傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)長期受 “看天吃飯” 的制約，灌溉靠經(jīng)驗、施肥憑感覺、病蟲害發(fā)現(xiàn)滯后，導(dǎo)致資源浪費(fèi)與產(chǎn)量波動。智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過 “傳感器感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、平臺分析、智能決策” 的全鏈路技術(shù)體系，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素數(shù)字化、可視化、智能化，實現(xiàn) “精準(zhǔn)感知、精準(zhǔn)調(diào)控、精準(zhǔn)管理”。從大田種植到溫室大棚，從水產(chǎn)養(yǎng)殖到畜牧養(yǎng)殖，這套解決方案正以 “提質(zhì)、增效、節(jié)水、減藥” 的顯著成效，重塑農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，成為破解 “誰來種地、如何種好地” 難題的核心支撐。

一、系統(tǒng)架構(gòu)：四層聯(lián)動的智能監(jiān)控體系

智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)采用 “感知層 - 傳輸層 - 平臺層 - 應(yīng)用層” 的四層架構(gòu)，各層級協(xié)同運(yùn)作，構(gòu)建覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全流程的智能管理閉環(huán)。

1.感知層：

部署多類型傳感器與智能設(shè)備，實現(xiàn)對土壤、環(huán)境、作物、設(shè)備的全方位感知，監(jiān)測土壤含水量/電導(dǎo)率/pH 值、空氣溫濕度/光照強(qiáng)度/風(fēng)速/降雨量、智能電表、水泵控制器記錄灌溉設(shè)備、溫室溫控設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等參數(shù)信息，以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控視頻。數(shù)據(jù)采集頻率可調(diào)，為后續(xù)分析提供原始依據(jù)。

2.傳輸層：

采用 “無線為主、有線為輔” 的混合傳輸方式，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳。支持LoRa、WiFi、4G/5G 無線組網(wǎng)，遠(yuǎn)程傳輸，保障海量數(shù)據(jù)(如高清視頻、傳感器流數(shù)據(jù))高速傳輸。

3.平臺層：

物聯(lián)網(wǎng)平臺作為系統(tǒng)核心，具備數(shù)據(jù)接收/存儲/處理、分析與決策、邏輯控制、集中管理、賬號管理、可視化管理、自動報警、遠(yuǎn)程控制等功能。

4.應(yīng)用層：

針對不同農(nóng)業(yè)場景開發(fā)專項應(yīng)用模塊，零編程零成本搭建，拖拽式應(yīng)用開發(fā)，跨設(shè)備數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)豐富的行業(yè)應(yīng)用場景展示，精準(zhǔn)落地應(yīng)用各類型農(nóng)業(yè)場景下。

二、核心功能：從 “被動應(yīng)對” 到 “主動管理”

1.精準(zhǔn)環(huán)境調(diào)控：為作物打造 “定制化生長空間”

傳統(tǒng)大棚依賴人工調(diào)節(jié)溫濕度，易出現(xiàn) “東邊高溫、西邊高濕” 的不均問題。系統(tǒng)通過環(huán)境傳感器與設(shè)備聯(lián)動，實現(xiàn)動態(tài)平衡：

當(dāng)溫室溫度>30℃時，自動開啟風(fēng)機(jī)與濕簾，降溫速率達(dá) 2℃/ 分鐘;

光照強(qiáng)度<5 萬 lux 時，啟動補(bǔ)光燈(模擬自然光光譜)，確保作物光合作用;

夜間溫度<15℃時，關(guān)閉通風(fēng)并啟動加熱設(shè)備，保障果蔬夜間生長。

2.智能灌溉施肥：讓每一滴水、每一勺肥都用在刀刃上

傳統(tǒng)灌溉 “大水漫灌” 導(dǎo)致水資源利用率不足 50%，施肥 “一炮轟” 造成土壤板結(jié)。系統(tǒng)通過土壤傳感器與水肥一體機(jī)聯(lián)動，實現(xiàn)按需供給：

土壤含水量低于閾值時，自動啟動滴灌系統(tǒng)，按 “苗期少、結(jié)果期多” 的規(guī)律調(diào)節(jié)流量(如番茄苗期每畝 30m3/ 周，結(jié)果期 50m3/ 周);

結(jié)合土壤肥力數(shù)據(jù)與作物需求，精準(zhǔn)調(diào)配水肥比例(如葡萄轉(zhuǎn)色期增加鉀肥比例)，通過管道直接輸送至作物根部，減少化肥使用量的同時，提升畝產(chǎn)量。

3.病蟲害早防早治：將損失扼殺在萌芽狀態(tài)

傳統(tǒng)病蟲害防治依賴人工巡查，發(fā)現(xiàn)時往往已蔓延。系統(tǒng)通過多重監(jiān)測手段實現(xiàn)早期干預(yù)：

網(wǎng)絡(luò)攝像頭每 2 小時拍攝一次葉片圖像，識別率達(dá) 95%(如小麥銹病的橙黃色病斑);

病蟲害傳感器捕捉特定氣味分子(如蚜蟲釋放的信息素)，提前 3-5 天預(yù)警;

平臺自動推送防治方案(如 “蚜蟲初期使用生物農(nóng)藥苦參堿，濃度 0.3%”)，并記錄用藥時間與劑量。降低病蟲害發(fā)生率，提升果實農(nóng)殘檢測合格率。

4.設(shè)備遠(yuǎn)程管控：手機(jī)變 “農(nóng)具”，管理零距離

解決 “設(shè)備分散、現(xiàn)場操作費(fèi)時” 的難題，管理人員通過手機(jī) APP 即可遠(yuǎn)程操控：

點(diǎn)擊 “啟動灌溉”，系統(tǒng)自動開啟水泵并調(diào)節(jié)閥門，全程無需到田間;

查看設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(如 “灌溉泵電流 8A，壓力 0.3MPa”)，判斷是否存在堵塞、漏電等異常;

設(shè)置定時任務(wù)(如 “每天凌晨 2 點(diǎn)開啟增氧機(jī)，持續(xù) 2 小時”)，利用谷時電價降低成本，縮短每月巡田時間，壓低人力成本。

5.生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯：構(gòu)建 “從田間到餐桌” 的信任鏈

消費(fèi)者對食品安全的關(guān)注度日益提升，系統(tǒng)通過全流程數(shù)據(jù)記錄實現(xiàn)溯源管理：

記錄播種時間、施肥種類與劑量、病蟲害防治措施、采摘時間等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn);

生成唯一溯源二維碼，消費(fèi)者掃碼可查看 “土壤數(shù)據(jù) - 環(huán)境參數(shù) - 農(nóng)事操作” 全記錄;

為監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)接口，便于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量抽檢與安全監(jiān)管，抬高產(chǎn)品溢價、提升復(fù)購率。

6.產(chǎn)量預(yù)測與分析：用數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)計劃

基于歷史產(chǎn)量、生長數(shù)據(jù)、氣象預(yù)測，系統(tǒng)可提前 15-30 天預(yù)測作物產(chǎn)量：

結(jié)合株高、莖粗等參數(shù)，預(yù)測小麥畝穗數(shù)、千粒重，誤差率<8%;

分析 “施肥量 - 產(chǎn)量”“灌溉量 - 品質(zhì)” 的關(guān)聯(lián)關(guān)系，優(yōu)化下一季種植方案;

為采收、倉儲、銷售提供數(shù)據(jù)支撐，避免 “豐收后滯銷” 或 “供不應(yīng)求”。

三、場景化應(yīng)用：覆蓋農(nóng)業(yè)全領(lǐng)域的解決方案

1.大田種植業(yè)：破解 “粗放管理” 難題

在小麥、玉米、水稻等大面積種植場景，連接土壤墑情、氣象環(huán)境監(jiān)測站等設(shè)備，跨設(shè)備聯(lián)動控制灌溉水泵、智能閥門，分區(qū)精準(zhǔn)管理，提升灌溉水利用率，降低倒伏率。

2.溫室大棚：實現(xiàn) “反季節(jié)種植” 的品質(zhì)飛躍

針對蔬菜、花卉等設(shè)施農(nóng)業(yè)，在大棚內(nèi)每 100㎡安裝 1 個溫濕度傳感器、1 個 CO?傳感器，聯(lián)動水肥一體機(jī)與補(bǔ)光系統(tǒng)，精準(zhǔn)調(diào)控，讓環(huán)境可控、品質(zhì)提升。

3.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)：告別 “看水色、憑經(jīng)驗” 的養(yǎng)殖模式

在魚塘、蝦池等場景，安裝溶氧傳感器，水面部署增氧機(jī)與投餌機(jī)，根據(jù)監(jiān)測溶氧量自動啟停增氧機(jī)，提升溶氧達(dá)標(biāo)率、降低魚類死亡率，解決溶氧不足、水質(zhì)惡化等核心問題。

4.畜牧養(yǎng)殖業(yè)：保障 “畜禽健康與效率提升”

針對豬、雞、牛等養(yǎng)殖場景，豬舍安裝氨氣傳感器、紅外測溫儀，配合視頻監(jiān)控識別異常行為。并根據(jù)氨氣濃度，自動開啟通風(fēng)機(jī)、開窗系統(tǒng)等，穩(wěn)定控制氨氣濃度在 25ppm 以下，降低呼吸道疾病發(fā)病率。

四、應(yīng)用價值：重構(gòu)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益與模式

1.降本增效顯著

節(jié)水 30%-50%：精準(zhǔn)灌溉減少水資源浪費(fèi)，某萬畝農(nóng)田年節(jié)水 150 萬立方米;

減藥 20%-40%：病蟲害早防早治降低農(nóng)藥使用量，減少成本與污染;

省工 60% 以上：自動化設(shè)備替代人工巡檢、灌溉等工作，緩解農(nóng)村勞動力短缺;

2.品質(zhì)與收益雙提升

品質(zhì)更穩(wěn)定：環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控使作物糖度、維生素含量提升 5%-10%，符合高端市場需求;

品牌溢價高：全流程溯源增強(qiáng)消費(fèi)者信任，產(chǎn)品售價可提高 15%-30%;

抗風(fēng)險能力強(qiáng)：災(zāi)害預(yù)警與科學(xué)管理使產(chǎn)量波動從 ±15% 降至 ±5%;

3.推動綠色可持續(xù)發(fā)展

減少面源污染：化肥農(nóng)藥減量使用降低土壤與水體污染，某生態(tài)農(nóng)場土壤有機(jī)質(zhì)含量從 1.5% 升至 2.2%;

資源循環(huán)利用：結(jié)合雨水收集、養(yǎng)殖廢水處理，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用;

應(yīng)對氣候變化：通過氣象預(yù)警與抗災(zāi)調(diào)控，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)對極端天氣的適應(yīng)能力;

智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的核心價值，在于將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)據(jù)驅(qū)動”，從“粗放管理”升級為“精準(zhǔn)調(diào)控”，推動農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)業(yè)跨越，為保障糧食安全、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供堅實的技術(shù)支撐。

審核編輯 黃宇