提前布局无人农场加速推进现代农业

无人农场通过对农业生产资源、环境、种养对象、装备等各要素的在线化、数据化,实现对种植养殖对象的精准化管理、生产过程的智能化决策和无人化作业。无人农场是对农业劳动力的彻底解放,代表着最先进农业生产力,必将大幅度提高农业生产率、资源利用率、土地产出率,确保农产品品质以及农业绿色发展,是未来农业的发展方向,必将引领我国现代农业的发展方向。     

大田无人农场关键技术研究现状与展望

无人农场是智慧农业的一种表现形式,也是建设农业强国和实现农业现代化的重要探索。无人农场以数据、知识和智能装备为核心要素,将现代信息技术与农业深度融合,实现农业全过程生产所需的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入及个性化服务一体化。本文系统地阐述了大田无人农场的概念与总体技术架构,讨论了信息感知与智能决策、精准作业系统与装备、自动驾驶、无人化农机装备以及无人农场管控平台等五项大田无人农场的关键技术与装备,深入分析了发展中国大田无人农场亟待解决的关键科学与技术问题。以吉林省公主岭市玉米无人农场为例介绍了物联网、大数据、云计算以及人工智能等技术在玉米全程无人化生产中的具体应用及效果。最后,展望了无人农场在解决全球农业生产面临的“无人种田”等共性问题中发挥的重要作用,分析了中国发展无人农场存在的机遇和挑战,提出了中国发展无人农场的战略目标与思路。     

国际对比视角下我国智慧农业制约因素与发展对策研究——评《智慧农业实践》

随着物联网、人工智能、大数据等技术的快速发展,我国农业信息化、智能化、智慧化发展步伐不断加快,智慧农业是一种融合上述多种技术于农业领域的新型农业业态。智慧农业系统性地将智能技术、网络技术、传感技术等融入农业全产业链,实现智能化决策、精准化控制、可视化管理,提升水土资源利用率,有效改善农业生态环境。     

智能化农机装备发展现状与建议

"智慧农业"是农业发展的高级阶段,目前尚未有统一定义,其基本内涵是集成物联网、云计算等信息技术,实现农业生产环境的智能感知、智能预警、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、智能化决策等。智能化农机装备(目前一些省市农机管理部门称为"智慧农机")既是智慧农业的重要组成部分,也是发展智慧农业的重要物质手段。目前国内各省市都在积极推进"智慧农业"发展,然而国内现有各种农业机械在作业功能、效率和能源消耗等方面.     

农业拖拉机关键技术发展现状与展望

拖拉机作为农业装备的核心,其技术发展水平体现着国家农业机械化程度和农业现代化发展水平。近年来,拖拉机在广泛应用新技术的同时,不断涌现出新结构和新产品,技术含量不断提高,产品性能持续增强。本文分析了当前国内外拖拉机产品的技术发展情况,以及农业拖拉机实现自动化、智能化和信息化的紧迫性和必要性;归纳了拖拉机在发动机排放控制、新能源应用、动力换挡、无级变速、悬浮前桥、驾驶室、电液悬挂、电子控制、总线网络以及整机信息化等关键技术方面的最新研究进展,结合产品应用阐明了各系统相关技术的基本原理和特点;最后,纵观拖拉机技术发展历程,结合我国国情,对农业拖拉机技术的未来发展方向进行了总结和展望,提出在互联网高速发展的时代,云计算、大数据、物联网开始与农机装备制造业相结合,集高效、节能、环保、智能为一体的精准农业系统代表了未来农业生产的新型模式,智能拖拉机作为精准农业系统中的重要节点,其智能感知、智能决策、高效驱动以及远程管控技术将成为技术发展的未来方向。     

农业物联网架构、应用及社会经济效益

农业物联网是一种新兴农业信息化技术,其体系架构分为用户层、应用层、传输层、感知层和对象层5个层次,其技术可用于实现农产品安全溯源、精准化农业生产管理、远程及自动化农业生产管理和农产品智能储运。农业物联网具有提高生产效率、降低循环流转成本、节约能源资源、提高农产品附加值、推动农业物联网设备和软件产业发展、保护生态环境、保障食品安全、平衡产业结构及推动人的"在场"解放等社会经济效益。     

农机装备智能测控技术研究现状与展望

农机装备正朝着智能化方向发展,智能测控是实现智能农机的核心技术。农机装备智能测控技术以农机装备为载体,包括农机作业相关信息智能感知、精准监控和作业决策与管理等技术。目前,我国农机装备智能测控存在高端装备、核心技术国产化程度低的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备精准监控技术和农机作业智能决策与管理技术等方面对国内外研究现状进行综述。阐述了作物生长信息、土壤信息和农机作业状态信息等智能感知技术的大量成果;阐述了耕深、平整地、土壤消毒、播种、植保和收获领域的农机装备精准监控技术的研究进展;阐述了农机作业智能决策与管理技术在农机作业质量监管、农机调度方面的技术突破;重点阐述了农机装备智能测控技术在土地耕整机、土壤消毒机、播种机、施肥机、植保机、收获机及农机作业管理平台的应用现状,分析了各环节待解决的问题。最后,提出了农机装备智能测控技术未来发展方向：农机装备智能测控系统化技术研究;无人农场农机自主作业关键测控技术研究;田间复杂环境农机核心部件及传感器研发;农机大数据支撑的作业决策模型研究。     

农业物联网与传感仪器研究进展

农业物联网系统包括感知、传输和应用3个层次。传感仪器是感知层的核心,包括利用传感、遥感等先进技术手段获取作物、土壤、环境等农业多维信息;传输层包括Zigbee、GPRS、WIFI、蓝牙等无线传输方式和网络技术结合形成无线传输网络;应用层包括多维信息融合、智能决策、自动控制等农业智能化管理。对农业物联网的3个层次分别展开了系统分析,提出了农业物联网研究方向,展望了农业物联网系统在现代农业中的发展趋势。     

农业灌溉智能化系统在农业生产中的应用研究

与传统灌溉技术对比,智能遥控灌溉需要将远程监控设备设置在灌溉设备上,通过物联网技术进行控制,有利于合理调配水资源,加强对农业灌溉的整体管理,既能有效保护生态环境,又能提高社会经济效益。基于此,笔者针对农业智能化系统在农业生产中的应用进行分析与研究,阐述了在农业生产中应用智能化系统的重要性,探讨了田间信息智能化采集工作原理,并从智能化控制显示内容、计量内容、存储数据功能、自动断电、预警功能、位移、断相保护、电网线报警及终端停电提醒等方面分析了精准灌溉智能化控制的方式,以期充分利用农业灌溉智能化系统,不断提高农业发展的高效性与整体质量,促进农业经济的快速发展,实现农业经济效益最大化。     

北京市农机物联网发展对策及建议

随着科学技术的发展,农业机械化逐步向智能化、节约型、精准化和大型化的方向发展,而农机物联网作为农业信息化的先进技术,对农业机械发展起到技术支撑作用。该文详细阐述了农业机械化的发展方向,分析了农机物联网技术在农机装备技术、气候智能型农业和农机远程调度指挥方面的应用前景,并提出了北京市发展农机物联网的建议。     

智慧农业发展现状及战略目标研究

随着现代信息技术在农业领域的广泛应用,以智慧农业为表现形态的农业智能革命已经到来。智慧农业是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段,对农业发展具有里程碑意义,已成为世界现代农业发展的趋势。分析了日本、欧盟、英国、加拿大、美国等国家和地区政府针对智慧农业发展相继出台的政策、措施和发展规划,并分析了中国农业1.0到4.0的发展历程和近年来智慧农业的发展现状。围绕发展过程中存在的各种问题和需求,阐述了突破智慧农业核心技术、实现农业“机器替代人力”、“电脑替代人脑”、“自主技术替代进口”的三大转变,提高农业生产智能化和经营网络化水平,加快信息化服务普及,降低应用成本,为农民提供用得上、用得起、用得好的个性化精准信息服务,大幅度提高农业生产效率、效能、效益,引领现代农业发展的战略目标。最后并提出了8个重点任务建议和推动智慧农业发展的5项政策建议。     

智慧果园构建关键技术装备及展望

传统果园生产中面临着人口老龄化带来的劳动力短缺、农机作业装备与生产资料管理困难、生产效率低下等问题,通过建设融合物联网、大数据、装备智能化等技术的智慧果园,可有望解决上述问题。为应对北京市农业现代化建设需求、引领中国农业发展方向,基于桃、梨果园全程机械化、智能化管理等目标,本研究在北京市重要的桃、梨等优势果品产区——平谷区峪口镇西营村构建了约30 hm²梨与桃的智慧果园。果园中应用了10多种病、虫、水、肥、药的各类信息获取传感器,装备了28种机械化、智能化技术支持的农机装备,采用的关键技术包括智能信息获取系统、水肥一体管理系统以及病虫害智能管理系统,智能作业装备系统包括无人驾驶割草机、智能防冻机、开沟施肥机、自动驾驶履带智能仿形变量喷雾机、六旋翼枝向对靶无人机、多功能采摘平台以及整理修剪机等。同时,在果园中还构建了智能管理平台。经比较发现,智慧果园生产模式可减少人工成本50%以上,节省农药用量30%～40%、肥料用量25%～35%、灌溉用水量60%～70%,综合经济效益提升32.5%。智慧果园的推广实施将进一步推动中国果业生产水平的提高,促进中国智慧农业的发展。     

农业智能知识服务研究现状及展望

大数据、物联网和人工智能等现代信息技术在农业中的广泛应用，推动了农业农村现代化和智慧农业的发展，带动了农业经营主体对科技与知识的旺盛需求，农业知识服务成为农业转型升级和高质量发展的重要引擎。为解决现有农业知识分散无序、更新不及时、面向经营主体的知识服务不平衡、供需脱节等问题，本文总结分析了国内外农业知识服务的研究与实践现状，提出了一套基于农业全产业链、按照农业数据的全生命周期、面向农业经营主体的农业智能知识服务体系框架，设计了基于智能物联网（Artificial Intelligence & Internet of Things，AIoT）的农情感知与大数据汇聚治理、基于知识图谱的农业知识组织与计算挖掘，以及基于多场景的农业智能知识服务三个层次。文中归纳了包括空天地AIoT全维度农情感知、多源异构农业大数据汇聚治理、知识建模、知识抽取、知识融合、知识推理、跨媒体检索、智能问答、个性化推荐技术、决策支持等农业智能知识服务涉及的关键技术，并举例了其研究应用。最后从农业数据获取、模型构建、知识组织、智能知识服务技术和应用推广等方面探讨了未来农业智能知识服务的发展趋势及对策建议。总结发现，农业智能知识服务是破解当前农业知识服务供需矛盾，实现跨媒体农业数据到知识的跨越，推动农业知识服务向个性化、精准化和智能化升级的关键，亦是农业科技自立自强、现代农业提质增效的重要支撑。     

核心技术原始创新引领智慧农业健康发展

智慧农业是充分运用人的智慧发展农业的新形态,它是农业发展的新阶段、新模式和新业态。农业信息技术的发展是智慧农业发展的必然要求,以农业大数据、云计算、物联网、人工智能、农业等离子体等新一代技术可以赋能智慧农业,为智慧农业的健康发展提供了新技术、新手段和新方案。农业信息化标准化是引导农业科技进步与创新的前提,是智慧农业发展的迫切需要;农业物联网与农业专用芯片是智慧农业发展的核心技术及装备;农业大数据与云计算是海量复杂农业信息处理的有力技术支撑;农业信息安全与区块链是保障农业信息安全、农产品质量认证与农业安全的关键;农业人工智能是提高农业劳动生产力、降低资源消耗、智能高效生产的必然选择;农业等离子体技术是发展健康农业、提升农产品品质切实有效的新手段。智慧农业核心关键技术原始创新自主可控,必将引领智慧农业健康发展。     

北京市农业机械化技术发展现状

北京市农业发展以高新技术型、集约化、标准化、生态化的都市型现代农业为目标,建设农业机械化全国农机科技新高地。采用走访调研、文献资料对比分析等方法,将北京市目前拥有的农业机械分为生态、粮经、蔬菜、林果、畜牧养殖、水产养殖、农产品初加工七大产业类,论述各产业机械化技术发展现状,研究各自的发展特点,总体处于减速稳定、减量提质发展阶段。目前存在区域、产业间不均衡,装备结构性过剩,利用率低,先进智能农机装备发展不足等问题。未来发展趋势是生态农业、绿色农业、智慧农业等方面智能化技术及装备的推广应用。以农机农艺融合、机械化信息化融合为发展方向,提供全程机械化技术装备集成技术方案,提高薄弱环节农机装备水平。     

信息农机农艺技术融合的小麦智慧生产模式研究

为研究智慧农业发展模式与实现途径,本研究设计了小麦产前、产中和产后各生产阶段信息技术与农机农艺融合的基本框架,即产前利用精准导航和激光平地技术实现对土地精准规范化作业,利用空间插值技术和变量施肥技术实现精准化播种与施肥;产中利用物联网和图像处理技术开展营养诊断服务;产后运用传感器技术开展产量实时预测服务。完成并实现了普通农机装备的智能化改造和与农业生产相适应的播种收获装备的研发;研究了具有高效利用光热资源、提高产量和绿色发展的小麦生产优化种植模式;研发了与小麦产前品种播期播量选择和施肥推荐、产中苗情营养诊断、产后产量实时测报等相关系统,并在河南省进行了试验。试验结果表明,采用信息技术与农机农艺融合方案可使小麦增产18.4%,增加产投比16.7%和8.1%,表明信息技术与农机农艺融合的小麦智慧化生产模式是有效的、可行的。     

我国智能农机装备发展思考

智能农机是集合计算机技术、电控技术和人工智能等技术的高新技术产品，是发展智慧农业的重要生产力要素。推进农机装备智能化是农业生产现代化水平迭代升级的重要突破口，具有强烈的现实需要。梳理了智能农机装备共性关键技术，分析了我国智能农机装备发展现状及趋势，并对推进智能农机装备发展提出建议。      

农业装备智能控制技术研究现状与发展趋势分析

智能控制是农业装备实现智能化的关键核心技术。从农业装备智能感知、智能控制、智能决策、自主作业、智能管控五方面阐述分析了国内外智能农机的发展现状,着重阐述了约翰迪尔、凯斯、科乐收、爱科等国际农机企业在农机智能控制方面的最新技术进展,分析了我国智能农机与国外的差距,指出了制约我国农机智能控制发展的关键问题。为实现我国从农机制造大国向农机制造强国的转变,融合大数据、云计算、物联网、人工智能等信息领域的前沿技术,提出了"智能在端、智慧在云、管控在屏"的智能农机系统发展新思路,指明现场控制智能化、云端决策智慧化、监控调度移动终端化是未来智能农机的发展方向。     

山东高效农业模式下田间管理装备研究进展与对策

现代高效农业是追求经济、社会和生态综合效益最佳的现代农业产业,其发展面临着资源和环境双重压力.从产品设计与制造、机械除草、变量施肥和精准施药等角度深入分析国内外田间管理主要环节作业装备的研发现状,指出肥药资源的精准供给和农机资源的高效利用是山东省高效农业模式下田间管理装备发展面临的两大关键问题.对此,提出在田间管理全环...