大学基础计算机 11

13.1智慧农业概述0102信息技术与农业结合智慧农业将物联网、大数据、云计算、“3S”等现代信息技术与农业产业链相结合，实现智能化、精细化、科学化管理。全产业链覆盖涵盖集约化生产、远程控制、数据分析等环节，通过对产业链的智能感知、监测、跟踪，实现可视化诊断、智能化决策和精准化管理。技术融合智慧农业通过数据驱动技术流、资金流等，实现农业智能化、绿色化、高端化，提升农业产业链的价值创造能力。智慧农业打通农业供需连接渠道，构建高效精准的产销生态系统，重塑农业与消费者之间的双向互动关系。提升产业链价值重塑产销关系价值创造0102基于精准数据实现科学种植，减少浪费，提升作物产量和品质，增强农业生产的可控性和稳定性。数据驱动种植利用数据分析和传感器技术精准管理农业资源，优化作物种植过程，提高资源利用效率。资源精准管理精准农业通过自动化机械、无人机、智能灌溉系统等设备，实现农业生产的自动化和高效化，降低人力成本。自动化设备可精准执行任务，减少人为误差，提高农业生产效率和质量，实现规模化生产。设备自动化提高生产效率自动化操作大数据分析01科学决策支持02数据驱动决策利用大数据和人工智能分析农业生产数据，帮助农民和农业企业做出更科学、合理的决策。数据驱动决策可预测市场趋势、优化生产计划，降低风险，提升农业竞争力和经济效益。智慧农业有助于减少农药、化肥的使用，降低对环境的污染，保护生态环境。通过精准管理和可持续实践，智慧农业实现生态友好型发展，保障农业长期稳定发展。环境保护生态友好型农业可持续发展一站式解决方案构建“云-边-端”协同的农业物联网平台，实现农机调度、供应链管理、金融保险的一站式服务。协同平台平台化服务整合资源，提供全面解决方案，提升农业管理效率，推动农业现代化进程。系统集成与平台化服务13.2智慧农业关键技术目录CONTENTS农业信息感知技术01云计算03地理信息系统05决策支持系统07农业信息传输技术02大数据技术04专家系统06智能控制技术0801农业信息感知技术农业传感器用于采集光、温、水、肥、气等参数，是智慧农业的核心，广泛应用于作物种植、畜禽养殖、水产养殖等领域。传感器精准获取农业生产信息，为后续智能化决策和精准化管理提供可靠数据支持。采集关键信息提供精准数据传感器技术自动识别目标RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取数据，是一种非接触式自动识别技术，广泛应用于农产品质量追溯。追溯农产品在智慧农业中，RFID可用于农产品从生产到销售的全程追溯，保障农产品质量安全。RFID技术北斗卫星导航技术可实时描述和跟踪农田水分、肥力、杂草、病虫害、作物苗情及产量等信息。实时描述跟踪农业机械借助北斗技术实现精准作业，如精准施肥、精准施药，提高农业生产效率和资源利用率。精准农业应用北斗卫星导航技术遥感技术利用高分辨率传感器采集地物光谱信息，全面监测作物生长情况，为决策提供田间时空变化信息。根据光谱信息进行空间定性、定位分析，帮助农户及时调整生产策略，实现科学管理。提供决策依据监测作物生长遥感技术02农业信息传输技术多跳自组织网络WSN是以无线通信方式形成的多跳、自组织网络系统，由大量传感器节点组成，负责感知、采集和处理信息。广泛应用领域WSN在大田灌溉、农业资源监测、水产养殖和农产品质量追溯等领域广泛应用，实现信息高效传输。无线传感网络基于IEEE802.15.4标准ZigBee技术具有低功耗、低速率、近距离等特点，适用于农业物联网中的数据传输。适用多种场景在农业领域，ZigBee技术可用于大田灌溉、农业资源监测等场景，满足低功耗、低成本的传输需求。ZigBee技术03云计算0102云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，实现算力、存储空间和软件服务的分布式共享。算力存储共享为智慧农业海量信息分析提供智能化处理能力，支持农业生产过程中的各种应用系统。支撑信息分析分布式资源共享04大数据技术统计分析数据大数据技术通过统计学理论和方法，分析海量数据，找出有价值的目标数据资源和本质关系。助力科学决策在农业生产中，大数据技术可用于资源数据、生态环境数据等多方面的统计分析，为科学决策提供依据。精细化数据分析05地理信息系统0102建立空间数据库地理信息系统用于建立土地、水资源、土壤条件等空间信息数据库，进行地理统计处理和图形表达。提供决策方案为农业生产中的差异性分析和调控提供决策方案，帮助优化资源配置和生产管理。空间信息管理06专家系统专家系统将农业专家的知识和经验与计算机技术结合，模拟解决复杂农业问题。知识经验结合专家系统可对农业问题进行分析、判断和解答，提出决策建议，帮助农户提高生产管理水平。提出决策建议模拟专家决策07决策支持系统0102数据模型知识结合决策支持系统通过数据、模型和知识，以人机交互方式支持半结构化或非结构化决策。广泛应用领域在小麦栽培、饲料配方优化、养鸡场管理等领域广泛应用，帮助农户和企业做出科学合理的决策。数据驱动决策08智能控制技术解决复杂问题智能控制技术用于解决传统方法难以处理的复杂系统控制问题，是控制理论发展的新成果。多种技术应用模糊控制、神经网络控制等智能控制技术在大田种植、设施园艺、畜禽养殖等领域得到应用，实现精准控制和管理。复杂系统控制总结智慧农业关键技术重构农业新范式！10.3智慧农业的典型应用场景CONTENTS智慧种植05农业电商02自动化控制06农业金融服务03智能养殖07农业信息服务04农产品质量追溯01目录01智慧种植土壤与气象监测利用土壤传感器和气象站实时监测土壤湿度、温度、养分及气象条件，为作物生长提供最佳环境，降低化肥农药用量20%～30%。作物长势监测通过多光谱无人机和卫星遥感技术监测作物长势，实现精准施肥、喷药，提升主粮作物产量8%～15%，促进绿色生产。环境监测与精准管理精准播种北斗高精度定位技术集成至智能农机，播种时直线行驶误差小于3cm，接行误差小于5cm，解决传统作业重播漏播痛点。精准灌溉与植保变量灌溉系统实现单株作物级水分精准供给；“天-空-地”立体监测体系提升农药有效沉积率至85%以上，保障作业质量。智能农机应用02自动化控制智能控制系统根据温室内的温湿度、光照等参数，自动调节通风、遮阳、加湿等设备，保持作物最佳生长环境，降低人工成本。自动化控制实现精准管理，保证作物在最佳条件下生长，提高生产效率，提升农产品质量和产量。环境自动调节提高生产效率智慧温室控制03智能养殖实时环境监测健康状况监测物联网技术实时监测畜禽生长环境的温度、湿度、氨浓度等参数，实现自动投喂、供水、清粪，减少温室气体排放。通过体温监测及时识别异常个体并隔离；视频摄像头分析动物行为，评估营养和健康状况；配备巡检机器人，降低养殖人员健康风险。环境与健康管理04农产品质量追溯全流程数据记录利用区块链技术记录农产品生产、加工、销售等环节数据，实现产品来源可查、去向可追、责任可究，保障消费者权益。提升信任度消费者扫描追溯码可查询种植基地、生产批次、质量检测报告等详细信息，提升对农产品的信任度。区块链技术应用05农业电商0102大数据分析为农产品销售提供市场预测和消费者画像，电商平台精准推送农产品信息，提高销售转化率。电商平台提供便捷的支付和物流服务，降低农产品流通成本，促进农民增收。市场预测与精准推送便捷支付与物流大数据助力销售06农业金融服务金融机构利用大数据和人工智能分析农业生产数据，准确评估企业经营状况和风险水平，提供合理贷款条件和保险方案。风险评估与贷款金融服务帮助农业企业降低融资成本，缓解资金压力，特别是对养殖业等高投入、高风险行业有更大帮助。降低融资成本金融科技支持07农业信息服务技术与物资服务专业化、社会化服务企业为农民提供技术支持、农资供应、田间管理、物流服务等，解决技术难题，提高生产效率。智能服务终端基于语音交互的智能服务终端依托方言识别、病虫害图像诊断等技术，为农民提供实时农事指导、灾害预警、产销信息推送等服务。专业化服务支持总结智慧农业场景就是未来农业图景10.4智慧农业实际案例目录CONTENTS0102030405伏羲农场水肥一体化智能机器人灌溉系统智慧渔场神农大模型神农操作系统010203土壤养分监测与精准施肥伏羲农场采用土壤养分伽马能谱分析仪，采集土壤信息，建立土壤数据库，实现精准施肥，节约肥料，使土壤养分均衡。无人驾驶农机与精准播种新能源拖拉机依靠北斗卫星导航系统实现无人驾驶，保证直线行进和播种密度均匀，实现播种精准管理。数字孪生与决策参考数字孪生技术通过建立模型，在虚拟环境中推演作物长势，为农业生产提供决策参考。1.伏羲农场系统组成与功能精准灌溉与效益投建管服一体化模式2.水肥一体化智能机器人灌溉系该系统由智能施肥、灌溉决策控制、地埋管网、按压式出水栓和智能灌溉机器人等部分组成，实现粮食生产全程机械化。智能灌溉机器人利用北斗卫星导航系统，自动调节供水压力，解决传统灌溉不均匀问题，节水超过50%，节电45%，减少人工成本。通过整合高标准农田建设资金与社会资本，提供智能灌溉系统的有偿运行与管理服务，降低地方财政投入，确保灌溉设施可持续运营。3.智慧渔场液压式动力转网技术采用液压式动力转网技术，使超大渔网能够360°旋转，保持清洁与安全，防止附着物导致的破损，确保鱼类生存和经济效益。科研创新与深远海养殖科研机构加速推进深远海养殖技术的研发，如风电设施网箱、抗风浪网箱等，为海洋渔业可持续发展提供支持。水质监测与智能管理烟台经海海洋渔业有限公司在智慧渔场部署摄像头，实时监控水质指标，实现精准管理，提升养殖效率和安全性。01024.神农大模型技术突破与功能提升神农大模型2.0在多模态交互及智能化推理方面取得重要进展，广泛应用于育种、种植、养殖、农业遥感及气象等多个农业场景。专业大模型应用神农·固芯优化育种流程，降低盲目性与随机性；神农·筑基实现种植环境智能化监测与精准调控；神农·强牧推动养殖业智能化转型；神农·问穹专注气象与遥感监测，保障