一直以來，中國都是一個農業(yè)大國，農、林、牧、漁各類農業(yè)資源豐富。但相較于西方發(fā)達國家，中國整體農業(yè)現代化水平還有較大差距。盡管當下政策層面一直在積極推進智慧農業(yè)的發(fā)展，但要從農業(yè)大國變?yōu)檗r業(yè)強國，還有待提高國內農業(yè)生產、存儲、運輸、銷售等各環(huán)節(jié)的信息化水平。

　　提高農業(yè)生產各環(huán)節(jié)的信息化水平是現代化農業(yè)的核心思想，當下，在密集的“三農”政策推動之下，我國智慧農業(yè)開始嶄露頭角，從概念階段走向全國大范圍實踐階段。智慧農業(yè)的到來有其必然性，主要是為解決傳統(tǒng)農業(yè)各方面的不足。

　　一、傳統(tǒng)農業(yè)的痛點

　　靠天吃飯，效率低下。中國傳統(tǒng)農業(yè)主要以小農經濟為主，完全依賴人力作業(yè)，農作物生長情況全憑經驗判斷，可謂“靠天吃飯”，效率低下。

　　信息化程度不高。現代化農業(yè)開始引入互聯(lián)網+的應用，且局部區(qū)域已經實現了機械化作業(yè)，但在農作物生產種植環(huán)節(jié)整體信息化水平還相對較低，例如農資采購和蔬菜生長態(tài)勢，不能實時掌握各種信息，對于企業(yè)發(fā)展決策來說，缺乏數據支撐，會導致盲目生產和混沌經營，無法掌握企業(yè)管理和生產情況。

　　勞動力人口不足，新農人經驗缺乏。隨著中國城市化進程的演變，大量農業(yè)人口涌入到城市，農業(yè)生產主要靠老一輩農民維持，年輕人對于務農普遍興趣化不高，由此造成農業(yè)生產勞動力的嚴重不足。盡管伴隨著農業(yè)生產作業(yè)方式的變更，智慧農業(yè)新概念出現，“新農人”群體從校園走向田間地頭，帶來了專業(yè)的農業(yè)生產知識，但“新農人”數量遠不足以彌補生產缺口，種植經驗也不足以應對生產過程中出現的多種問題;

　　無統(tǒng)一生產標準。由于不同的農業(yè)技術員掌握不同蔬菜品種的生長規(guī)律，相同蔬菜品種的農業(yè)技術員之間也有獨特經驗或自有技術，這就會導致生產操作和流程缺乏統(tǒng)一標準。

　　中國農業(yè)產業(yè)的發(fā)展涉及到政策、技術、勞動力人口等多方面條件的驅動。伴隨著技術的持續(xù)迭代以及農業(yè)生產方式的變更，中國農業(yè)產業(yè)近年來實現了較為快速的發(fā)展，從傳統(tǒng)農業(yè)到現代化農業(yè)到現階段廣泛提及的智慧農業(yè)。

　　二、中國農業(yè)發(fā)展歷程

　　以鐵犁牛耕為代表的傳統(tǒng)農業(yè)，無論生產方式還是銷售渠道都比較低效，“小農經濟”難以獲得經濟效益;后來，以機械耕作為主的現代農業(yè)，極大改進了生產方式，銷售渠道也不斷拓寬。隨著互聯(lián)網+農業(yè)的發(fā)展，“電子商務+農產品”的模式逐漸流行。現在和未來，以云計算、大數據、物聯(lián)網等技術為主的智慧農業(yè)，一站式管理“產、供、銷”全產業(yè)鏈，農產品可溯源，用戶足不出戶即可吃到安全放心的農副產品。

　　農業(yè)產業(yè)發(fā)展歷程

　　智慧農業(yè)是指新一代信息技術與農業(yè)決策、生產、流通交易等深度融合的新型農業(yè)生產模式與綜合解決方案，通過對人、機、物等的全面連接。一方面對農業(yè)生產進行全流程跟蹤式監(jiān)測、管理，以數據驅動技術流、資金流、人才流、物資流，實現更為高端化、智能化、綠色化的農業(yè)產品的種、管、采收、儲存、加工等;另一方面打通供需連接渠道，打造快速、高效、精準的農業(yè)產銷生態(tài)系統(tǒng)，重塑農業(yè)與消費者之間雙向互動關系，構建起覆蓋農業(yè)全產業(yè)鏈、全價值鏈的全新生產和服務體系。

　　三、智慧農業(yè)相關政策

　　對比全球市場，我國智慧農業(yè)起步較晚，農業(yè)機械化、作業(yè)智能化程度遠低于其他領先國家，依舊處于成長初期。而智慧農業(yè)的快速發(fā)展，離不開國家政策的大力推動。自2004年以來，國內圍繞著現代化農業(yè)、智慧農業(yè)、農業(yè)數字化轉型等核心任務先后發(fā)布了十幾條農業(yè)改造的利好政策。

智慧農業(yè)相關政策文件 (2017-2022年)，a&s整理制圖

　　國務院發(fā)布的中央一號文件自2004年起連續(xù)19年提到“三農”問題，其中，開展智慧農業(yè)，推進物聯(lián)網、大數據、人工智能在農業(yè)生產、農業(yè)經營中的應用，積極打造數字農業(yè)農村后成為系列農業(yè)相關政策的要點內容，也為國內智慧農業(yè)的發(fā)展奠定了穩(wěn)定的政策基礎，樹立了明確的發(fā)展目標。

　　四、智慧農業(yè)市場規(guī)模

　　智慧農業(yè)已成為世界現代化農業(yè)發(fā)展趨勢，全球各國都在加快布局智慧農業(yè)，推進人工智能、大數據、云計算等技術在農業(yè)領域的應用。

　　據BIS Research 研究報告數據顯示，2021年，全球智慧農業(yè)市場規(guī)模達到145.88億美元，其中硬件系統(tǒng)市場規(guī)模105.39億美元，軟件16.89億美元，服務23.60億美元。預計到2026年，全球智慧農業(yè)市場規(guī)模將達到341.02億美元。

　　目前中國智慧農業(yè)依舊處于初級階段，智慧農業(yè)應用滲透率還不到1%。但是得益于社會環(huán)境的支持以及技術的不斷提升，中國智慧農業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展。

　　過去幾年里，國內智慧農業(yè)市場出現了較為顯著的增長，根據市場公開數據顯示，結合中國農業(yè)產值，a&s Research初步預估2020年中國智慧農業(yè)市場規(guī)模達622億元，預計2022年將進一步增長至743億元。

　　我國智慧農業(yè)覆蓋范圍廣，細分領域眾多。按照產業(yè)劃分，分為種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖;按照生產過程，分為產前、產中、產后;按照技術類別，分為大數據服務、物聯(lián)網及設備、智能裝備、管理系統(tǒng)、交易平臺。

　　農業(yè)細分領域信息化水平，數據來源：普華有策

　　據普華有策《2022-2028年智慧農業(yè)行業(yè)全景調研及投資前景預測報告》數據，按照產業(yè)劃分，我國智慧農業(yè)細分版塊中，畜禽養(yǎng)殖信息化水平最高，為 30.20%，設施栽培、種植業(yè)、水產養(yǎng)殖的信息化水平分別為 23.50%、18.50%和 15.70%，整體信息化水平偏低，仍有較大的市場發(fā)展空間。

　　五、智慧農業(yè)核心技術

　　智慧農業(yè)，重點強調的是將物聯(lián)網技術、云計算、傳感器等，運用到農業(yè)生產經營的整個過程中，利用感知傳感器、智能控制終端、物聯(lián)網云平臺等，以手機端或者電腦平臺為窗口，對農業(yè)生產進行控制，構建其對農業(yè)從種植、生長、采摘、加工、物流運輸、消費的一體式系統(tǒng)，通過信息化、智能化的管理方式改變傳統(tǒng)農業(yè)生產經營方式。

　　其核心技術主要包括物聯(lián)網(IoT)技術、人工智能(AI)技術、云計算(cloud computing)、大數據技術等。

　　智慧農業(yè)四大核心技術

　　  ●物聯(lián)網技術

　　“智慧農業(yè)”中的物聯(lián)網技術包括傳感器技術和無線通信技術。

　　傳感器負責物聯(lián)網信息的采集，是實現對現實世界感知的基礎，是物聯(lián)網服務和應用的基礎。用作農事監(jiān)測的傳感器技術是 “智慧農業(yè)”的技術基礎和保障，它實現了信息的即時采集、記錄和傳輸，使農業(yè)設備和裝備智能化。

　　通過布設于農田、溫室、園林等目標區(qū)域的大量傳感節(jié)點，實時地收集溫度、濕度、光照、氣體濃度以及土壤水分等信息并匯總到中控系統(tǒng)。農業(yè)生產人員可通過監(jiān)測數據對環(huán)境進行分析，從而有針對性地投放農業(yè)生產資料，并根據需要調動各種執(zhí)行設備，進行調溫、調光、換氣等動作，實現對農業(yè)生長環(huán)境的智能控制。

　　可以說，傳感器技術是“智慧農業(yè)”數字化、精準化、智能化的最關鍵因素。

　　同時，智慧農業(yè)中，“物與物”之間，“物與人”之間的無障得交流，離不開高速、可進行大批量數據傳輸的無線網絡通信技術。無線網絡通信技術可將傳感器采集到的各項數據及時上傳到終端或云端，完成數據的傳輸和信息交互。

　　隨著信息技術的進一步發(fā)展，物聯(lián)網技術在智慧農業(yè)領域將會得到更大范圍的應用，而受限于功耗、成本、電源等問題，提升農業(yè)物聯(lián)網的自主創(chuàng)新能力，加快低成本、高可靠性、使用期限長的傳感器開發(fā)也成為當下農業(yè)物聯(lián)網的重點任務，未來，物聯(lián)網必將讓農業(yè)擁有更多“智慧”。

　　●人工智能技術

　　人工智能在輔助農作物生長、畜禽養(yǎng)殖過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。比如在作物病蟲害識別方面，可根據植物的葉片等狀態(tài)，分析出植物的生長情況，通過智能監(jiān)控設備檢測并識別作物病蟲害情況;在生豬養(yǎng)殖場，通過“豬臉識別”技術，從而幫助養(yǎng)殖戶隨時隨地對動物的健康狀態(tài)進行管理。

　　通過監(jiān)控+AI算法模型，人工智能可作用于智慧農業(yè)多個場景，除動植物生長監(jiān)測外，還可實現智慧灌溉AI水肥一體化，機械智能采收，農產品分揀過程中果蔬識別等諸多創(chuàng)新應用，可有效替代人力作業(yè)，解放人力，提高農業(yè)生產作業(yè)效率。

　　●云計算技術

　　智慧農業(yè)中的信息種類、數量都將成倍增加，其需要分析的數據量成幾何增加，同時，還涉及多個系統(tǒng)工程之間的各種信息數據的融合問題，如何從海量數據中挖掘信息等，給數據計算帶來了巨大的挑戰(zhàn)。智慧農業(yè)的發(fā)展離不開云計算技術的支持?？梢哉f，云計算是智慧農業(yè)應用發(fā)展的基石，一是云計算具有超強的數據處理和存儲能力;二是由于智慧農業(yè)無處不在的數據采集，需要大范圍的支撐平臺以滿足其規(guī)模需求。

　　●大數據技術

　　大數據技術在智慧農業(yè)應用中扮演著“數據管理”的角色，通過大數據技術的應用，可以將各類物聯(lián)網終端采集到數據，包括光照、溫濕度、土壤數據、作物病蟲草害監(jiān)測數據、作物產量等各類關鍵數據按專題、流程、指標進行數據的匯聚、分析、梳理。通過大數據平臺為農場管理方提供可視化的數據監(jiān)測，以科學數據為不同農業(yè)場景提供有效的管理決策，增強農產品的競爭力,促進農業(yè)生產的持續(xù)高效發(fā)展。

　　六、智慧農業(yè)市場競爭格局

　　據中商產業(yè)研究院報告，智慧農業(yè)上游主要原材料為有色金屬、單晶硅及電子陶瓷等，上游零部件及系統(tǒng)包括集成電路、衛(wèi)星導航系統(tǒng)及傳感器等。智慧農業(yè)中游主要包括數據平臺、無人機植保、農機自動機械、智能化養(yǎng)殖等;智慧農業(yè)下游主要為農產品生產。

　　智慧農業(yè)市場競爭格局，a&s整理制圖

　　據上述智慧農業(yè)市場規(guī)模數據，中國智慧農業(yè)市場即將突破千億規(guī)模，積極推進AIoT技術在農業(yè)生產各環(huán)節(jié)中的深度應用，已經成為產業(yè)共識。極具潛力的智慧農業(yè)市場近幾年來吸引著大量企業(yè)的入局，除了傳統(tǒng)專注農產品生產的企業(yè)外，上游集成電路、傳感器芯片企業(yè)以及中游AIoT領域企業(yè)，包括百度、阿里、騰訊等國內互聯(lián)網巨頭也紛紛加快了在智慧農業(yè)領域的布局。

　　七、智慧農業(yè)發(fā)展趨勢

　　“十四五”時期，我國智慧農業(yè)建設迎來了重大歷史機遇。伴隨著人工智能(AI)和物聯(lián)網(IoT)等技術在智慧農業(yè)中的融合應用，中國智慧農業(yè)建設的技術不斷創(chuàng)新、模式不斷涌現、應用不斷深化，農業(yè)數字經濟的潛力已經顯現。

　　新冠疫情在世界上的蔓延加劇了全球糧食安全的風險和危機。雖然農業(yè)生產的季節(jié)周期性、不宜長期儲存性以及勞動密集性是造成其對疫情和外生沖擊的重要原因，但也折射出農業(yè)生產能力的不足和效率的低下。農業(yè)的生產、流通和銷售亟需技術的革新，提升生產效率和農產品供應，從根本上化解全球糧食安全的隱患。當前，互聯(lián)網、物聯(lián)網、人工智能、大數據、云計算等科技進步正在引領新一輪的工業(yè)革命，在農業(yè)領域也大力推動了智慧農業(yè)的發(fā)展。

　　1）AIoT技術滲透農業(yè)全產業(yè)鏈

　　未來發(fā)展農業(yè)，要從全產業(yè)角度進行布局。大數據技術全面滲透了從種子肥料開始，到生產、加工、配送到消費者餐桌，再到廢棄物處理的全過程，體現出信息科技對農業(yè)產業(yè)發(fā)展的支撐作用。

　　當引入AIoT解決方案時，農業(yè)資源的收獲和加工變得比以往任何時候都更快、更精確，這意味著生產者的成本更低，以及消費者的產品更好，價格更低。AIoT解決方案所帶來的能源和資源效率的提高，也有助于使農業(yè)更加可持續(xù)和生態(tài)友好。

　　2）智能化裝備廣泛應用

　　智能化的裝備是通過智能化的改造和升級，使機器具有一定的智能性，可以全面或部分地輔助人便捷、可靠地完成特定復雜的目標任務。世界智能農機裝備發(fā)展經歷了不同的歷史階段，從機械化到數字化、自動化、智能化，現在已經衍生了系統(tǒng)。目前，國際上研究農機裝備，重點體現在自動駕駛拖拉機、農業(yè)機器人和農業(yè)無人機等方面。

　　3）無人化、少人化發(fā)展迅速

　　由于農村勞動力減少，農村出現了無人種地的情況，特別是熱天打藥、冷庫長時工作等復雜農業(yè)生產環(huán)境條件，對人的身體有很大危害?；趧趧恿p少和工作環(huán)境惡劣，無人化、少人化農場是未來的發(fā)展趨勢。

　　在數字化時代，農業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展離不開智慧化建設， AIoT 未來將持續(xù)深耕細分領域技術，用數字經濟助力打造農業(yè)新模式。通過智慧農業(yè)種植方案，實現從“經驗種植”到“智能種植”的轉變，用科技創(chuàng)新讓更多的城鄉(xiāng)居民共享數字化、智能化帶來的技術紅利，助推智慧農業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興。

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