如何开发建设高性能的智慧农业系统？
2025-08-02

（东方商易技术人员现场调使智能水阀）

智慧农业系统，是发展智慧农业的抓手和着力点。发过来说，智慧农则是智慧农业系统作用力的呈现，也就是时下人们所说的现代农业形态。相较依靠人力、畜力或机械等动能作用下的传统农业来说，智慧农业则是运用传感器和软件通过移动平台或电脑对农业生产进行控制、降低人力劳动强度提高生产效率和产量的更高级的农业。

智慧农业融合了互联网、移动互联网、物联网、大数据、人工智能、卫星遥感、无人机及智能装备等现代信息技术，依托数据驱动和智能控制，对包括种植、经营、管理和服务等在内的农业生产全过程进行精细化、智能化、自动化管理、决策和执行，实现生产要素精准投入、生产作业优化调度、资源消耗降低减少，使农产品产量和质量得以双提升，从而推动农业高效、高产和可持续发展。但这些都是以智慧农业系统作为支撑的。所以说智慧农业系统是智慧农业的抓手和着力点。因此，打造优质高性能的智慧农业系统成为智慧农业的前提保障。正因如此，2024年印发的《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》强调，“集成应用‘四情’监测、精准水肥施用、智能农机装备、无人驾驶航空器和智能决策系统等技术。”“建立健全‘天空地’一体化监测系统。”

那么，如何“集成应用‘四情’监测、精准水肥施用、智能农机装备、无人驾驶航空器和智能决策系统，打造优质高性能的智慧农业系统呢？

在此，结合兰州东方商易文化科技（下简称“东方商易”）为河西走廊高标准农田建设研究开发建设的智慧农业系统为例，简述一下打造智慧农业系统的须知事项和所应用的关键技术。

首先，明确智慧农业系统建设的目标。技术人员经过实地走访调研，分析作物种类、生长周期、灌溉施肥需求以及气候环境、土壤墒情等情况后，结合当地农业实际需求，在确保精准性、可靠性和可持续性的前提下，制定开发建设方案，选择先进技术方案， 设计系统架构和开发建设的核心功能模块。如水肥一体化智能系统、智能检测系统、温室智能调控系统、无人农机作业系统等。

其次，确定智慧农业系统应用的关键技术。这里的关键技术是指构成智能化、高效化运行的核心基础，涵盖从数据采集到决策执行的完整链条。主要运用以下技术：

一是物联网（IoT）与传感技术。该技术的功能作用是环境实时感知与生物体征监测，即部署土壤温湿度传感器、气象站等设备精确监测土壤墒情、气象因子（如光照/CO₂浓度），为灌溉与施肥提供即时数据支撑。而无人机多光谱扫描作物病虫害，实现早期预警（如玉米螟的识别）；

二是人工智能（AI）与数据分析技术。该技术的功能作用是智能决策和多模态大模型应用，即通过机器学习（如LSTM神经网络）分析历史数据与实时信息，构建作物生长模型或病虫害预警系统。而农业垂直大模型则整合海量数据，优化作物生长预测；

三是数据传输与边缘计算技术。该技术主要是构建5G与低功耗广域网和数字孪生与仿真，即利用5G高速传输与LoRa/NB-IoT协议实现农田数据低延迟回传，边缘计算节点本地处理数据。而三维虚拟场景映射物理环境，模拟气候影响或农机作业路径；

四、自动化控制与执行技术。该技术主要是操控智能农机和精准资源调配，即北斗厘米级定位导航无人农机集群，实现播种收割自动化。而水肥一体化系统动态匹配作物需求（节水），温室环境自动调温调光；

五、区块链与溯源技术。该技术实现全链可信管理，录农药使用、质检数据，生成不可篡改的溯源链；

六、云计算与数据技术。构建农业领域的软件即服务，整合气象、土壤等多源数据，支撑模型训练与决策。

这些技术形成协同效应，通过分层架构（感知层-传输层-决策层-执行层）紧密集成，可实现资源消耗降低（如化肥减量、节约用水等）与生产效率倍增。

当然，系统的开发建设与集成，一定要结合地域地况、气候环境、水质水源、土壤墒情以及农作物的生长习性等实际情况展开，如此，才能使系统具备高性能。否则，就会成了南橘北枳的故事，毕竟地域气候、土壤墒情和农作物生长习性的不同，在硬件设备的布设上也就有所不同，那么，采集的数据上也就会出现异同，这就会导致系统应用中的体验感不尽如人意，还有可能会增加开发建设成本。

作者/东方商易