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2015年7月，国务院下达了“互联网+”行动的指导意见，其中对“互联网+现代农业”的指导意见特别指出：“利用互联网提升农业生产、经营、管理和服务水平，培育一批网络化、智能化、精细化的现代种养加生态农业新模式，形成示范带动效应，加快完善新型农业生产经营体系，培育多样化农业互联网管理服务模式，逐步建立农副产品、农资质量安全追溯体系，促进农业现代化水平明显提升。”可见，互联网已经成为了助力农业现代化水平提升的重要途径，将互联网与农业相结合，让农业拥有“智慧”，是现代农业发展的重要方向。
所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。
智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。“智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。
“智慧农业”能够有效改善农业生态环境。将农田、畜牧养殖场、水产养殖基地等生产单位和周边的生态环境视为整体，并通过对其物质交换和能量循环关系进行系统、精密运算，保障农业生产的生态环境在可承受范围内，如定量施肥不会造成土壤板结，经处理排放的畜禽粪便不会造成水和大气污染，反而能培肥地力等。“智慧农业”能够显著提高农业生产经营效率。基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、管理。这种智能机械代替人的农业劳作，不仅解决了农业劳动力日益紧缺的问题，而且实现了农业生产高度规模化、集约化、工厂化，提高了农业生产对自然环境风险的应对能力，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。“智慧农业”能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构。完善的农业科技和电子商务网络服务体系，使农业相关人员足不出户就能够远程学习农业知识，获取各种科技和农产品供求信息；专家系统和信息化终端成为农业生产者的大脑，指导农业生产经营，改变了单纯依靠经验进行农业生产经营的模式，彻底转变了农业生产者和消费者对传统农业落后、科技含量低的观念。另外，智慧农业阶段，农业生产经营规模越来越大，生产效益越来越高，迫使小农生产被市场淘汰，必将催生以大规模农业协会为主体的农业组织体系。
在许多国家，发展智慧农业已成为一种共识。目前智慧农业技术在美国中西部地区和西欧应用的最为广泛，主要用于甜菜、玉米和大豆等植物的种植。作为发展智慧农业的典型代表——美国，智慧农业每年可为美国农民节约数百万美元，并避免了使用不必要的化肥和杀虫剂，从而显著降低了规模化农业对环境的冲击。目前，卫星定位系统和电脑结合的技术设备，已广泛应用于拖拉机、播种机和收割机上。比如，将卫星定位系统接收器与电脑显示屏安装在拖拉机和播种机上，农场主形容开这些农机就像开飞机一样，按照提前设定好的耕作路线图，走得不偏不斜，夜间照样可以均匀地精耕细作。把这些技术设备用在收割机上，收割机在收割行进时，驾驶舱里的显示屏就会准确显示出每块地的庄稼产量和重量。卫星和信息技术还可以准确地监测到每块地庄稼的病虫害以及肥料、水分等庄稼营养成分的现状。
智慧农业应用广泛，在以下领域应用较多。智慧农业应用于农业生产环境监控：通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点，实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析，从而有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各种执行设备，进行调温、调光、换气等动作，实现对农业生长环境的智能控制。
智慧设施农业，是在环境相对可控条件下，采用智慧农业的相关技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式。智慧设施农业涵盖设施种植、设施养殖和设施食用菌等。设施农业是采用人工技术手段，改变自然光温条件，创造优化动植物生长的环境因子，使之能够全天候生长的设施工程。设施农业是个新的生产技术体系，它的核心设施就是环境安全型温室、环境安全型畜禽舍、环境安全型菇房。关键技术是能够最大限度利用太阳能的覆盖材料，做到寒冷季节高透明高保温；夏季能够降温防苔；能够将太阳光无用光波转变为适应光合作用需要的光波；良好的防尘抗污功能等。它根据不同的种养品种需要设计成不同设施类型，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术。设施农业加互联网相关技术就组成了现代智慧设施农业。
案例1：鱼菜共生 鱼缸上长出新鲜时蔬 32
在农博会温室展区，一个鱼缸引起很多人的关注，“这鱼缸上咋还长出蔬菜了呢？”一孩子很好奇。
这是一个很普通的鱼缸，约有2米长、近1米宽，十几条红色金鱼游来游去，与常见鱼缸不同的是，上面盖着一层泡沫板，泡沫板上长着一簇簇苦苣，苦苣的根伸入水中，长势茂盛。
“这就是普通的鱼缸、泡沫板，长出的菜是也是无公害的，完全可以在家中实现。”技术员赵寒冬说，这是一种鱼菜共生系统，能实现动物、植物、微生物三者之间的生态平衡。
鱼菜共生是一种绿色养殖技术，就是让鱼和菜在同一个生态系统里共存，在这个系统里，鱼儿的排泄物能够作为蔬菜的肥料，微生物负责分解鱼粪，为植物生长提供营养，植物吸收养分后，实现对水质的生态净化，鱼得以生存。整个循环不用农药化肥，实现健康干净无污染，符合现代人的健康生活方式。
赵寒冬说，鱼菜共生系统符合现代健康生活方式，也是农业发展的一个方向，既可以作为观赏农业走进酒店，也可以走进高楼大厦的普通百姓家（图5-1）。
图5-1 鱼菜共生养殖模式
案例2：联上物联网，给设施农业搭起“智能大棚” 34
借势物联网暖风，中国移动福建公司与农业部门、企业合作，在大棚菌类、花卉栽培、茶叶种植等福建特色农业领域，因地制宜开发出多样化的农业传感网系统，“靠天农业”也由此实现了向现代农业的智慧转型。
漳州南靖县嘉蕈食品公司的办公室里，菇农王健兴打开手机，两个菇房（图5-2）的温度、湿度、二氧化碳含量等数据清楚地显示出来。“不用下菇房，我就可以通过手机和电脑控制菇房中的各种生产条件，还可以把数据上传到农业局的食用菌数据库，和平均数据比对后进行调整，”他说，“就像是菇房里出现了一个‘种植保姆’，就算不在菇棚里，也没有后顾之忧了。”王健兴有80多个菇房，每天生产2～3吨的杏鲍菇，他介绍：“杏鲍菇属于中低温结实性菌类，对温湿度有较严格的要求，以前，工人们要24小时不间断地在每个菇房来回巡查，凭经验调整，需要的人力比较多，也不能确保温湿度适宜。”
图5-2 智能化菇房
案例3：精准化农业生产无线监测系统方案
精准化农业生产无线监测系统可实时采集大棚内外温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤水分、土壤pH值、土壤氮磷钾含量、果蔬农残留含量、生长周期视频等参数，以直观的图表和曲线的方式显示给管理用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。当温度、湿度等相关参数指标超过设定标准时，系统自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘、补光灯、CO 2 发生器等）。系统利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。
精准化农业生产无线监测系统由气象站、环境传感器、温室采集器、温室控制器、悬挂式数字显示屏、大屏幕LED屏、无线短信应急报警系统温室数据查询系统、温室数据互联网远程操作系统、视频和PC终端组成（图5-3）。
图5-3 精准化农业生产无线监测系统
温室环境控制系统能对温室的天窗、侧窗、内外遮阳幕、微雾、风机、加热系统、环流风机等温室设备进行控制，完成温室的通风降温、加热、除湿、灌溉、启闭内外遮阳幕，大风雨雪时强制关窗及传感器故障报警等控制功能（图5-4）。
图5-4 温室大棚监测系统
精准化农业生产无线监测系统是农业科技化的具体体现，是农业走向现代化的代言人，好比工厂的标准化作业，蔬菜长到哪个阶段了，需要多少温度、湿度、光照等，计算机系统进行比对后发出操作指令，科学、自动化管理大棚，只要有网络数据还可以传送到手机上，通过一部手机可以控制一百亩地不再是空想，通过一部手机可以搞定蔬菜大棚的通风、遮阳和浇灌不再是空谈。
农业物联网技术在农业生产方面的具体应用可以十分广泛，在什么时候施肥、要施多少肥料、选用那种肥料的问题，以及播种、灌溉、施肥、除草、防治病虫害、收获等的确定，都可依靠农业物联网技术实现，不劳累而且精确，从此改变农民靠经验来种田的习惯。
“3S”技术，即RS（遥感技术）、GPS（全球卫星定位系统）和GIS（地理信息系统）的出现，改变了大田种植模式。“3S”技术在农业资源调查、监测与利用、土地资源与土地利用研究、作物估产与长势监测、农业灾害监测、预报及应急反应、农业环境监测与管理诸多方面的应用，推动了农业现代化的发展。
以“3S”集成技术，农业智能化、自动控制系统与工程装备为主要内容，广泛应用现代信息技术参与管理的一种先进农业体系，即“精准农业”（Precision Agriculture）出现并迅速发展。“3S”技术集成应用可以优势互补。比如，遥感和地理信息系统结合提供了多种数据源，为农田基础数据库奠定了基础，搭载在农业机械上的地理信息系统可以为农田基础数据库提供各种农田操作中和田间作业时的位置以及作物长势监测等数据。全球定位系统和地理信息系统结合，提供了科学种田需要的定位和定量进行农田操作和田间管理。3S技术在农业大田种植中应用十分广泛，它可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息，它是精确农业获得田间数据的重要来源。
案例4：种大田用上了高科技 36
3G技术是GPS卫星定位系统、GIS遥感系统和GS农业生产专家系统的统称，是“国家863精准农业玉米项目”的核心技术，而光谱识别控制草害技术在玉米田里的成功应用则是这一项目的新突破。
国家863精准农业玉米项目主持人、吉林农业大学教授陈桂芬说到：“首先是一个GPS技术，进行精确的定位，然后又用地理信息系统，制成网格图，根据每个网格泥土样的采集，进行化验，做了一个施肥配方图，通过田间计算机转到带有GPS控制农机设备上，拖拉机在运行的时候，它知道自己走到哪一块地了，就控制它的施肥量。我们把玉米草害的发生量用光谱的形式表示出来，来识别这块地的草多还是草少，根据杂草的生长情况，来决定施药量。”
陈教授现场做了演示，在电脑上点击“863农业智能系统”，输入弓棚镇十三号村二社占民这个用户名，很快，系统显示出占民家土地所在位置、土壤类型及降雨量等数据，并给出主栽品种选择、每公顷土地的肥料配比等一系列数字，电脑还显示，占民家今年每公顷土地最高可产玉米9300公斤。下一步，这一技术将实现对突发自然灾害的监控和防护。
陈教授又说到：“如果周边地区有突发性灾害，你比如说冰雹、虫灾等，这个动态卫星定位系统都会把它的范围记录下来，再通过地面遥感和农业生产专家系统有针对性地对玉米田进行防护。那么依靠这个系统种玉米，生产效率可提高20%，经济效益呢，也能增加15%。”
案例5：自动化机械投入天津市北辰区：现代农业示范园植保作业 37
天津市北辰区双街现代农业示范园，在葡萄连栋温室，一名农机手正操作着自走式喷雾机在田间喷洒叶面肥，与以往不同的是，这台喷雾机为履带式，以汽油为动力，在田间能前进、能后退，农机手只需要把控行走方向。
双街现代农业示范园共有葡萄连栋温室1000亩（66.7公顷）。目前，葡萄已经采收完毕，需要及时喷洒防病药和营养剂，确保能够安全越冬。以前使用的是传统打药机，需要3～4个人扛着90m长的高压水枪进棚喷洒，既费时费力又浪费药品，4亩（0.27公顷）一个的连栋温室，要用40分钟才能喷完一遍，而且叶面沾药不均匀。而现在有了这台自走式喷雾机，只需要一个人就能轻松完成整个温室的喷药工作。双街村合作社生产部经理项连发告诉记者，这台新机具对于园区来说真是了不得，人工打药怎么也不如这个效率高。记者在工作人员的指引下，观察到机器最前端的支架上安装着14个不同朝向的雾化喷头，不管机器走到哪里，附近的葡萄叶子上全都会均匀沾满营养液。“跟人工对比起来效果确实不错，呈雾状喷洒，叶面受药特别均匀，而且省药，叶子背面也能喷洒到，葡萄有毛病都在叶面底下。”说到这里，项连发乐得合不拢嘴。
近年来，双街现代农业示范园不断引进高科技农业机械，助推北辰都市型现代农业进一步发展，该自走式喷雾机在中国农业大学刚刚研发成功不久，就在双街现代农业示范园发挥了关键作用（图5-5）。目前，该机具纳入《区农机补贴目录》，以百分之三十的补贴比例在全区推广。
图5-5 自走式喷雾机
案例6：水肥一体化：接地气的现代技术 40
近年来，国家高度重视节水农业工作，大力推广水肥一体化技术。2012年开始实施东北4省区“节水增粮”行动，投资380亿元推广喷滴灌水肥一体化技术3800万亩。2014年又启动华北地下水超采区综合治理试点，将水肥一体化列为骨干技术，在河北省进行大面积推广。据专家估计，华北地区适宜应用各种模式水肥一体化技术的面积超过2亿亩，如果加以推广普及，一年两季平均亩节水110方，每年可节水200亿方。亩节肥15公斤（折纯），每年可节肥300万吨（折纯）。
“老百姓最关心的是省工。”河北省土肥站站长王贺军说，现在雇人浇地一小时30元，如果一天挣不到200元都雇不到人。藁城金喜种植专业合作社负责人韩金奎告诉记者，他们1000亩实施水肥一体化的麦地，每亩节肥1/3、节水40%、省电30%，因取消畦埂增地10%，尤其能省工60%。赵县西湘洋村63岁的周荣起负责看井，他每天只要下地1～2小时，10分钟开关一次阀门，其余时间回家喝茶。
水肥一体化最核心的就是把肥料溶解在水中，灌溉和施肥同时进行。省土肥站节水科科长张里占说，用微喷进行灌溉老百姓掌握起来还比较容易，但施肥就不那么简单了。虽然施肥技术上没有问题，但有些地方配置的施肥罐较小，一会儿就得加一次，老百姓嫌麻烦。金喜种植专业合作社一座机井房外，合作社技术负责人魏拴柱介绍了罐改池后施肥量的控制方法。“看，配肥很简单。这是水位浮动标尺，200公斤的肥料往池里一倒一搅，标尺水位10厘米，池里水肥就有1立方米。用时拧开泵，根据事先测算的时间就能知道输送的水肥量。”井房内，施肥池在半地下，池上有过滤器，池下有搅拌泵和供肥泵，而加肥口可以设在井房外，其高度十分方便倒进肥料。
用施肥池代替施肥罐，高祥照点评：“这是接地气的发明，真可以上‘我爱发明’节目。”他认为下一步需要设计针对不同模式的施肥单元，鼓励技术人员和农民创新改进，以适合当地大田。
大田水肥一体化技术的本地化，肯定少不了生产厂家紧密跟进。在石家庄迪龙塑胶有限公司车间记者看到，内镶贴片式滴管带正被质检员严格检验。总经理贾同广告诉记者，2012年至今虽然政府订单占据大头，但是市场化需求正逐年增加，2012—2014年市场订单分别为89份、136份、189份，金额从几百万元增至一千多万元。水肥一体化同样还离不开水溶肥料的发展，高祥照告诉记者，前些年水溶肥料主要是进口的高端产品，质量虽好但价格昂贵，大田粮食生产根本用不起。近几年国内水溶肥料发展迅速，出现了深圳芭田、新都化工、鲁西化工、山东金正大等一大批水溶肥料生产企业，品种丰富，价廉物美，对水肥一体化实现本地化、走进大田提供了有力支撑。
民以食为天，食以安为先，智慧畜牧养殖在现代农业中就显得尤为重要，而相关的物联网技术更是重中之重。其中，RFID、条形码等物联网感知技术将在追溯体系起着重要和不可替代的作用。智慧畜牧以管理规范和先进技术为复合手段，全程改造健康养殖、安全屠宰、放心流通和绿色消费四个基础作业环节，集成体现科学调控、集约管理思想的企业经营管理与市场保供决策支持系统，提供政企联动可追溯的示范模式。
在畜牧养殖方面，大型养殖场或养殖试验示范基地的养殖设施主要是开放（敞）式和有窗式，封闭式养殖主要以农户分散经营为主。开放（敞）式养殖设备造价低，通风透气，可节约能源。有窗式养殖优点是可为畜、禽类创造良好的环境条件，但投资比较大。安徽、山东等省以开放式养殖和有窗式养殖为主，封闭式相对较少；青海设施养殖中绝大多数为有窗式畜棚。贵州目前的养殖设施主要是用于猪、牛、羊、禽养殖的各种圈舍，以有窗式为主，开敞式占有少部分，密闭式的圈舍比较少。黑龙江养殖设施以具有一定生产规模的养牛和养猪场为主，主要采用有窗式、开放式圈舍。河南省设施养殖以密闭式设施为主。甘肃养殖主要以暖棚圈养为主，采取规模化暖棚圈养，实行秋冬季温棚开窗养殖、春夏季开放（敞）式养殖的方式。
自2008年开始，随着动物疫病的不断增加和疫苗难防问题的日益严重，随着空间电场生物效应的发现以及空间电场防疫自动技术的发明，环境安全型畜禽舍的建设就成为集约化畜牧业的建设重点。
案例7：MTC打造智慧型农场，助力农牧业信息现代化 41
由上海麦汇信息科技有限公司举办的“MTC猪场管理软件产品发布会”吸引了来自四面八方的数十位行业媒体记者和规模养猪企业代表。据了解，MTC 是一家专业提供企业管理咨询和信息化解决方案的顾问公司，总部位于上海，并在天津、厦门、深圳、南京和大连设有分公司。其核心业务包括：为企业提供基于SAP企业资源计划（ERP）管理软件的实施与服务；为农牧及食品类企业提供从农场到餐桌的信息化解决方案，行业涉及农业种植、畜禽养殖、饲料、屠宰、食品加工、分销、餐饮和电商等多个领域，客户覆盖了从跨国500强到中小型企业等不同的规模。随着信息化在各个行业的迅速覆盖，畜牧业也正在向规模化、集约化发展并与国际先进水平接轨。现代化养殖场越来越企业化，伴随养殖业的集约化、规模化发展，养殖业的管理却缺少现代化企业管理的平台，如何将畜牧养殖业的信息化程度提高到新的台阶，已经变得越来越迫切。 据专家分析，畜牧养殖行业信息化正面临着诸多挑战，一是信息化程度较低，大型企业一般采用自行研发的业务管理管理系统，不能满足企业的快速发展；二是系统没有一个统一的技术平台支撑，业务系统没有与财务系统集成，不能实现财务业务一体化，形成信息孤岛；三是成本要求越来越严格，要求分析每一批次、每一业务单元的成本。
作为SAP金牌合作伙伴，据了解，目前MTC确立了以“智慧农场”为核心品牌的农业信息化系列产品（平台）持续开发与突破的战略，并于2013年在天津成立了专门的研发中心，以致力于为更多的农牧食品企业提供基于行业特征和客户化开发的管理信息化解决方案。据公司副总裁杨彤称，MTC智慧农场解决方案可有效提升全产业链的运营效率和管理水平。通过MTC智慧农场的应用，可将农场、养殖场（自养或合同户）、屠宰厂、食品深加工厂、物流配送和销售等业务环节全部纳入实时管理、监控和统计分析系统。企业管理者无须待在监控室就能通过电脑、手机或移动终端掌握业务运营现状，了解现场养殖、动保、环控、防疫等信息，屠宰、加工情况一目了然，在销售端实现销售、配送报表实时获取。一方面，管理部门能够随时监控产业链业务情况，提高效率、规避风险；另一方面，对养殖及生产过程实现实时计划和监控，有效提高产业链管理水平，在保证食品安全同时，也保证企业的利益。
案例8：让奶牛的每一口食物都营养均衡——司达特倡导智慧型养牛 42
中国第六届TMR高层论坛暨2010年司达特公司中国客户年会在北京顺义召开。这次论坛由司达特（北京）畜牧设备有限公司主办，有奶业界的领导、各地奶协、司达特公司全国客户等400余人参加。此次大会以“智慧型养牛整体解决方案”为主题，旨在为中国养牛人搭建交流平台，探索中国牧场发展方向，为国家奶业发展建言献策。推动中国奶牛养殖朝着低耗能、高效、科技创新的智慧型方向发展。会议邀请了国内外知名专家对当前国际、国内最新奶业技术动态分析讲解，邀请优秀的奶农分享智慧型养牛的经验，司达特的技术代表对TMR设备及使用做现场答疑，并实地参观了司达特公司的生产基地。
司达特（北京）畜牧设备有限公司是意大利司达特集团在亚太地区的分公司，意大利司达特集团的产品和技术处于国际领先地位，是世界最大的专业饲料搅拌车研发和生产公司。司达特公司在本次大会上倡导智慧型养牛，是希望帮助奶农通过加紧内控管理，利用精细化管理、数据化管理，提升原料质量管理等方面，全面提高牧场应付人工成本上涨、饲料涨价、奶业信任危机等方面的能力。
近年来，司达特公司处在转型期，由一个TMR搅拌车供应商转变为饲喂设施整体解决方案供应商。尽管司达特的市场份额已经达到了80%以上，还有很多的中国奶农亏损，我们要让他们尽快享受到新工艺带来的福利。要让奶牛吃到的每一口食物的营养都是均衡的（图5-6）。
图5-6 司达特倡导的“智慧型养牛”模式中的原料管理和犊牛自动饲喂系统
司达特之所以受到用户的青睐，主要是它的新工艺能让奶农得到实惠：一是能让奶农从繁重的人工劳作中解脱出来。把节省下来的时间用来观察奶牛或肉牛的行为，监测采食状况，疫病预警，把时间花在有附加意义的刀刃上。二是能够提高饲料饲用率，节约成本。用了司达特的设备后，各种物料都要经过切割、搅拌、混合、揉搓等程序，一套下来，使得物料很均匀，做到奶牛每舔一口料，营养就是均衡的，节省了大量的粗饲料。三是由于营养均衡，使得奶牛不得代谢病，抵抗力增加，这样就减少了疫病的风险。四是奶牛身体更好了，受孕更容易，减少了空怀期。可以缩减30天的空怀期，就能给企业增加收入。我们算了一下，如果全国的奶牛场都这样做的话，能够增加20多个亿，这是利国利民的大好事。
水产养殖业是一项有特色、有活力、有潜力的基础产业，事关国计民生。改革开放三十年来，我国的水产养殖业受到政策扶持、科技进步、市场拉动和国家综合实力增强等诸多因素的激励，获得高速发展。水产养殖总产量增长，产生了巨大的经济和社会效益。近10多年来，高速发展的中国水产养殖业在给社会带来巨大财富的同时，也给自身带来了许多有待解决的技术和环境问题。21世纪是信息技术日新月异的新时代，人类社会面向信息化快速迈进。水产养殖作为渔业中的重要组成部分，所面临的不仅是严峻的考验，更是难得的机遇，必须充分利用互联网信息技术促进我国水产养殖业从粗放型经营向集约型经营、智能化经营的转变，必须架构产业链的信息化平台。
案例9：水产人朱冠登构建互联网和3G移动互联网信息平台 43
作为一名在水产养殖行业耕耘二十多年的资深人士，朱冠登积极推进水产养殖业信息化的发展，他十分看好水产养殖业同新兴的3G移动互联网的融合，不仅在互联网创建了“中国江苏水产养殖行业门户”，同时还在3G互联网领域上线了国内首个水产养殖APP客户端—“中国江苏水产养殖网”。力求实现通过互联网和3G移动互联网“双网齐下”，构建产业信息平台，实现对水产养殖业的智能化、信息化的管理，让水产养殖经营者坐在家中通过PC和手机即可实现对市场、技术、产品购销的了解和互动。
他指出，对池塘水体要素的遥感、遥测技术已经进入应用领域，通过进一步的开发整合，将当代信息技术用于养殖场的管理，将大大提高池塘养殖及风险防控水平，降低缺氧、浮头、泛塘的风险，节省人力、能源、饵料资源，降低养殖的成本，大幅提高经济效益。朱冠登还指出，当前，从业者对于养殖业机械化的研发空前活跃，近两年就出现了上鱼输送机、投饵自动计量设备、周角投饵机。我国工业化进程推进迅速，工业化的成果将广泛应用和服务于现代农业的发展，用现代科学技术改造传统水产养殖，用现代物质条件装备水产养殖业，不仅将大大提升渔业的装备水平，还将大大推进现代渔业的产业化、智能化、标准化进程（图5-7）。
图5-7 水产人朱冠登池塘水产养殖
案例10：基于云计算的水产集约化养殖信息平台构建 44
针对集约化水产养殖场水质安全风险大、饲料投喂不够科学、疾病防治不够及时等问题，利用云计算对水产养殖信息资源整合，建立集约化水产养殖信息服务平台，为解决水质环境和疾病预警、饲料选择及精细喂养等集约化水产养殖过程中存在的问题提供一种新的手段（图5-8）。
图5-8 水产养殖信息平台结构
随着水产养殖规模的迅猛发展，水产养殖模式必然向设施化、集约化转变。大规模、高密度的集约化养殖使得管理、控制的难度增大，必须采用现代信息技术手段以提高集约化水产养殖的水平。通过采用信息融合及处理、智能控制、质量安全追溯等技术进行整合，构建水产养殖全程智能控制平台，实现养殖生态、病害防治、精细饲喂、质量安全追溯等信息发布，提高疾病预防水平，减少养殖风险，降低养殖能耗。
在集约化水产养殖中，必须做好疾病预警工作，防止出现大规模的疾病暴发。国内关于疾病诊治的系统较多，如甲鱼疾病诊断和鱼病诊断专家系统，青虾和河蟹全过程养殖的专家系统等；关于预警理论及预警系统的研究也较多，但集约化水产养殖信息资源整合却较少，系统比较零散。
农业物联网区域试验工程
2013年，农业部在天津、上海、安徽率先实施农业物联网区域试验工程，支持三省市根据各自经济、社会及农业发展水平和产业特点，分别以设施农业、奶牛养殖与水产养殖，农产品质量安全全程监控和农业电子商务推进，大田粮食作物生产监测为重点领域开展试验示范，探索农业物联网可看、可用、可持续的推广应用模式，逐步构建农业物联网理论体系、技术体系、应用体系、标准体系、组织体系、制度体系和政策体系，并在全国范围内分区分阶段推广应用。目前，工程进展顺利，取得阶段性成效。
天津市农业物联网区域试验工程重点实施农业物联网“一二三四五”工程，即构建1个天津农业物联网平台；重点建设不同专业、不同层次的农业物联网核心试验基地20个（推广示范200个）；建立研究开发、集成示范、应用推广3种类型农业物联网展示窗口；探索产学研用创新、农业企业运作、家庭农场经营和区域整体推进4种农业物联网应用模式；取得包括探索培育农业物联网应用标准、产业研发和经营主体、技术服务队伍、物联网产业发展协同体系和农业物联网应用天津模式在内的5个方面的成果。目前，天津市与中国科学院深入合作，各项工作进展顺利，重点搭建了天津农业物联网平台，建成了4个云资源集成中心（信息获取中心、云计算中心、云数据中心、云服务中心），涵盖了农业生产、市场流通、农产品加工、农资农机服务等领域数据库17个，集成各类农业应用系统113个，实现了25个基地传感数据的在线采集和7个基地共14路视频接入。
上海市农业物联网区域试验工程坚持政府推动、企业主体、点面结合的原则，着力推进物联网技术在农产品安全监管中的应用，在农产品电子商务仓储、冷链、物流、配送等环节中应用。一是构建了“一个中心、三个系统”——农业综合数据中心，综合展示系统、应用管理系统、远程指挥调度系统的农业物联网应用公共服务平台；二是稳步推进光明米业粮食作物“产加销”安全监管示范工程、蔬菜标准园安全生产管理系统、动物及动物产品安全监管示范工程等项目；三是加快培育农产品电子商务应用示范企业，筛选评审了上海菜管家电子商务有限公司、上海同脉食品有限公司、上海都市生活企业发展有限公司、上海多利农业发展有限公司四家企业并予以扶持；四是推进物联网技术集成创新，开展了大田应用集成传感设备研发应用、动物电子标识研发应用、空中移动感知应用集成设备研发应用、水面与水下综合环境移动感知平台研发应用。
安徽省农业物联网区域试验工程包括大田作物农情监测系统、大田生产智能决策系统、农机作业质量监控与调度指挥系统、大田生产信息综合服务平台、大田生产物联网技术应用示范区、在多个产业进行农业物联网技术应用试点六项建设任务。目前，在20个粮食主产县建立了监测点，研发了小麦“四情”（苗情、墒情、病虫情、灾情）监测预警系统软件，完成了大田作物农情监测系统一期项目建设；推进了大田生产物联网技术应用示范区建设，确定国家级现代农业示范区埇桥区、庐江县、南陵县及国家级农村改革试验区龙亢农场为大田生产物联网技术应用示范区；推进了各产业农业物联网技术应用试点建设，确定57家基础条件好的龙头企业、农民专业合作社为农业物联网示范点，涉及粮油、畜牧、渔业、茶叶、蔬菜、水果、电子商务、农机8个行业。
国家首批物联网应用示范工程智能农业项目
2011年8月，国家发改委正式批准黑龙江农垦大田种植、北京设施农业、无锡养殖业3个项目为首批国家物联网应用工程智能农业项目，深入开展农业物联网相关技术研发和集成创新，探索产业化应用模式，制定农业物联网应用标准规范，推进物联网技术在农业领域的规模化、标准化、产业化应用。目前，各项目进展顺利。
黑龙江农垦重点围绕“现代化大农业”的总体目标，以保障国家粮食安全、挖掘种植业增产、稳产、增效潜力为目的，构建大田种植物联网应用技术体系，推动信息化与农业机械化的全面融合，制定大田种植物联网应用标准和规范，探索大田种植物联网应用的运行机制和模式，建设大田种植物联网基础平台和服务平台，促进物联网技术条件下大田种植生产管理方式的变革。在研发方面，进行了作物本身生理指标传感器、农作物环境无线智能检测、基于移动网络的作物生长与管理移动数据采集系统、田间应用无线传感器网络、多源数据融合的农业灾害监测预警辅助系统、农机具及其作业信息管理系统研究开发工作。在应用方面，建设水稻智能育秧大棚8栋，实现了智能微喷及电动卷帘通风控制；建设了智能化芽种生产系统，日生产芽种能力150吨；建设了农田生态环境监测系统，实现了对环境的实时定点采集；建设了农田生产视频监控系统，提高了决策指挥的准确度和灵活性。
北京市重点按照设施农业全产业链条，集中应用示范具有自主知识产权的物联网技术和产品，建设设施农业物联网综合应用服务平台，制定设施农业物联网应用技术标准规范，形成符合我国国情的设施农业物联网应用技术体系，探索设施农业物联网感知体系建设模式和运营服务模式，推动农业物联网上下游相关产业良性发展。在全市5000亩核心示范区进行了设施农业物联网的应用，部署了设施农业生物环境感知设备，建设了低成本无线宽带传输网络，搭建了设施环境与肥水药投入智能调控装备，形成了完备的设施基地感知、传输、智能控制基础设施；建设了北京设施农业物联网两级应用控制中心，搭建云服务平台，为各种应用系统提供一个运行环境、资源和服务共享平台；开发了6套面向设施蔬菜生产管理的农业物联网应用系统和4套展示和决策系统，制定设施农业物联网数据采集与传感器技术标准等一系列标准。
江苏省重点构建、熟化并完善低成本、高可靠性、适于大面积推广的养殖业物联网解决方案，开展物联网技术在养殖业领域的大规模产业化示范，制定养殖业物联网应用标准和规范，积极探索农业物联网产业商业化运营机制和模式，扶持一批农业物联网技术应用示范企业，带动我国物联网产业及相关信息产业发展。项目重点推进的水产养殖物联网，目前已辐射全市5万亩水产养殖面积，通过在池塘中安装溶解氧等传感器，监测水中溶解氧含量，利用GPRS无线网络传感数据，通过系统平台分析处理，实现增氧设备的自动、远程控制，有效减少了养殖户夏季高温时节的巡塘次数，减轻了劳动强度，科学增氧，节省电费，改善水质，增加产量，农户亩均增产10%，节省电费80元/亩，每亩增收1000～1300元。溶解氧物联网设备已通过江苏省农机鉴定站的农机推广鉴定，并被江苏省农机局纳入2013—2015年农机补贴目录，开创了全国农业信息化设备补贴的先河。另外，项目还开展了生猪、蛋鸡和奶牛的物联网应用示范。