传感器在农业物联网系统建设中有哪些重要作用？

传感器在农业物联网系统建设中有哪些重要作用？

近年来，随着智慧农业、精准农业的发展，智能感知芯片、远程控制系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、畜禽舍环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、土壤氮磷钾含量和pH值大小等方面的数据，传感技术正在精准农业的发展过程中发挥着越来越重要的作用，从而实现科学监测，合理种植，帮助农业人抗灾、减灾，提高农业综合效益，促进了现代农业的转型升级。

以浙江托普仪器有限公司为例，其正在着手于农业物联网系统中传感器产品的研发升级，旨在更好的解决基础应用问题。譬如，托普仪器研发的新型土壤水分传感器，不仅可以精确地采集土壤水分含量信息，还在探针制作过程中采取了不锈钢特殊工艺处理，使埋在土里的传感器更加经久耐用（普通传感器的探针埋在土里极易腐蚀生锈，无法正常工作）。功能各异的物联网传感器产品，使智慧农业的发展在其根基上再进一步，基础功能更加扎实，也更有保障。

人工智能的浪潮，终于席卷到了草莓

AI离人类，可以很远，也可以很近。

艺术中，它是反乌托邦的未来，如新 游戏 《赛博朋克2077》描绘的一般，追踪、芯片、植入，虚拟与现实对抗，机械与肉体互斥， 科技 替代真人行使无限权力。

现实中，它是从认知到产业的颠覆与重组。从阿尔法狗战胜柯洁，Open AI 击败DOTA2职业玩家，到云计算普及、5G全面部署。

如今，AI又开始悄悄附身草莓，掀起一阵“智慧农业”之风。

隔着屏幕看你长大

12月16日，“AI草莓”打了个胜仗。

产量平均值高于传统农人组196.32%，投入产出比平均值高出传统农人组75.51%。

一颗颗珠圆玉润、红彤彤的由AI制造的草莓，从一众参赛者中脱颖而出，惹得众人惊羡。

这是来自智多莓、CyberFarmer·HortiGraph等四支AI队伍的成绩。

在这场由拼多多联手中国农业大学主办的“人工智能VS顶尖农人”数字农业种植竞赛活动中，四支AI队伍同四支新农人队伍一起，在 120 天的时间内，分别完成一批草莓的种植，并接受从口感、产量、投入产出比到商业价值的层层严苛“审判”。

与新农人队的“亲力亲为”截然不同，AI队只能在阿姆斯特丹、北京、南京和昆明四地全程远程进行操控。队员们能看见的，只有一张屏幕。

那么AI队究竟是怎么生产出奶香奶甜的草莓的呢？

“算”出 来的草莓

你造吗？一颗多汁饱满且柔软的AI草莓，诞生于24小时无死角监控。

坐标云南富民县国家高原云果产业园。

4个种植大棚内，悬挂在支架上的摄像头、种植槽上方的温湿度监控装置、土壤里的传感器等设备，正全副武装，“虎视眈眈”地监视着草莓的生长。

虽“毫无人气”，但棚内却有温度、湿度、光照等数字在电子屏幕不断闪烁。

草莓啊草莓，你还想野蛮生长？

而且，为了种出完美的草莓，每只队伍还构建了一个“AI种植大脑”。

从生长模型、种植决策到生长状态识别，一个由多个算法组合成的“智能种植管控系统”，让AI化身“专家”，对草莓进行着“从头到脚”的审视。

当然，审视归审视，拍板权还是要交给人类BOSS。 在拿到AI提供的温度、光照、水肥等环境因素组合的大数据后，各团队成员便以此为基准，调整水肥配比、灌溉方案甚至草莓生长模型，给出每周的种植策略，指导最终生产。

其中一位BOSS放出了“绝招 ”。这支由中国农业科学院、中国农业大学、国家农业智能装备工程研究中心和比利时根特大学的青年科学家组成的CyberFarmer·HortiGraph队，直接研发了一套基于知识图谱和机器视觉的草莓智慧管控系统，训练AI进行自动控制。

这样一套“开挂”的配置，成果也毋庸置疑。产量和投入产出比上，CyberFarmer·HortiGraph队均领先众人，它最终也获得了AI组冠扮谈慎军。

除了冠军队外，其他几只队伍也分别拿出了各自的“杀手锏”。

满足你的挑剔

一边是AI组的远程数字“狂欢”，一边却是新农人组的“望洋兴叹”。

“不需要种植经验，不用人力，一亩产量却是我们的三倍。”提到竞争对手，新农人“纪荣喜劳模工作队”队长纪荣喜由衷感慨。

新农人“艳九天巾帼队”成员孙郁晴也表示：其实农民种个草莓，真的很难。

孙郁晴每天花在草莓上的时间，至少12个小时。

早上6点，她便要起床去基地，开棚、除湿、观察植株情况并拍照。“最大的心愿，就是早上能自动开棚，多睡一会儿。”

反观AI组，不仅每天远程操控的时长大约只有新农人组的一半，而且相比播种、施肥、除虫等繁杂的体力劳动，他们把大部分时间用在了“烧脑”。

你起床播种，他在睡觉。你播种了十小时，他开始起床思考。

你成本能不高吗？

除了成本外，纯人工种草莓还要面对病虫害、极端天气等风险。

因为草莓很娇气，喜温暖，而温室、大棚费用昂贵。农民买不起棚子怎么办？几万块的塑料布拱棚顶上。

但塑料棚能伺候地好草莓“病娇”吗？于是厅敬渐渐地，灰霉病、白粉病、病毒病等“公主病”开始找上门来。

天气不能预测，也是个令人头疼的问题。2012年的干旱、2018年的雪灾，都令孙郁晴的草莓损失惨重。

反观草莓呢？不仅挑环境，还侍或挑人。

“通常，只有有多年经验的耕作者才能通过开花状况判断花期，从而准确施肥，”纪荣喜称，“对种植者的专业素质要求很高，但人工智能却能投其所好。”

而在大数据的监控和“智囊团”的督导下，娇弱的草莓往往能够循规蹈矩地成长。

“相比人力，大数据的支撑能实现更精准的水肥、温度和空气湿度控制，从而促进植株的快速生长和开花挂果。”大赛技术支持专家、云南省农科院研究员阮继伟表示。

“我们其实也希望能引入一些AI技术的优势，” 孙郁晴称，“比如把以后的病虫害管理交给数据来检测和处理，做到精准化管控。比如用自动控制节省人力。AI在生产方面确实具有一定好处。”

农民失业？

“AI草莓”获胜，预示着产业的新风向，也引发了一场全新的焦虑：农民要失业了？

毕竟，人工智能“抢饭碗”已有先例。从高盛用AI替代600名人工股票交易员，到微软以AI淘汰数十名新闻工作者，再到无人驾驶、无人销售等。“AI员工”似乎在以迅雷不及掩耳之势，抢占职位先机。

莫非农业也难逃此劫？

让我们先来看一组数据。国家统计局网站数据显示，按照第六次全国人口普查结果，农村16岁及以上劳动年龄人口数约为5.12亿人，其中从事农业劳动力数仅2.79亿人。 也就是说，有45%的农村劳动力流失。

中国农业大学信息与电气工程学院长江学者李兆亮认为， 在未来，农业劳动力将继续减少。 “现在的农业劳动力比例是28%，未来的30年，我相信会下到5%左右。”

不得不承认，早出晚归、透支体力的农耕工作，已经留不住农村的绝大部分年轻人。

“AI其实是在一定程度上弥补农业人力的缺口，将种植专家和农民解放出来。”

云南农业科学院的草莓专家阮继伟称。

而对于目前辛勤耕作的农民伯伯们，AI的普及也提供了一条职业转型之路。

“用算法训练机器的同时，也希望可以训练农人，让其灵活掌握应用这套技术，让农民变成技术工人。” “智多莓”队队长程飚表示。

目前，已有针对AI机器操作的相关培训在市面上展开。 农民的技术能力、工作效率有望得到提升，从“人力”向“人才”的转变正在实现。

不过专家也表示， 要完全实现“轻松搞农业”，还要依赖技术的新一轮革新。

“现在的AI技术仍具有局限性，播种、采摘过程仍需人工介入。” CyberFarmer·HortiGraph队成员林森称，“随着摇臂采摘等机器人普及，未来有望实现全程无人化。”

对于“智慧农业”的前景，农业农村部农业物联网重点实验室主任、西北农林 科技 大学教授何东健表达了信心。“再过 10 年，在某些领域一定会实现无人农场、无人牧场，以及高端的植物工厂。”

目前，各组获胜的AI队伍正在联合中国农业日大学等学术机构，将农业专家的判断和思维转化为算法，力图将这些经验标准化，以便推广应用于更多的农业领域。 新 科技 投入商业化规模生产，已经在路上。

“中国的农业是真正的大海，但尚缺标准化的种植和管理。”拼多多副总裁陈秋表示，“我们希望吸引更多更多高 科技 的人才来投资农业，为农产品带来更高的附加值，为农业种植者们带来真金白银，并推动中国农业的现代化发展。”

“这次比赛，对于智慧农业的发展，将起到一个里程碑式的作用。数字技术的引进，对农业农村变革意味着重大机遇。”中国工程院院士赵春江称。

可以预见的是，“智慧农业”不仅限于草莓，还会渗透进生活的方方面面。而这不仅是一场漫长的 科技 探索 ，更是一场生产方式的变革、一轮产业结构颠覆与重组的新浪潮。

草莓，别怕AI，你要乖乖长大哦。