的可持续性和环境保护造成严重威胁。

另外,传统农业生产采用漫灌供水方式,不仅对水资源造成大量浪费,还使农川残留的农药、化肥流入江河,给水体生态带来严重的危害,是造成河网水质恶化的重要因素,严重威胁居民饮水安全。

在农作物生产管理中,针对不同的作物对象(如:葡萄、草苟、蔬菜等),综合应用现代物联网技术,建立数字化、信息化技术和控制作业装备高度集成系统,从而形成从生物及环境信息实时获取、无线传输、数字化分析处理到科学管理决策、实施完整的智能管理系统,实现农业广域空间分布的资源、环境和生产管理信息的高效实时采集、监测、科学分析处理,优化资源配置和生产科学管理,提高农业生产的科学性、主动性,减少低效投入,改变传统农业用大量施肥、用药和漫灌水提高产量的方式,消除传统农业造成的资源浪费和环境污染等不良影响,从而达到减少投入、节约资源、改善环境的目的,从而提高农户亩产的经济效益。

提高病虫害防治水平

进行农业生态环境监测能够提高病虫害防治水平。通过部署相应的传感器对环境进行实时监测,获取相应的数据进行分析,以提前预防病虫害,并可迅速采取相应措施抑制病虫害的发病条件,控制农药使用,达到提高产品质量及降低生产成本的目的。

扩大种植规模、提高农作物种植水平及产能

农业物联网在现代农作物智能种植领域中的应用主要包括:收集温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息,监视农作物灌溉情况,监测土壤和空气状况的变更,根据用

户需求,随时进行处理,为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据,提高农作物种植水平。

在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

以温室大棚种植西红柿为例,我国北京平谷东高村使用普通大棚农户与以色列采用精细智能化生产大棚对比,北京平谷东高村的农户采用普通大棚种植产能每亩仅仅7吨,而以色列的精细智能化生产大棚竟达到50吨的高产,如图分析表:

提高农产品物流水平

通过在农产品运输车辆安装GPS定位、温度、湿度等传感器,利用GPRS、 WCDMA等2G/3G技术,向调度中心实时传递车辆位置、载荷、温度及湿度等信息,实现高效调度,从而有效降低农产品运输损失率物联网在农产品流通中的另外一项主要应用是农产品运输车辆及货物的快速识别,通过RFID电子标签在农产品运输的“绿色通行证”的应用,可以起到有效防止伪造和涂改通行证的作用,并可实现远程扫描获取运输车辆及货物信息,实现快速放行。

加速了农村远程再教育的进程。

通过乐通技术引擎驱动,集互联网,移动通信,云应用技术为一体,通过专家在线指导、在线诊断,即时解决指导农业生产过程中出现的病虫防害等技术问题,解决了农民对农作物“求医无门”的问题,有效加速了农村远程再教育的进程。

建立农产品质量安全监测系统,实现农产品安全溯源

食品安全己经成为当今社会的热点和焦点问题,如何利用信息技术为食品安全生产服务是现在面临的一个主要问题。在农业物联网中使用RFID技术,以数据网格与RFID相结合的方式构建基于数据网格的RFID农产品质量跟踪与追溯系统,使用RFID电子标签、二维条码等技术建立生产和流通档案,并在仓储、销售等环节通过读取设备获取农产品产地和生产过程等相关信息,实现农产品溯源,能够有效提高加工环节质量安全可追溯系统数据采集与传输的准确性,进而提高质量安全可追溯系统求解的精度。借助物联网技术来实现农产品可溯源,以增加农产品的安全性,有效的缓解了政府监管压力。

对农产品生产过程全过程监控及农产品微量元素,重金属含量,农药残留等有效检测,追溯农产品产源,相应了国家食品药品监督管理局日益提倡呼吁的食品安全,有效解决了近几年来不断涌出的“神农丹毒大姜”;“毒韭菜”;“呋喃丹西瓜”问题,让广大消费者吃的放心,喝的舒心。

实现化肥减施增效成果

针对农产品生产及土肥资源高效利用等需求,通过建立基于物联网技术的集土壤养分、墒情、作物需肥规律、作物营养诊断、施肥模式、配方生成、肥效评价、专用肥配送于一体的信息化服务系统,形成适合园区精准化智能施肥决策管理系统,达到化肥减施增效成果。

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第2章 项目建设内容及实施方案

2.1 关于农盟

某县农盟现代农业联合社自成立以来,加入农盟联合社的企业或者个人不断增加,这些会员单位从事的行业领域主要有:大田规模化种植、设施蔬菜、冬暖大棚、粮食收储加工、农机服务、生资服务等等。入盟后,会员单位的从事的行业领域不断横向扩展,农产品生产加工规模和品种也在不断加大,这不仅促进了某农业适度规模经营,而且在解决农业科技推广“最后一公里”、推动一二三产业融合发展、转变农业发展方式上的作用日益凸显。具体表现在以下几个方面:

农盟农技服务中心建设全面铺开;

为整合服务资源、着力打造农盟农业科技和信息服务综合平台;

逐步构建线上线下融合发展的现代流通体系;

社农结合、社社合作、社村共建为农服务协同机制进一步健全完善,携手推进农业现代化的聚合效应更加明显。

2.2 建设目标

根据我社提出的“以当前农盟会员为基础,建设为农服务中心、辐射某周围乡镇,形成农盟农技和信息服务圈,建设“农盟联合社+互联网”发展策略,结合农业物联网的发展方向,抓住国家大力推动现代农业技术装备、“互联网+”的重大机遇,从农盟会员中,选取若干个生产规模大、基础条件好、辐射带动作用强的的精品农业园区,建设基于农业物联技术的广域化物联网信息服务中心、温室智能控制系统、智慧农场人员精细化管理系统、智慧农场生产管理系统、智慧农场远程咨询、诊断系统、智慧农场远程参观系统、农产品检测检验与质量追溯系统等等。

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