电子信息技术在智慧农业的应用

智慧农业以信息、知识及装备为核心要素，通过信息技术、智能装备等与农业的深度跨界融合，推动人类对农业系统综合管控能力的提升。与数字农业、精准农业不同的是，智慧农业是数据、知识、模型、软件、硬件等要素相互作用的结果，更强调机器装备对农业各环节的智能化操作水平，因此各类电子技术、信息技术、控制技术在机器装备中的应用对于智慧农业目标的实现至关重要。2020—2022年连续3年中央一号文件均对信息技术与农机农艺融合应用的重要性进行了明确。在政策引领和规模经营趋势的驱动下，我国智慧农业技术取得了长足进步，如农业无人机技术在农业信息获取等方面的应用已达到国际领先水平，在大田种植及养殖领域智慧农业技术已得到广泛应用等。但同时，我国耕地细碎化问题突出，智慧农业技术投入的边际效益低；不论是粮食作物耕种、畜牧养殖还是设施园艺的机械化水平整体较低；农村信息采集终端等基础设施相对薄弱等，很大程度上制约了智慧农业的发展。电子信息技术拥有较高的应用价值，在农业、交通、建筑、教育等多个产业均有不俗表现。在国家战略规划引导和应用领域不断扩大的当下，切实应用电子信息技术网络化、数字化、集成化、高效化、智能化等技术优势，促进智慧农业技术的不断发展贴合国家对智慧农业的行动计划和战略布局。农业传感器。一直以来传感器在电气测量领域应用广泛，农业传感器是智慧农业的信息之源，技术应用范围广泛且覆盖面全。但当前我国缺少具备核心技术的多功能一体化传感器设备，且存在传感器种类少、测试稳定性差、实时传输水平和集成度低等不足。放眼国际，随着技术、原理、材料、工艺等的突破，农业传感器已开始从物理量传感向生物、化学信息感知迈进，传感器的感知元器件也变得更加精密、便携。

按照技术应用需求，电子信息技术的数字化、网络化、微型化和集成化为我国农业传感器匹配更强大的数据处理、存储及分析能力提供了技术支持。海量的农业信息数据需依托可以支撑庞大信息的数据库和传输系统，电子信息技术的快速发展冲破了特定数据载体的约束，借助无线通信和数据光纤进一步为数据应用奠定了便利条件。同时在新材料与技术的辅助下智能电子技术发展迅速，传感器元部件逐渐朝更精密、便捷的方向推进，电子测量仪、积温仪等检测、分析农作物生长环境湿度、温度、土壤养分以及各项展现农作物生长指标的元器件在更加微型、集成的同时数据存储量及数据处理能力均得到提升，因此农业传感器的监测结果也更加精准。以土壤传感器为例，土壤传感器包括湿度传感器、温度传感器、EC（基质中可溶性盐含量）传感器及监测pH值、氮磷钾等的传感器，能够为农作物种植生产、抗灾减灾提供重要的数据依据。在传感器配合数据采集器定点监测和移动测量的过程中，电子检测技术发挥着重要作用。例如通过水质的电阻率找到适合农作物灌溉的地表水，或者通过释放传感器捕捉到的温度、湿度等生长信息转化成的电能量信号分析判断土壤温度、湿度，同时土壤氮磷钾含量和pH值大小等方面的数据也能通过预先设定模型的对应参数反演获取。

农业智能设备。农业主要生产环节正在经历的“机器换人”大幅提升了农业生产效率和资源利用率，智慧农业中的农业机械与传统人为操作和管理的农业机械最大的不同在于，实现了操作无人化、仪器自动化及管理智能化。电子信息技术具备的智能化和自动化技术优势可以解决当前农业机械应用中的诸多实质性难题，电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、高通信工程等也在促进“智慧农业机械”系统的智能化和自动化方面的价值也将得到最大程度的呈现。农业机械可以通过电子通信协议进行标准接口设置提高自动化控制水平，如通过GPS（全球定位系统）技术和GIS（地理信息系统）技术为农机机群制定最佳工作分配方案，便于中央控制系统根据机群作业速度和位置开展智能化管理。在应用电子信息技术过程中，其本身构建的电子设备工程管理模式能够实现无线通信技术与计算机管理系统的有机结合，由此基于电子信息技术开展的农业机械动态化和模块化设置可囊括多个生产环节的管理，从而实现农机功能的集成，在实际生产过程中可制定适合农户自身的农业机械管理模式。农业机械的可视化控制以及良好的人机交互也是智慧农业活动不可或缺的，电子信息技术可充分利用电子监视仪完善和发展当前与农业机械连接过程中的不完备细节，从而实现农民与农业机械的良好配合。在促进农业机械作业质量提升的同时，农机生产同样值得关注。VR技术（虚拟现实技术）可以仿真农机设备生产过程，建立农机设计和生产的三维立体模型，不论是农机外观尺寸的把握、产品精度的提升还是设备性能的优化都可以在数据库和相关软件的配合下开展，为有效提高农机质量注入了新的动力。围绕农业机械化从耕种向生产全过程延伸，由种植业向养殖、设施农业全面拓展，进一步提升智能农业装备及电子信息技术的应用水平，还需开展农业机械信息管理平台建设，管理平台应当配有查询、调度、监测、计量、定位等功能，做好农业机械的整体适配及在各个生产环节的精准应用。综上所述，电子信息技术结合智慧农业的生产特征和发展需求给予农业智能设备的可靠数据支持和充裕的技术应用手段为我国大步迈入智慧农业新时代提供了强有力的科技支持。当前，德国、日本、英国等国农业智能设备的技术先进、应用广泛。瑞士EcoRobotix公司研发的田间除草机器人实现了对杂草的快速检测和监测。投入使用后的除草机器人通过机器手臂精准识别杂草特征参数，除草剂的使用量大大下降，整个农业生产成本得以下降。我国农业智能装备也已服务于播种、施肥、打药、灌溉等多个环节。在湖北禾溢园种植专业合作社的智慧农场里，M500巡航机测量好田块数据后，智慧农业生产管理系统开始进行农田分块和规划，紧接着P100飞播机开始按照规划方案播撒谷种，仅用一天的时间飞播机便可完成50余hm2农田的播种任务，整个过程农机手只需“动动手指”。

目前，湖北禾溢园种植专业合作社已拥有各类新型农机60多台，在移动生产管理系统APP上即可对无人机设备发出指令，不仅实现了农业生产轻简化，也为进一步加强智慧农业信息的高效、集约管理奠定了基础。但值得注意的是，我国作物生产地域条件差异较大，农业智能装备还需持续地因地制宜地逐步完善。农产品电子商务。如今网络已成为农产品宣传的“智囊”，众多门户网站都可以展示农产品图片、价格、生长环境等各方面信息，在农户与商家和各大平台有效对接方面也取得了良好效果。可见，应市场和应用需求整合有线电视通信网络、电信信息网络等形成的新的电子信息通信网络技术拓展出的全新的用户体验和网络商业经营模式显著提高了农产品销量和利润。同时，在农业农村信息服务个性化的推动下，智慧冷链、保质储运调控、区块链追溯、信用评价等构成的农产品智慧供应链系统的构建使得信息流、资金链、物流深度融合，推动了农产品电子商务的系统化和集成化。以重庆智慧农产品展销中心为例。近日，重庆智慧农产品展销中心正式上线运营，主要提供电商、物流配送、农副产品购销等服务。该展销中心弥补断层、无缝衔接，利用电子信息技术将生产端、运输端和终端客商进行了完美融合，搭建起的覆盖“县、镇、村”三级的运营体系数据资源的共享为当地电商农产品充分展现地域特色优势、快速抢占市场份额提供了新的发展契机。与传统环节复杂、单个个体多、农产品流通效率低的农产品供应链相比，通过电子信息技术赋能的重庆智慧农产品展销中心最大限度地实现了准时高效将农产品配送到消费者手中，为当地整个电商农产品供应链的优化和各地农产品电商管理模式的更新贡献了重要力量。电子信息技术跨产业、跨学科融合，已逐渐成为各国发展的支柱产业之一。面对复杂的国际战略环境和战略格局，电子信息技术在促进农业关键技术创新，大力发展智慧农业，赋能农业农村现代化方面是不可或缺的好帮手。电子信息技术在智慧农业中多方面的应用，加快了我国从“藏粮于地”到“藏粮于技”的步伐，对于全面推进乡村振兴具有重大现实意义。

作者：付晖 单位：江西省电子信息工程学校