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

　　提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的信息化水平是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的核心思想，當(dāng)下，在密集的“三農(nóng)”政策推動之下，我國智慧農(nóng)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(nóng)業(yè)的到來有其必然性，主要是為解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)各方面的不足。

　　一、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的痛點

　　靠天吃飯，效率低下。中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要以小農(nóng)經(jīng)濟(jì)為主，完全依賴人力作業(yè)，農(nóng)作物生長情況全憑經(jīng)驗判斷，可謂“靠天吃飯”，效率低下。

　　信息化程度不高。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)開始引入互聯(lián)網(wǎng)+的應(yīng)用，且局部區(qū)域已經(jīng)實現(xiàn)了機械化作業(yè)，但在農(nóng)作物生產(chǎn)種植環(huán)節(jié)整體信息化水平還相對較低，例如農(nóng)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(shù)據(jù)支撐，會導(dǎo)致盲目生產(chǎn)和混沌經(jīng)營，無法掌握企業(yè)管理和生產(chǎn)情況。

　　勞動力人口不足，新農(nóng)人經(jīng)驗缺乏。隨著中國城市化進(jìn)程的演變，大量農(nóng)業(yè)人口涌入到城市，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要靠老一輩農(nóng)民維持，年輕人對于務(wù)農(nóng)普遍興趣化不高，由此造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力的嚴(yán)重不足。盡管伴隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)方式的變更，智慧農(nóng)業(yè)新概念出現(xiàn)，“新農(nóng)人”群體從校園走向田間地頭，帶來了專業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識，但“新農(nóng)人”數(shù)量遠(yuǎn)不足以彌補生產(chǎn)缺口，種植經(jīng)驗也不足以應(yīng)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的多種問題;

　　無統(tǒng)一生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。由于不同的農(nóng)業(yè)技術(shù)員掌握不同蔬菜品種的生長規(guī)律，相同蔬菜品種的農(nóng)業(yè)技術(shù)員之間也有獨特經(jīng)驗或自有技術(shù)，這就會導(dǎo)致生產(chǎn)操作和流程缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

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

　　二、中國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程

　　以鐵犁牛耕為代表的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，無論生產(chǎn)方式還是銷售渠道都比較低效，“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)”難以獲得經(jīng)濟(jì)效益;后來，以機械耕作為主的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，極大改進(jìn)了生產(chǎn)方式，銷售渠道也不斷拓寬。隨著互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)的發(fā)展，“電子商務(wù)+農(nóng)產(chǎn)品”的模式逐漸流行。現(xiàn)在和未來，以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為主的智慧農(nóng)業(yè)，一站式管理“產(chǎn)、供、銷”全產(chǎn)業(yè)鏈，農(nóng)產(chǎn)品可溯源，用戶足不出戶即可吃到安全放心的農(nóng)副產(chǎn)品。

　　農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

　　智慧農(nóng)業(yè)是指新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)決策、生產(chǎn)、流通交易等深度融合的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行全流程跟蹤式監(jiān)測、管理，以數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)流、資金流、人才流、物資流，實現(xiàn)更為高端化、智能化、綠色化的農(nóng)業(yè)產(chǎn)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(zhǔn)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)銷生態(tài)系統(tǒng)，重塑農(nóng)業(yè)與消費者之間雙向互動關(guān)系，構(gòu)建起覆蓋農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新生產(chǎn)和服務(wù)體系。

　　三、智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策

　　對比全球市場，我國智慧農(nóng)業(yè)起步較晚，農(nóng)業(yè)機械化、作業(yè)智能化程度遠(yuǎn)低于其他領(lǐng)先國家，依舊處于成長初期。而智慧農(nóng)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(nèi)圍繞著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型等核心任務(wù)先后發(fā)布了十幾條農(nóng)業(yè)改造的利好政策。

智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策文件 (2017-2022年)，a&s整理制圖

　　國務(wù)院發(fā)布的中央一號文件自2004年起連續(xù)19年提到“三農(nóng)”問題，其中，開展智慧農(nóng)業(yè)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營中的應(yīng)用，積極打造數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村后成為系列農(nóng)業(yè)相關(guān)政策的要點內(nèi)容，也為國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了穩(wěn)定的政策基礎(chǔ)，樹立了明確的發(fā)展目標(biāo)。

　　四、智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模

　　智慧農(nóng)業(yè)已成為世界現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，全球各國都在加快布局智慧農(nóng)業(yè)，推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　據(jù)BIS Research 研究報告數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達(dá)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(wù)23.60億美元。預(yù)計到2026年，全球智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到341.02億美元。

　　目前中國智慧農(nóng)業(yè)依舊處于初級階段，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)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(shù)的不斷提升，中國智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展。

　　過去幾年里，國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)市場出現(xiàn)了較為顯著的增長，根據(jù)市場公開數(shù)據(jù)顯示，結(jié)合中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，a&s Research初步預(yù)估2020年中國智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達(dá)622億元，預(yù)計2022年將進(jìn)一步增長至743億元。

　　我國智慧農(nóng)業(yè)覆蓋范圍廣，細(xì)分領(lǐng)域眾多。按照產(chǎn)業(yè)劃分，分為種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖;按照生產(chǎn)過程，分為產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后;按照技術(shù)類別，分為大數(shù)據(jù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)及設(shè)備、智能裝備、管理系統(tǒng)、交易平臺。

　　農(nóng)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域信息化水平，數(shù)據(jù)來源：普華有策

　　據(jù)普華有策《2022-2028年智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)全景調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》數(shù)據(jù)，按照產(chǎn)業(yè)劃分，我國智慧農(nóng)業(yè)細(xì)分版塊中，畜禽養(yǎng)殖信息化水平最高，為 30.20%，設(shè)施栽培、種植業(yè)、水產(chǎn)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(nóng)業(yè)核心技術(shù)

　　智慧農(nóng)業(yè)，重點強調(diào)的是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、傳感器等，運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的整個過程中，利用感知傳感器、智能控制終端、物聯(lián)網(wǎng)云平臺等，以手機端或者電腦平臺為窗口，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制，構(gòu)建其對農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式。

　　其核心技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)、人工智能(AI)技術(shù)、云計算(cloud computing)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等。

　　智慧農(nóng)業(yè)四大核心技術(shù)

　　  ●物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　“智慧農(nóng)業(yè)”中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)。

　　傳感器負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)信息的采集，是實現(xiàn)對現(xiàn)實世界感知的基礎(chǔ)，是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。用作農(nóng)事監(jiān)測的傳感器技術(shù)是 “智慧農(nóng)業(yè)”的技術(shù)基礎(chǔ)和保障，它實現(xiàn)了信息的即時采集、記錄和傳輸，使農(nóng)業(yè)設(shè)備和裝備智能化。

　　通過布設(shè)于農(nóng)田、溫室、園林等目標(biāo)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員可通過監(jiān)測數(shù)據(jù)對環(huán)境進(jìn)行分析，從而有針對性地投放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，并根據(jù)需要調(diào)動各種執(zhí)行設(shè)備，進(jìn)行調(diào)溫、調(diào)光、換氣等動作，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生長環(huán)境的智能控制。

　　可以說，傳感器技術(shù)是“智慧農(nóng)業(yè)”數(shù)字化、精準(zhǔn)化、智能化的最關(guān)鍵因素。

　　同時，智慧農(nóng)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(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可將傳感器采集到的各項數(shù)據(jù)及時上傳到終端或云端，完成數(shù)據(jù)的傳輸和信息交互。

　　隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)玫礁蠓秶膽?yīng)用，而受限于功耗、成本、電源等問題，提升農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(dāng)下農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重點任務(wù)，未來，物聯(lián)網(wǎng)必將讓農(nóng)業(yè)擁有更多“智慧”。

　　●人工智能技術(shù)

　　人工智能在輔助農(nóng)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(jù)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(shè)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(shù)，從而幫助養(yǎng)殖戶隨時隨地對動物的健康狀態(tài)進(jìn)行管理。

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

　　●云計算技術(shù)

　　智慧農(nóng)業(yè)中的信息種類、數(shù)量都將成倍增加，其需要分析的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的融合問題，如何從海量數(shù)據(jù)中挖掘信息等，給數(shù)據(jù)計算帶來了巨大的挑戰(zhàn)。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開云計算技術(shù)的支持?？梢哉f，云計算是智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用發(fā)展的基石，一是云計算具有超強的數(shù)據(jù)處理和存儲能力;二是由于智慧農(nóng)業(yè)無處不在的數(shù)據(jù)采集，需要大范圍的支撐平臺以滿足其規(guī)模需求。

　　●大數(shù)據(jù)技術(shù)

　　大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用中扮演著“數(shù)據(jù)管理”的角色，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以將各類物聯(lián)網(wǎng)終端采集到數(shù)據(jù)，包括光照、溫濕度、土壤數(shù)據(jù)、作物病蟲草害監(jiān)測數(shù)據(jù)、作物產(chǎn)量等各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)按專題、流程、指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯聚、分析、梳理。通過大數(shù)據(jù)平臺為農(nóng)場管理方提供可視化的數(shù)據(jù)監(jiān)測，以科學(xué)數(shù)據(jù)為不同農(nóng)業(yè)場景提供有效的管理決策，增強農(nóng)產(chǎn)品的競爭力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)高效發(fā)展。

　　六、智慧農(nóng)業(yè)市場競爭格局

　　據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院報告，智慧農(nóng)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(dǎo)航系統(tǒng)及傳感器等。智慧農(nóng)業(yè)中游主要包括數(shù)據(jù)平臺、無人機植保、農(nóng)機自動機械、智能化養(yǎng)殖等;智慧農(nóng)業(yè)下游主要為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。

　　智慧農(nóng)業(yè)市場競爭格局，a&s整理制圖

　　據(jù)上述智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模數(shù)據(jù)，中國智慧農(nóng)業(yè)市場即將突破千億規(guī)模，積極推進(jìn)AIoT技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的深度應(yīng)用，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)共識。極具潛力的智慧農(nóng)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(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)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(lǐng)域企業(yè)，包括百度、阿里、騰訊等國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭也紛紛加快了在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的布局。

　　七、智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢

　　“十四五”時期，我國智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)迎來了重大歷史機遇。伴隨著人工智能(AI)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的融合應(yīng)用，中國智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的技術(shù)不斷創(chuàng)新、模式不斷涌現(xiàn)、應(yīng)用不斷深化，農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的潛力已經(jīng)顯現(xiàn)。

　　新冠疫情在世界上的蔓延加劇了全球糧食安全的風(fēng)險和危機。雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的不足和效率的低下。農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、流通和銷售亟需技術(shù)的革新，提升生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)，從根本上化解全球糧食安全的隱患。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等科技進(jìn)步正在引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也大力推動了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

　　1）AIoT技術(shù)滲透農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈

　　未來發(fā)展農(nóng)業(yè)，要從全產(chǎn)業(yè)角度進(jìn)行布局。大數(shù)據(jù)技術(shù)全面滲透了從種子肥料開始，到生產(chǎn)、加工、配送到消費者餐桌，再到廢棄物處理的全過程，體現(xiàn)出信息科技對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐作用。

　　當(dāng)引入AIoT解決方案時，農(nóng)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(chǎn)者的成本更低，以及消費者的產(chǎn)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(nóng)業(yè)更加可持續(xù)和生態(tài)友好。

　　2）智能化裝備廣泛應(yīng)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(fù)雜的目標(biāo)任務(wù)。世界智能農(nóng)機裝備發(fā)展經(jīng)歷了不同的歷史階段，從機械化到數(shù)字化、自動化、智能化，現(xiàn)在已經(jīng)衍生了系統(tǒng)。目前，國際上研究農(nóng)機裝備，重點體現(xiàn)在自動駕駛拖拉機、農(nóng)業(yè)機器人和農(nóng)業(yè)無人機等方面。

　　3）無人化、少人化發(fā)展迅速

　　由于農(nóng)村勞動力減少，農(nóng)村出現(xiàn)了無人種地的情況，特別是熱天打藥、冷庫長時工作等復(fù)雜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nóng)場是未來的發(fā)展趨勢。

　　在數(shù)字化時代，農(nóng)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展離不開智慧化建設(shè)， AIoT 未來將持續(xù)深耕細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)，用數(shù)字經(jīng)濟(jì)助力打造農(nóng)業(yè)新模式。通過智慧農(nóng)業(yè)種植方案，實現(xiàn)從“經(jīng)驗種植”到“智能種植”的轉(zhuǎn)變，用科技創(chuàng)新讓更多的城鄉(xiāng)居民共享數(shù)字化、智能化帶來的技術(shù)紅利，助推智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興。

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