В настоящее время сельское хозяйство моей страны находится в переходном периоде от традиционного к современному. «Интернет вещей» в сельском хозяйстве сыграет уникальную и важную роль и откроет беспрецедентные возможности для развития современного сельского хозяйства. Использование интеллектуальных технологий управления информацией для развития современного сельского хозяйства стало сегодня одной из актуальных тем в сфере развития сельского хозяйства во многих развитых странах.
Состояние развития «Интернета вещей» в сельском хозяйстве:
В “Плане работ по региональному пилотному проекту ”Интернет вещей в сельском хозяйстве’», опубликованном Министерством сельского хозяйства, четко указано, что в ходе реализации данного регионального пилотного проекта будут изучены теоретические аспекты, системная интеграция, ключевые направления, модели развития и пути продвижения «Интернета вещей» в сельском хозяйстве, а также усовершенствована теория «Интернета вещей» в сельском хозяйстве. и уровень применения, что имеет огромное значение для содействия трансформации методов сельскохозяйственного производства и увеличения доходов фермеров. В документе подробно объясняется, что технологии «Интернета вещей» позволяют повысить эффективность сельскохозяйственного производства, увеличить добавленную стоимость сельскохозяйственной продукции, а также добиться роста объемов сельскохозяйственного производства и доходов.
В развитых странах «умное» сельское хозяйство вышло на этап обобщения знаний, разработки систем автоматического управления и внедрения сетевых технологий, проникая во все сферы сельского хозяйства. Согласно отчетам, в зарубежных странах в тепличном производстве используются технологии, связанные с «Интернетом вещей», а также большое количество беспроводных датчиков для управления и регулирования температуры и влажности, подачи питательного раствора, значения pH (показателя концентрации ионов водорода), значения EC (содержания растворенных солей) и т. д., что позволяет довести условия выращивания овощей в теплицах до оптимального уровня.
С помощью технологий «Интернета вещей» и облачных вычислений на платформе удаленной поддержки и обслуживания создан центр удаленного управления в сфере «умного» сельского хозяйства, позволяющий осуществлять удаленное консультирование по вопросам выращивания, удаленную диагностику неисправностей, удаленный мониторинг информации, удаленное техническое обслуживание оборудования и т. д.; объединяя информацию о росте растений и биотехнологии, а также применяя технологии обеспечения безопасности пищевых продуктов для решения проблем безопасности сельскохозяйственной продукции на всех этапах выращивания; в полной мере используя передовые технологии RFID, «Интернета вещей», облачных вычислений и другие технологии для обеспечения мониторинга и управления сельскохозяйственным производством, а также отслеживания безопасности продукции. В настоящее время эта технология не только достигла передового международного уровня, но и была внедрена на национальном рынке, где широко применяется в современных агропарках, крупных фермерских хозяйствах, профессиональных сельскохозяйственных кооперативах и т. д. Она получила высокую оценку пользователей и продемонстрировала хорошие результаты.
«Интернет вещей» в сельском хозяйстве, то есть в системе управления теплицей, датчики температуры, влажности, значения pH, освещенности, CO₂ и другое оборудование системы «Интернета вещей» используются для измерения температуры, относительной влажности, значения pH, интенсивности освещения, содержания питательных веществ в почве и концентрации CO₂ отображаются в режиме реального времени с помощью различных приборов или используются в качестве параметров автоматического управления для обеспечения благоприятных и подходящих условий роста сельскохозяйственных культур. Реализация дистанционного управления позволяет персоналу, занимающемуся выращиванием растений, контролировать и регулировать условия в нескольких теплицах, не выходя из офиса. Использование беспроводных сетей для измерения и обеспечения условий, подходящих для роста сельскохозяйственных культур, может служить научной основой для точного управления теплицами, что позволяет увеличить урожайность, улучшить качество продукции, скорректировать цикл роста и повысить экономическую эффективность.
Сельское хозяйство неотделимо от полива, удобрения и опрыскивания пестицидами. Фермеры ведут хозяйство, опираясь на опыт и интуицию. Они трудятся в полях, лицом к лёссу и спиной к небу, и передают эти навыки и методы из поколения в поколение. Однако следует ли так поступать с фруктами и овощами сегодня? Когда речь заходит о поливе, внесении удобрений и опрыскивании пестицидами, как мы можем поддерживать точные показатели концентрации, температуры, влажности, освещенности и уровня CO₂, и как обеспечить подачу ресурсов по требованию? В прошлом эти проблемы, которые были “нечеткими” и решались на основе опыта и интуиции на разных этапах вегетации культур, теперь стали “точно” контролироваться в режиме реального времени и количественно оцениваться благодаря сельскохозяйственному Интернету вещей. Появление модели “фермерства”, созданной благодаря Интернету вещей, стало новой сельскохозяйственной моделью, преодолевающей недостатки традиционного сельского хозяйства. Эта “умная революция”, начатая технологиями IoT, позволяет сельскому хозяйству достичь целей «измеримой среды, контролируемого производства и отслеживаемого качества». Обеспечить качество и безопасность сельскохозяйственной продукции и возглавить развитие современного сельского хозяйства.
Три основные системы «Интернета вещей» в сельском хозяйстве:
1. Интеллектуальная система для сельского хозяйства основана на разработке и использовании интеллектуальных экспертных систем, которые анализируют и оценивают данные о климате, почве, качестве воды и других экологических показателях, систематически планируют расположение участков, рационально подбирают сельскохозяйственные сорта и научно обосновывают экологическое севооборот.
2. Система управления сельскохозяйственным производством на базе Интернета вещей (IoT) основана на технологиях Интернета вещей и использует различные беспроводные датчики для сбора в режиме реального времени таких параметров, как освещенность, температура, влажность и других данных на объектах сельскохозяйственного производства, а также информации о состоянии роста сельскохозяйственной продукции, что позволяет осуществлять удаленный мониторинг производственной среды. После преобразования собранных параметров и информации в цифровой формат они проходят обобщение и интеграцию на платформе сети передачи данных в режиме реального времени, а интеллектуальная система, основанная на знаниях сельскохозяйственных экспертов, выполняет облачную обработку данных с учетом временных, количественных и позиционных параметров в соответствии с различными требованиями к показателям роста сельскохозяйственной продукции, что позволяет своевременно и точно осуществлять дистанционное управление указанным сельскохозяйственным оборудованием. Автоматическое включение или выключение позволяет реализовать интеллектуальный и автоматизированный процесс сельскохозяйственного производства.
3. Система отслеживания безопасности органической сельскохозяйственной продукции создается путем установки электронных меток RFID непосредственно на сельскохозяйственную продукцию или на транспортные упаковки в ходе производственного процесса, а также путем непрерывного добавления и обновления информации на этапах транспортировки, складирования, реализации и других звеньях цепочки поставок. Система отслеживания безопасности органической сельскохозяйственной продукции укрепляет обмен данными и обеспечивает прозрачное управление всем процессом сельскохозяйственного производства, переработки, транспортировки и сбыта, обеспечивает отслеживаемость сельскохозяйственной продукции на всех этапах, повышает эффективность управления сельскохозяйственным производством, способствует укреплению бренда сельскохозяйственной продукции и повышает её добавленную стоимость.
Будущие тенденции развития «Интернета вещей» в сельском хозяйстве:
В будущем в сельскохозяйственном производстве системы «Интернета вещей» для сельского хозяйства будут использоваться все шире. Фермеры убедились в преимуществах применения передовых технологий и будут активно выбирать интеллектуальные системы, подходящие для их собственного сельскохозяйственного производства, с целью увеличения объемов сельскохозяйственной продукции и повышения прибыли. Системы обработки данных становятся более точными и интеллектуальными. В будущем, по мере дальнейшего развития технологий облачных вычислений, обработка сельскохозяйственных данных станет более точной, безопасной и интеллектуальной. Системы обработки сельскохозяйственных данных будут активно анализировать сорта, наиболее подходящие для выращивания в конкретных регионах, а также преимущества и недостатки различных сортов, чтобы фермеры могли сделать осознанный выбор.
Чтобы планировать развитие сельского хозяйства в условиях глобализации в будущем, мы должны ускорить анализ, прогнозирование и публикацию информации о сельском хозяйстве, чтобы усилить наше влияние на международном рынке. Защищая ключевые интересы сельского хозяйства нашей страны, мы должны и впредь вносить новый вклад в обеспечение продовольственной безопасности в мире.
