AI+智慧农业应用解决方案

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AI+ 智慧农业应用解决方案 目 录 CONTENTS 1 背景以及政策 2 AI+ 智慧农业顶层设计思路 3 应用场景及项目方案 相关政策 响应国家政策，结合自身优势，利用人工智能技术，赋能精准农业 • 党中央自 2004 年至今连续二十一年发 布以三农为主题的中央一号文件 • 彰显三农在现代化建设中的重中之重 地位以及党中央解决三农问题的决心 智慧农业 精准农业 互联网 + 农业  2025 年中央一号文件发布  坚持农业农村优先发展  再次提到与智慧农业有关的重点工作任务 相关政策 响应国家政策，结合自身优势，利用人工智能技术，赋能精准农业 数字乡村战略 农产品质量安全保障工程 农业关键核心技术攻关行动 中国农业大数据平台 动植物数字化生产模型 动物疫病防护云平台 智能畜牧（水产）养殖 农机自动驾驶 植物化工厂 相关政策 响应国家政策，结合自身优势，利用 5G 技术，赋能精准农业 精准农业 农业部长韩长赋指出：为进一步提高我国农业科技水平，目前最迫切的是两方面， 一是提高农业科技研究的水平，大力发展精准农业，二是提高相关研究成果的推 广力度，加速农业信息化和农业现代化的融合。 • 卫星导航遥感技术 • 微电子传感器技术 • 自动控制技术 农业生产 利用农业资源 节水节肥 提高农作物产量 提升品质 降低生产成本 减少环境污染 提高经济效益 目 的 相关政策 响应国家政策，结合自身优势，利用 5G 技术，赋能精准农业 精准农业 农业部长韩长赋指出：为进一步提高我国农业科技水平，目前最迫切的是两方面， 一是提高农业科技研究的水平，大力发展精准农业，二是提高相关研究成果的推 广力度，加速农业信息化和农业现代化的融合。 综合应用全球导航卫星系统（ BDS ） 地理信息系统（ GIS ） 遥感技术（ RS ） 计算机自动控制系统 使传统农业逐步向 农业生产自动化方向发展 发展意义 强化政府职能 政府全面掌握本区域的农业生产资源以及农场 生产数据，充分了解辖区内农业 生产情况，监督农产品规范生产和 质量追溯，整合现有农业资源， 为农场和农民提供更高效服务。 保障农产品质量 生鲜农产品流通体系（果蔬为例 ) 从 基地到餐桌的进行封闭，使果蔬所有 权从生产阶段到终端销售阶段都处于 同一主体下，实行严格准入管理制度， 统一的操作规范和技术标准，实时监控和动态跟 踪，形成全程可追溯性的产业链系统。 智慧农业 的意义 保障农产品供给 （ 1 ）能够较为全面地掌握生产和销 售信息，全产业链的成员单位可以相 互沟通，更为准确的预测种植规模、 上市时间，从而规避生产过剩和供不 应求的风险。 农业产业升级、农民增收 （ 1 ）生鲜农产品全产业链建设，缩短流通 环节减少果菜损耗，降低物流成本，有利于 降低果蔬终端销售价格。（ 2 ）直供体系消 费者采购成本减低，农民增收； （ 3) 直 供体系，有利于果蔬的品牌塑造，产业升级。 新型农业 通过建设农业服务平台，逐步健全农业经济 体系，明确组织分工，完善社会服务体系 依托平台收集和发布农业信息，政策法规， 专家咨询，农技推广，动植物疫病防控等 借助信息化技术手段，实现基于网络的农业电 商平台，平衡供需关系，完善农产品网络销售 体系 通过农业服务平台，逐步建立农业知识库和 农业专家库 完善农 业服务 体系 建立公 益性服 务平台 建立农 业电商 平台 建立农 业知识 库和专 家库 新型农 业服务 平台 目 录 CONTENTS 1 背景以及政策 2 AI+ 智慧农业顶层设计思路 3 应用场景及项目方案 精准农业 AI 大脑 • 持续汇聚整合养殖 / 种植领域经验与数据 • 通过输出智能算法服务 • 对外提供能力调用 • 激活海量数据价值 • 助力企业分享技术红利 四大技术能力 1 、云平台能力 • 综合管理运营平台 • 多业务综合部署及运营支撑 • 面向种产销 SaaS 系统应用 2 、大数据能力 • 三年精准农业大数据应用 • 为数据采集 / 传输 / 应用 / 决策支撑 • 为用户提供数据处理开放能力，促进 大数据的数据和应用共享 3 、物联网能力 • 行业集成度最高的无线智能传感设备 • 已支持超过 30 种第三方传感器，并提供 标准化接口 • 已形成标准化物联网联接管理平台 4 、人工智能能力 • 海量累积数据基础 • 规模计算架构基础 • AI 图像识别 • 种植模型 • 智能预警 • 自动化设备等 农业 +AI 网关 ( 传输层 ) 物联网传感 ( 感知 层 ) SaaS 系统 ( 应用 层 ) 人工智能（决策 层） 无线局域网接入： RFID, WIFI 、蓝 牙 运营商 3G/4G/5G 网络 低功耗广域物联网 RPMA 网络 ( 混合组网方式 ) 农眼： 行业集成度最高的气 象监测基站 虫感知： 虫情数据采集 农眼全景： 720 度全景图像监控 土壤传感器： 土壤温湿度、 EC 值、 微量元素 CO2 传感器： 二氧化碳浓度监测 PM 值传感器： PM1.0 PM2.5 PM10 监测 水分传感器： 水质、含氧量、 PH 值、 微量元素监测 农眼 ® APP 气候云™ AOS 可视化溯源 物联网电商小程序 新农村建设大数 据服务平台 大数据监控调度 中心 精准种植 气象灾害预警 虫害监控预警 产量预测 可视化溯源 农产品产销对接 智能灌溉系统 产业应用 服务能力 农业 AI 大脑 产业链上游 产业链核心 产业链下游 肥 料 饲 料 土 地 机 具 加 工 配 送 分 销 零 售 仓储物流 冷链服务 农业金融 信贷服务 农业 养殖 农业 重植 母猪繁殖 优化能力 生猪精准 饲喂能力 环境数据 采集能力 视频图像 识别能力 水肥智能 决策能力 环境智能 调控能力 农机智能调度能力 智能采摘能力 农产品溯源能力 5G 农业智能网关 大数据 云计算 人工智能 精准农业 AI 大脑 政府 企业 科研 机构 合作社 益农信 息社 农户 其他 综 合 管 理 系 统 运 营 服 务 支 撑 系 统 人工智能（ AI ） + 智慧农业平台 政府 部门 政府 部门 政府 部门 创新运 营机制 创新投 入机制 创新可 持续发 展机制 农业生产经营 网络化服务 精准化生产 农副产品溯源 跨界农业服务 1. 农技推广 2. 农资销售 3. 农副产品供 应 1. 信息进村入户 ——益农服务 1. 农业物联网 2. 病虫害诊断 3. 农事记录 4. 农机调度 1. 农产品质量安 全追溯系统 1. 农村金融 2. 乡村旅游 农资 数据 农产 数据 农商 数据 服务 数据 大数据分析运营 智慧农业构架 精准农业 AI 体系 质量追溯体系 实时数据分析系 统 经营计划决策支 持 成本效益分析 AI 云平台 大数据 移动设备 扫描终端 平板电脑 智慧设备 智能手机 经营分析 成本分析 利润分析 数据分析 移动终端 AI 智能分析 种植 标准 种植 计划 种植 任务 地块 档案 生产 报表 生产 资料 生产 管理 预警 提醒 设备 监控 数据 采集 数据 接口 疫情 防控 采购 计划 总账 管理 库存 管理 应收 账款 销售 管理 应付 账款 经营 报表 财务 报表 成本 核算 人力 资源 智慧农场信息化平台 信息共享 互联网、移动网、物联网 动态、实时、高效、便捷地理信息 大数据分析及实时空管决策 农业、国土、农产品质量、综合管理、农业物联网、电商、…… 自助服务门户、应用 & 数据整合、服务装配 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 地理信息系统基础技术运行平台 终端多样化 分析实时化 运维智能化 应用集成化 平台弹性化 管 控 升 级 、 技 术 创 新 、 敏 捷 管 理 农 业 大 数 据 系 统 支 持 智 慧 农 业 建 设 虚拟化计算 资源池 虚拟化存储 资源池 虚拟化网络 资源池 配套设施 资源池 数据源 政务信息 政务信息公开、 政务信息共享… 病虫害 农机 视频 环境 作业 科研 农民 农田信息 业务应用 数据服务 农业基础库 结构化数据 数据 主题 联接 数据湖 农业主题库 非 / 半结构数据 数据 底座 数据整合 跨区域、网络、云的整合平台 农机服务 盐碱地趋势分析 海水稻产量预测 农业流通服务 数据治理 大数据平台 数据应用 病虫害识别 应用构建平台 数据服务平台 数据服务 数据源 联接 清洗 采集 基础模型固化 深挖研究性模型 数据底座 数据应用 应用构建 数据资产管理与运营 设施全联接 数据全融合 服务全智能 农业基础库 存储全面的 盐碱地历史数据。 农业主题库 可供袁策、 华为、伙伴三方一起挖 掘农业大数据价值，构 建农作物生长、生产、 数字化诊断模型，分析 农田盐碱地状态和趋势， 实现水土肥药循环和植 物生长智能化控制，病 虫害及时识别应对； 基于数据底座整合各类农业数据，为应用提供数据服务 农业大数据整体构架 大数据 +AI 应用 大数据平 台 及应用 角色管理 流程管理 用户管理 权限管理 系统功能 协同功能 知识管理 通知公告 培训管理 设备接入 土壤温湿度 视频、 GPS 原 料 基 地 原 料 基 地 办 考勤考核 移动设备 基地种植管理 有机认证管理 材料申报、申报结果 基地管理 基地信息、认证查询 项目信息查询 农事填报 手机 APP 、拍照、定位、描述 农事记录 设备资产管理 设备信息、维护 示范园管理 土壤、温湿度、农作物 生长测量 收购、仓储管理 供应商仓库管理 库存：出库、入库、存货 收购管理 身份证识别、电子秤、银行卡支付 检查管理 质量查询 基地舆情 检查记录 基地种植检查 基地管理检查 收储仓储检查 ………… 供应链 平台 质量安 全平台 计划分解 基地种植计划 专业合作社： 轮作计划、培 肥计划等 农户管理 农户、银行卡、地块、订单 系统对接 商业分析应用：计划执行分析、绩效分析、业务监控等 大数据应用：关联分析（如产量、质量与土壤、气候、地理位置的关系）、产量预测 基地考评 舆情分 析系统 气象局 数据 收储流转数据、原料供方数据、农户种植 & 收购数据、质量溯源数据 小麦 高粱 基地建设管 理 基地物资 管理 物资采购 物资出库 物资发放 使用情况 基地项目管理 进度、资金使用、验收 财务 系统 地块信息 地块信息导入、编制 检查上报 手机 APP 拍照、定 位、填报检查项 生产计划 原料需求计划 资金投入计划 即时消息 会议视频 预算 系统 统计报表 计划执行报表 农资农事报表 质量查询 原料抽样质检 到库质检结果 原料使用跟踪 统计报表 收购进度报表 库存查询报表 农户信息报表 检查计划 检查计划、项目、 标准、人员 目 录 CONTENTS 1 背景以及政策 2 AI+ 智慧农业顶层设计思路 3 应用场景及项目方案 精准养殖场景一（猪舍智能监控） 农业大数据与图像识别技术实现猪场监控，获取猪只信息，提升管理效能，降低料肉比 • 通过摄像头等实时采集图像、视频等数据 • 实时回传农业 AI 大脑对其进行智能分析 • 对猪只进行远程快速盘点 • 获取猪只进食情况、运动强度、体重背膘等 • 针对异常情况及时预警 • 目的在于更好管理猪舍生物资产减少人工干预降低病毒传播几率 • 提升管理效能 精准养殖场景一（猪舍智能监控） 滑轨 摄像头 中 大 型 猪 场 手持 智能 终端 猪 场 农业 大数据平台 存栏盘点：通过视频智能分析，快速盘点存栏数量 健康监测：通过深度摄像头拍 摄的图像判断猪只 体重、背膘， 指导投料量，降低料肉比 部分设备清单 手持式终端 滑轨摄像头 公有云服务 各类传感器 核心网 实施情况：预计 2019 年 10 月实现点数、测量体重、背膘、实时监控等功能落地试点， 2020 年 5 月实现规模化商用 精准养殖场景二（繁殖能力优化） • 基于耳温传感器和农业大数据平台分析 • 提供母猪繁殖优化解决方案 • 降低母猪空怀率 • 提高 PSY • 助力养猪企业增产增收 精准养殖场景二（繁殖能力优化） 解决方案 母猪繁殖优化能力建设： 建立排卵预测、体况评分等模型 加强母猪生产怀孕流程的标准管理 精准养殖场景二（繁殖能力优化） 解决方案 • 通过植入母猪的耳温传感器或者热成像 • 远程实时监测母猪体温 • 基于 5G 农业智能网关传输到 AI 大脑存储分析 • 结合猪只的身体健康状况进行建模 • 实现排卵精准预测  系统根据母猪胎龄  确认老年母猪、青年母猪、中年母猪发情时间  指导配种时间  确保在合适的发情阶段完成配种 精准养殖场景二（繁殖能力优化） 作 用 意 义 • 精准测温（与直肠温差 <0.13℃ ） • 热力学校准模型 • 排卵预测准确率 95% • PSY 平均提高 3~5 • 配种失败一次，农场损失约 500 元 / 头 • 多一天空怀，农场损失 26.4 元 / 天 / 头 • PSY 每提高 1 ，农场多赚 400 元 / 头 精准养殖场景二（繁殖能力优化） 37.8 24 小时体温变化曲线 37.0 37.2 37.4 37.6 精准测温 排卵预测 体温检测 配种时间 指导 母猪培育 母猪查情 配 种 体温检测 精准养殖场景三（猪只精准饲喂） 对于不同生产周期的猪只进行精准投料 建立精准饲喂模型 降低生猪料肉比 精准养殖场景三（猪只精准饲喂） 解决方案 通过管理平台将生猪的基本信息进行可视化展示，摄像头等实时料塔、料线采集图像、视频等数据， 实时回传农业 AI 大脑对其进行智能分析，结合生长周期分析该猪只的理论采食量，对于异常进食 情况进行预警，降低育肥猪的料肉比，提升母猪的繁殖能力 网 关 • 实时余量 -- 料塔流量监测 -- -- 料塔余量监测 -- • 采食异常提醒 • 备货提醒 • 耗料统计 • 累计流量 • 猪只异常提醒 1 2 3 4 5 6 断奶 - 配种 配种期 配种后 x 天 妊娠期 产仔期 脯乳期 精准种植场景一（环境调控能力） 主要应用于设施农业为主 特 点 • 作物生长环境和水肥用量精准可控 • 经济效益高 • 目前技术应用最多的领域  利用 5G 大带宽和大连接特性  依托 5G+AI 能力  赋能精准种植 精准种植场景一（环境调控能力） 解决方案 各类农业传感器实现实时无线采集温湿度、土壤酸碱度、肥力指标等精准数据；将 采集到的精准数据，通过作物数字化生长模型算法，进行智能精准滴灌，智能精准 进行通风、卷帘等设备控制，高效节水节肥，环境 调控，最终科学进行农事管理 作物数字化生长模型 5G 大规模传感数据接入 大带宽图像视频信号输入 基于切面的 5G 网络连接： 部分设备清单 空气光照数据采集 土壤数据采集 视频监控 通风温控系统自动化控制 LED 补光自动化控制 二氧化碳补充系统自动化控制 精准种植场景二（水肥一体化） 水肥一体化精准施水施肥 农业 AI 大脑 西红柿最优水肥比 水 肥 输 入 水肥一体机 滴灌管道 蓄水池 肥 料 一体化水肥 结合水肥需求比例模型和水肥一体化智能滴灌系统管控，将水肥灌溉操作一体化、自动化、精准化 解决方案 建立农作物生长周期各阶段所需的水肥需求比例模型；根据土壤传感器数据，结合水肥需求 比例数据模型对农作物进行水肥一体化精准滴灌，达到节水节肥的目的；系统对农业数据的 反复迭代，最终形成一个比较精准的农作物最优水肥需求比例基础数据模型 精准种植场景三（农业精准种植） 6 地表水环境监测 气象环境信息监测系统 田间监测系统 地下排集水监测 智慧农业管理中心 对水温、 PH 值、盐度、 碱度、氮磷钾、重金属 田间有机质含量、株叶 形态、生长态势 光照、田间气象、 蒸发量、降雨量； 流量流速监测 排盐量监测 实时监控 精准监测场景（病虫害监测） 传统虫害监测 现代虫害监测 监测方式 目测手查 摄像头、传感器 信息传递 邮件、模式电报 有线、无线网络 预报发布 纸质、广播、电视 网络、短信、手机 APP 发布形式 文字、照片 GIS 图片、视频 设备图片 高清摄像头 孢子捕捉仪 虫情监测设备 V1.0 V2.0 V3.0 孢子捕捉仪 虫情监测设备 高清球机摄像头 应用方向： 温室、大田、粮仓等 精准监测场景（气象灾害预警） 随时监测地块精准环境数据 关联大数据生成精准气象模型 地块数据异常提示气象预警 农场及时响应处理 CO2 传感器 PM 值传感器 水分传感器 农眼 农眼全景 土壤传感器 农眼 ® APP 气候云™ AOS 大数据监控调度中心 暴雨洪涝 干旱 低温冻害 高温 冰雹 台风 精准监测场景（基于 AI 算法的作物产量预测） 作物生长模 型 长势图像识别 环境数据 往年投入产出 比 生产投入品数 据 5G 产品及解决方案解析——项目方案 摄像头 + 传感器信息收集 声呐数据、高清视频 传感器数据实时回传 5G 基 站 运营集中化 渔探仪自动巡航 解决方案 智能鱼探仪 各类传感设备 自动投饵机 软件平台 实现自动巡 航、鱼群监控、水质监控、智能投喂，提升智能管理水平 5G 产品及解决方案解析——项目方案 5G 智能渔探仪：鱼群监控 渔探仪配合软件系统 • 数学模型计算 • 测算出鱼群的数量及大小 • 准确实时评估水产资源数量 • 对渔业管理、生产、资源开发 提供精确地数据支撑 5G 产品及解决方案解析——项目方案 5G 智能渔探仪 + 自动投饵机：助力智能投喂 基于 5G 智能鱼探仪探测的数据 养殖企业 智能化的养殖手段 没有养过渔的农户 观察渔探仪给于的反馈数据 根据比例简单计算 即可知道应该向塘中投喂多少饲料 精准、简单、方便、高效 5G 产品及解决方案解析——项目方案 物联网传感器 + 渔业养殖机械：精准化管理 智慧渔业养殖系统 利用 5G 高速低延时的传输技术 通过在鱼塘中布设水质监控传感器终端对养殖水环境溶氧 浓度、 PH 值、温度等关键指标进行远程在线监测 通过视频回传进行实时监测 根据实时水质监测情况控制增氧泵、底部增氧机等设备对 水质进行远程调控 通过移动巡检服务，检测养殖水环境的氨氮、亚硝酸盐等 影响水环境主要指标，并形成分析报表 每日投喂饲料的记录，跟踪与分析，大数据渔情分析