第1章智慧农业概述

1.1智慧农业的由来与发展历程

伴随着人类科技进步的进程，智慧农业也在不断发展。人类社会重要变革带来的全新技术逐渐和农业相互融合，将农业不断从依靠人力畜力的传统农业推向机械化、自动化、信息化以及智慧化。而智慧农业就是深度融合了物联网、大数据、云计算、人工智能、5G等现代信息技术的精妙系统。形成基于农业大数据的精准感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产和作业方式，推进农业向更高级阶段发展，有力支撑农业现代化和乡村振兴战略。

1.1.1传统农业

传统农业的发展经历了几次技术的革新分别被史学家称作新石器时代，青铜器时代和铁器时代。

新石器时代（约公元前10000年到公元前3000年）标志着从狩猎采集的原始农业方式向农业经济的转变。这一时期农业的发展对人类社会的演变产生了深远影响。传统农业开始起源，植物被我们的祖先驯化，最早的农业作物包括小麦、豌豆、稻米和玉米等。同时，我们的祖先也开始驯化动物，如羊、猪和牛，为人类提供肉类、奶制品。在新石器时代另一个重要的大事件是人们开始制造简单的耕作工具，如石制锄头、镰刀、铧犁等，这些工具提高了农业生产的效率。

当人类能够炼制青铜器，青铜器时代（约公元前3300年到公元前1200年）随之而来。青铜器时代是人类历史上一个重要的时期，这一时期不仅标志着金属冶炼技术的突破，还见证了农业技术的显著进步。农具进行了大幅度的改进，出现一系列青铜农具，青铜器的出现使得农业工具的材料和设计得到了革命性的改进。青铜锄头、镰刀和犁等工具比石制工具更为坚固耐用，能够提高耕作效率和生产力。犁得到了广泛使用，显著提高了土壤的翻耕效率，特别是在硬质土壤中，推动了更大规模的耕作。

铁器时代（约公元前1200年到公元前500年，具体时间因地区而异）的标志是铁的广泛使用。铁器的出现和应用对农业技术产生了深远的影响。铁制农具的大量出现以及普及，犁的材料由青铜过渡到铁。铁犁是传统农业中最重要的农业工具之一。与青铜犁相比，铁犁更加坚固和耐用，能够有效耕耘硬土，增加了耕作的深度和效率。与此同时，铁制锄头和镰刀的使用也使得土地的耕作和作物的收割变得更加高效，推动了农业生产的规模化。铁器的使用使农民能够进行更深的耕作，改善了土壤的通气性和水分保持能力，促进了作物的生长。铁器时代的农民在农业实践中也逐渐采用更多的农艺技术，采用轮作和间作的方法，帮助保持土壤肥力并提高整体产量。铁器时代的农业技术革新在很大程度上促进了农业生产力的提高和社会的复杂化。铁制农具的使用、灌溉系统的改进、作物种类的增加以及社会经济的变化，共同推动了人类社会的演进，为后来的文明发展奠定了重要基础。

传统农业在自然经济条件下，采用人力、畜力、手工工具、铁器等为主的手工劳动方式，靠世代积累下来的传统经验发展，是自给自足的农业。传统农业也是一种生计农业，农产品有限，家庭成员参加生产劳动并进行家庭内部分工，农业生产多靠经验积累，生产方式较为稳定。传统农业生产水平低、剩余少、积累慢，产量受自然环境条件影响大。

1.1.2 机械化农业

工业革命（约18世纪末至19世纪中叶）是人类历史上一个重大的转折点，完全打破了传统农业靠人力畜力、靠天吃饭的这一基本情况。这一时期，农业受到了机械化和科学技术的推动，农业开始朝着机械化、自动化、信息化、智慧化的方向不断发展。

在工业革命期间，人类发明了许多沿用至今的农业机械。1820年乔治·斯图尔特（GeorgeWashington Carver）所发明的机械播种机，能够高效均匀地播撒种子，提高了播种的效率和精度。19世纪末，内燃机的发明使得拖拉机开始普及，取代了传统的马耕和人力耕作，极大提高了耕作效率。1834年由西尔维斯特·霍华德（CyrusMcCormick）发明的机械收割机，使得大规模的作物收割成为可能，显著减少了人工收割的需求。机械化农业在农业生产中使用各种机械设备和技术，以提高生产效率、降低劳动强度和增加作物产量。

现代农业靠科技，科技到田靠农机。农业机械是先进的生产工具，是建设现代农业的物质基础，是促进传统农业向现代农业转变的关键要素。深耕深松、化肥深施、节水灌溉、精量播种、设施农业、高效收获等新技术的推广应用，只有以农业机械为载体，通过机械的动力、精确度和速度才能达到。农业生产中的抗旱排涝、大规模的病虫害防治等都需要农业机械作业才能得到较好的实施。农业机械突破了人畜力所不能承担的生产规模、生产效率限制，改善了农业生产条件，实现了人工所不能达到的现代农艺技术要求。在农业劳动力整体数量下降的今天，良种、良法的推广和使用，必然要以农业机械为载体，依靠具有较高技能的农机手或农机合作社成员，否则难以有效推广实施。据测算，使用先进的农业机械技术对于增加粮食产量的贡献率达到20%。与手工相比，机械施肥可节省30%~50%的化肥，用性能优良的植保机械喷药可节省30%~40%的农药。在工业化、信息化、城镇化深入发展中同步推进农业现代化，是我们面临的重大任务。农业机械是提高农业劳动生产率、土地产出率与资源利用率的重要手段，可以有效抗御自然灾害；农业机械是持续、合理利用农业资源的重要手段，有助于防治农业环境污染。发达国家的经验表明，农业现代化的实现均以农业机械化为前提。没有农业的机械化，就没有农业的现代化。

前人在发展机械化农业中发明设计了许多农业机械装备，一些耕整地机械，如犁、耕耘机和旋耕机等，帮助翻土、松土和准备种植。一些播种机械，像播种机、精密播种机，可以在土壤中均匀播撒种子，提高播种效率和精度。一些施肥和植保机械，像化肥撒播机和喷雾器，用于精准施肥和防治病虫害。一些作物收获机械，像机械收割机、脱粒机和打捆机，可以快速高效地完成收割、脱粒和打捆作业。农业机械的具体分类：

‌农用动力机械‌：提供动力的机械设备，如发动机。（如图1-1所示）

‌农田建设机械‌：用于土地平整和建设的机械设备，如推土机。（如图1-2所示）

‌土壤耕作机械‌：用于土壤翻耕和松土的机械设备，如犁。（如图1-3所示）

‌种植和施肥机械‌：用于播种和施肥的机械设备，如播种机。（如图1-4所示）

‌植物保护机械‌：用于病虫害防治的机械设备，如喷雾器。（如图1-5所示）

‌农田排灌机械‌：用于灌溉和排水的机械设备，如水泵。（如图1-6所示）

‌作物收获机械‌：用于农作物收获的机械设备，如联合收割机。（如图1-7所示）

‌农产品加工机械‌：用于产品加工的机械设备，如玉米加工机。（如图1-8所示）

‌畜牧业机械‌：用于畜牧业生产的机械设备，如挤奶机。（如图1-9所示）

                         图1-1 农用动力机械

图1-2 农田建设机械

图1-3 土壤耕作机械

图1-4 种植和施肥机械

图1-5 植物保护机械

图1-6 ‌农田排灌机械

图1-7 作物收获机械

图1-8 农产品加工机械

图1-9 畜牧业机械

2004年，我国公布了《农业机械化促进法》，2010年公布了《国务院关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见》，为农业机械化发展提供了强有力的政策法规保障。2012年，欧盟农机工业总产值为263亿欧元（约合人民币2157亿元），美国农机工业总产值为198亿欧元（约合人民币1624亿元），我国农机工业的总产值更是首次突破3000亿元大关，拖拉机年产量超过200万台、收获机械年产量突破100万台，超过欧盟和美国，成为全球第一农机制造大国。同时，我国全国农机总动力也达到10.2亿kW，大中型拖拉机、水稻插秧机、玉米联合收获机拥有量分别达490万台、50.7万台、23.3万台。到2013年，全国耕种收综合机械化水平达到59%。2015年，农作物耕种收综合机械化率达到63%。但我国还不是农机强国，我国的农机工业在产业、产品结构和核心关键技术上，依然和欧美国家存在较大距离。目前国内农机现状是中小型低端产品产能过剩，恶性竞争严重。对于技术含量和生产效率高的大中型产品，不能生产或没有形成生产能力。农机行业仅凭产品的基本功能和低价已经不能满足消费者的长期需求，必须强化质量和服务。

在农业机械创新方向上，要坚持着眼长远发展，面向产业需求，实现五个统筹发展：统筹发展现代智能农业装备；统筹发展农业生产关键作业环节技术突破与全程机械化装备集成；统筹发展规模化作业与丘陵山地经济型作业装备；统筹发展大宗粮食生产与经、饲、果、牧、设施生产装备；统筹发展农机农艺相融合与节能环保技术，重点在田间作业、设施栽培、健康养殖、精深加工、贮运保鲜等环节取得新进展。在扶持重点上，依托重大科研项目，突出支持重点实验室、技术研究中心建设和农机领域创新团队建设；发挥农机化政策导向作用，鼓励企业优先发展具有自主知识产权的农机新产品营造敢于创新、善于创新的良好环境。我国农业机械的技术发展将体现以下几方面：

（1）生态农业和农业可持续发展所需技术与装备将迅速发展，保护农业环境和高效利用农业资源的技术与装备也将迅速发展。主要发展农业环境保护及保护性耕作技术所需的耕种联合作业机械、少耕免耕机械、有机肥生产与施用机械、化肥高效施肥技术与机械、生物农药与施药机、作物秸秆综合利用技术与机械、工厂化饲养装备、畜禽类粪便无害化处理与综合利用技术与装备、农村污水的综合治理技术与装备、农产品加工过程中的废弃物综合利用与无害化处理技术与装备、提高水、肥料、农药利用率的技术与装备，等等。水资源的短缺将是21世纪工业、农业发展的最大制约因素。发展节水农业技术与装备，化肥、农药的有效利用和防止对农业环境的污染，也将是农业机械科学技术发展的重点。

（2）粮食和经济作物等生产全过程机械化、自动化水平将进一步提高，高效率的农业机械将加快发展。目前传统田间作业机械的技术水平和种类还不能满足实施现代集约、持续农业和全过程机械化的要求，设计和研发粮食和经济作物等生产全过程机械化所需的农机系统和配套技术，仍是农机学科发展的一个重要方面。

（3）精准农业将引起现代农业装备的重大变化。精准农业技术研究侧重于应用3S技术，如GPS引导和农业机械自动作业实用化，田间信息实时采集处理技术和决策支持系统，获取田间土壤、杂草、病虫害、作物等时空分布信息，生成作物管理处方图，开发智能化农业机械和传感器等。如植物保护机械采用智能喷雾系统可实现既节省农药，又减少对农业环境的污染；GPS引导下的耕作、收获机械也将成为技术发展趋势；精确施肥、测灌溉也是精准农业内容之一。此外，工业化和工厂化农产品生产中，在人工环境下按农作物、畜禽水产生产期所需，进行精确管理，使农产品达到或接近设定的优良品质和性状及高生产率将成为农业新技术装备的发展方向。

（4）人们对农产品的多样化、高品质需求，将进一步推进“蓝色农业”和“设施农业”及其相应的技术、装备与设施的迅速发展。

（5）农业机械的设计、制造、销售与售后服务将广泛应用计算机辅助技术，如CAD、CAM、CAPP、CAT及计算机辅助管理技术等。在农业机械制造中，智能加工与喷漆机器人、焊接机器人等将广泛应用，农业机械的制造质量与可靠性也将进一步提高。

机械化农业是现代农业的重要组成部分，特别是在工业革命后，它显著改变了传统的农业生产方式。显著变化是由土地和劳动的投入转向资本，农业动力由人力、畜力转向机器，肥料由粪肥、绿肥转向化学肥料。20世纪，工业的发展为农业提供了机械设备、化肥和农药，提高了农业劳动生产率和土地生产率，集约化和专业水平有了进步，农作物产量显著提高。同时，也带来了环境污染、能源短缺等问题。

1.1.3信息化农业

信息革命（InformationRevolution）随着信息技术的快速发展和广泛应用，特别是计算机、互联网和通信技术的进步，极大地改变了全球社会、经济、文化的过程。这场革命不仅改变了信息的获取、处理和传播方式，还深刻影响了人们的生活、工作和沟通方式。1997年由美国科学院、工程院院士正式提出了“数字农业”的概念，数字农业（DigitalAgriculture）是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通信和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，用数字信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的新兴农业发展形态，包含了农业物联网、农业大数据等技术，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，对农作物生长、发育、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取，生成动态空间信息系统，对农业生产中的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产量和质量的目的。数字农业与传统农业的最大区别就在于，从“人”到“数据”的关键决策因素转换，即信息化农业。现代信息技术在农业领域的广泛应用，信息化农业是用现代工业生产的组织方式、管理理念和先进技术发展现代农业而形成的一种新的农业业态，以“信息+知识+智能装备”为特征，与以“土地+机械”为核心的机械化农业有着根本性的不同。由于信息和知识作为生产要素介入，信息化农业使得生产效率得到倍增放大，实现产业结构升级、产业组织优化和产业创新方式变革，增强农业产业整体素质、农业效益和竞争力，提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率。

1.精准农业

精准农业翻译自国外的“precisionfarming”或“precisionagriculture”。20世纪80年代初，国外的有关技术思想的早期实践，曾使用过"spatially-variablecrop management”（空变量作物管理）、“prescriptionagriculture”（处方农业）“prescriptionfarming”（处方农作）等名称，到20世纪90年代中期，由于GPS、GIS等技术的集成应用和有关装备技术的产业化，统一为“precisionagriculture和“precisionfarming”的学术名词被国际科技与产业界广泛采用。国内一些学者曾将其译作“精确农业”、“精细农业”、“精致农业”、“精细农作”、“精准农业”等，本书统一用“精准农业”。精准农业追求以最少的投入获得优质的高产出和高效益。精准农业利用遥感、卫星定位系统、地理信息系统等技术，实时获取农田每一平方米为一个单位的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时管理，并分析、模拟作物苗情、病虫害等的发生趋势，为资源的有效利用提供必要的空间信息。在获取信息的基础上，利用智能化专家系统、决策支持系统，按每一块的具体情况做出决策做到精准播种、精准施肥、精准喷洒农药、精准灌溉、精准收获等精准化的生产管理。

精准农业就是要指按照农业操作每一单元的具体条件，精细、准确地调整各项农业管理措施，在每一生产环节上最大限度地优化各项农业投入，以获取最大经济效益和环境效益。

在现代信息技术应用日趋广泛的今天，精准农业利用卫星和信息技术正在帮助许多国家的农业生产者进行低污染而又高效益的农业耕种。目前，卫星定位系统和电脑结合的技术设备，在美国、欧洲和日本被广泛应用于拖拉机、播种机和收割机上。比如，将卫星定位系统接收器与电脑显示屏安装在拖拉机上和播种机上，农场主按照提前设定好的耕种路线图，在夜间也可以进行精准农作。将这些技术设备用在收割机上，收割机在收割时，驾驶舱里的显示屏就会准确显示每块地的庄稼产量和重量。卫星和信息技术还可以准确地监测每块庄稼的病虫害以及肥料、水分等庄稼营养成分的情况。在现代信息技术的支持下，智慧农业得以大放光彩：

①根据土壤的状况改善肥力的效果；

②根据病虫害的情况调节农药喷洒量；

③不再耕种那些土壤已经板结的土地，放弃那些耕种时间过长的土地；

④自动调节拖拉机的耕种深度。

借助卫星的密切监视，加上拖拉机的电脑上记录的作业情况，农场主就可以以最“科学”的方式管理“电脑农场”。

精准农业下航空植保技术也是精准农业较为重要的应用技术。精准农业航空施药技术是利用各种技术和信息工具来实现农作物生产率最大化的技术。这些技术和信息工具包括全球定位系统、地理信息系统、空间遥感监测技术、产量监测技术、航拍技术、养分管理地图、土壤地图、变量控制器和新型喷嘴等。这些新技术的应用可以使农业航空施药更加精确、更有效率，如全球定位系统可以对作业地块进行精准定位，采集数据；机载遥感系统可以生成精确的空间图像，用来分析农田植物的水分、营养状况和病虫害状况；空间统计学可以更好地分析空间图像，通过图像处理将遥感数据转换成处方图，从而实现航空变量施药作业。这些近年来快速发展的技术对于航空精准变量施药作业系统至关重要，也是未来精准农业植保的发展方向。

近年来，精准农业航空植保技术尤其是植保无人机喷施作为解决上述问题的关键创新技术之一，发展迅速。根据农业农村部统计，2020年我国植保无人机保有量达到了10万架，作业面积达到10亿亩次，植保无人机所具有的飞行速度快、喷洒效率高、应对突发灾害能力强等优点，解决了我国当前植保作业困难的问题，保证了粮食的持续增产，精准农业航空尤其是植保无人机喷施具有巨大的发展潜力。

近年来，随着国内研究的深入，农用无人机航空喷施系统、低空低量喷施、RTK精准导航、动态变量喷施、视觉环境感知等技术在中国均取得突破性进展，并被应用于各种农作物的航空施药作业中。为加快推进无人机航空施药技术的研究与推广，华南农业大学精准农业航空团队先后在云南、湖南、新疆、河南、江西、广东等多地开展柑橘、水稻、棉花、小麦等多种作物的无人机航空施药技术应用研究。2016年，安阳全丰航空植保科技有限公司和华南农业大学共同发起并组织40多家农用无人机企业成立了国家航空植保科技创新联盟，正式开启中国农用无人机航空施药技术应用研究。2016年8月，陕西省30万亩玉米爆发黏虫，联盟组织多家成员并迅速调动100余架农用无人机开展紧急防治救灾工作，此次救灾是国内农用无人机航空施药作业的首次协同作战，标志着我国应用农用无人机进行大规模病虫害防治进入新的篇章。2016～2019年，联盟先后组织多家单位分别在河南、新疆等地开展小麦蚜虫防治和喷施棉花脱叶催熟剂的测试作业，进一步加快了农用无人机航空施药技术的应用和推广。2021年3月，国家航空植保科技创新联盟被农业农村部办公厅认定为标杆联盟，4月农业农村部办公厅、财政部办公厅发布《2021-2023年农机购置补贴实施指导意见》正式将植保无人机纳入补贴制度。

2.数字农业

数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存储、处理、分析查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业应用中的高级阶段，是农业信息化的必由之路。农业信息化、智能化、精确化与数字化也是信息技术应用于农业后产生的结果。

数字农业的定义可概括为：用数字化技术，按人类的需要，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制及管理的农业。农业生物-环境信息快速获取、无线传感器网络、智能化信息实时处理和控制技术等数字农业技术的发展与广泛应用，促进作物生产管理取得重大突破，提升农业生产效能具有重要意义。数字农业的概念源于“数字地球”。“数字地球”是美国前副总统戈尔于1998年1月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为“数字地球--新世纪人类星球之认识”演说时，提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。在戈尔的演说中，他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示，它能够放入大量的地理数据”。在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。数字地球的核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分率、三维对地球的描述，即“虚拟地球”。数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。显然，一个如此浩大的工程，任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、海量数据存储、卫星遥感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。在人类所接触到的信息中，有80%与地理位置和空间分布有关，数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星图像，还包括数字地图以及经济、社会和人口等方面的信息。空间信息与数字技术是运用计算机软件技术、通信技术，综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学。它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，如：数字国防、数字政府、数字国土、数字规划、数字电力、数字水利、数字公安、数字交通、数字农业等。现代农业要求实现高产、优质、高效、生态、安全的农业发展目标，要走集约化的道路，实现优质高产、节能环保的无污染农业。这就要依托数字地球技术。例如，可为农民及时、快速地提供自家农场的农情遥感专题图。农民在计算机网络终端上可以从专题图中获得农田里庄稼的长势征兆，进一步通过集成土壤养分空间分布等基础地理信息和农学模型，在GIS空间分析功能的支持下，生成精细管理处方图，然后在车载GPS和电子地图指引下，采用现代化的变量作业机械实施农田作业，及时地预防病虫害，将杀虫剂、化肥和水等生产资料及时应用到需要的田块和区域，同时不产生化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。这就是由数字地球的概念引出的数字农业的原型。

1.1.4智慧农业

近年来，随着物联网、大数据、云计算、人工智能、5G等现代信息技术与农业的深度融合，农业信息的精准感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产和作业方式，将推进农业向智能化、智慧化的高级阶段发展，有力支撑农业现代化和乡村振兴战略。经过多技术多系统的深度融合，智慧农业实现农业由人工走向数字，由数字走向智慧，实现精细化，节约资源、保障产品安全；实现高效化，提高农业效率，提升农业竞争力；实现绿色化，推动资源永久利用和农业可持续发展。

智慧农业离不开互联网、物联网和传感器、5G、智能机器人、区块链、人工智能等技术硬件的基本支撑，智慧农业能够给农业种植和生产带来质的提升，智慧农业能为居民提供稳定的日常农产品需求。智慧城市离不开现代农业和智慧农业的基本支撑，因为我们每个人都要吃饭，都要呼吸新鲜的空气。为此，在推进智慧城市的过程中，农业忽视不得。

智慧农业通过生产领域的智能化、经营领域的差异性以及服务领域的全方位信息服务，推动农业产业链改造升级，实现农业精细化、高效化与绿色化，保障农产品安全、农业竞争力提升和农业可持续发展。因此，智慧农业是我国农业现代化发展的必然趋势，是智慧经济的重要组成部分，是智慧城市发展的重要方面。对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济的主要组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的重要途径。

智慧农业的概念由电脑农业、精准农业、数字农业、智能农业等名词演化而来，其技术体系主要包括农业物联网、农业大数据和农业云平台三个方面。智慧农业运用现代化的互联网手段将农业与科技相结合，用现代化的操作模式改变传统的耕作方式。

1.电脑农业

20世纪70年代，美国伊利诺伊大学的植物病理学家和计算机科学家共同开发出大豆病害诊断专家系统（PLANT/ds）。一个未经训练的普通人使用该系统能够识别大豆病害症状，并提出管理方案。此后，美国、日本、英国、荷兰、加拿大等国家相继开发了其他农业专家系统。其中最成功的要数美国农业部农业研究服务中心作物模拟研究所于1985年研究的棉花管理专家系统（COMAX-GOSSYM）。COMAX在农场内能提供灌溉、施肥、施用脱叶剂和棉桃开裂的最佳方案。发达国家在完成工业化和农业机械化之后开始推进农业信息化建设，我国采取工业化和信息化并进的模式，充分发挥信息技术的后发优势，以信息化促进工业化，带动农业现代化发展。从1996年开始，国家“863”计划中的“计算机主题”在原来技术探索和储备的基础上，开始实施智能化农业信息技术应用示范工程，以农业专家系统的开发及推广应用为重点，帮助农民提高种田水平，提高农业生产质量效益，帮助农民增收增效。电脑农业的实施增强了广大农民、农业技术人员对信息技术促进农业发展的认识，是信息技术在农业领域应用的成功典范，开拓了我国农业信息化工作的思路，成为加速我国农业现代化建设的催化剂。电脑农业在我国粮食主产区和经济发达地区的实施，促进了这些地区农业的优质高产，提高了市场化水平，推动了农村现代化发展进程。

2.智能农业

智能农业（或称工厂化农业）是指在相对可控的环境条件下，农业采用工业化生产，实现集约、高效、可持续发展的现代超前农业的生产方式，是高效益的集约化规模经营的生产方式。

智能农业集科研、生产、加工、销售于一体，实现了周期性、全天候、反季节的企业化规模生产。它集成现代生物技术、农业工程、农用新材料等学科，以现代化农业设施为依托，科技含量高、产品附加值高、土地产出率高和劳动生产率高，是我国农业新技术革命的跨世纪工程。

智能农业系统实时采集室内温度、土壤温度、二氧化碳的浓度、空气湿度以及叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。它可以根据用户需求，随时进行处理，自动监测农业综合生态信息，为自动控制和智能化管理环境提供科学依据。智能农业系统通过模块化方式采集温度湿度传感器的信号，经由无线信号收发模块传输数据，远程控制大棚温湿度。智能农业系统还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机连接进行实时观察，记录现场情况以保证粮库的温湿度平衡。

基于物联网的智能农业系统可用于大中型农业种植基地、设施园艺、畜水产养殖和农产品物流。智能农业系统布设的6种类型的无线传感节点，包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度，通过低功耗自组织网络的无线通信技术无线传输传感器数据。所有数据汇集到中心节点，通过无线网关与互联网或移动网络相联，实现农业信息的多维度（个域、视域、区域、地域）传输。用户通过手机或计算机可以实时掌握农作物生长的环境信息，系统根据环境参数诊断农作物生长状况和病虫害状况。同时，在环境参数超标的情况下，系统可远程控制灌溉设备等，实现农业生产的产前、产中、产后的全程监控，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态、安全等可持续发展的目标。

3.智慧农业

我国一直非常重视农业的发展。2018年的中央一号文件首次提出“数字乡村”；2018年1月2日，《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中明确提出，要实施数字乡村战略，做好整体规划设计，加快农村地区宽带网络和第四代移动通信网络覆盖步伐，开发适应“三农”特点的信息技术、产品、应用和服务，推动远程医疗、远程教育等应用普及，弥合城乡数字鸿沟。《国家乡村振兴战略规划（2018-2022年）》也提出数字乡村建设的任务内容。大力发展数字农业，实施智慧农业林业水利工程，推进物联网试验示范和遥感技术应用。要将数字赋能乡村，乡村振兴既有“智”又有“质”。智慧种植、农村电商发展、农村政务数字化、四好农村路……在广袤的田野上，一幕幕智慧场景正在上演，它们不仅是技术进步的体现，更是农业农村现代化发展的必由之路，充分展现出数字乡村建设助力乡村振兴的澎湃动力。2019年国家进一步提出深入推进“互联网+农业”，扩大农业物联网示范应用。2019年一号文件再次提到了“智慧农业”：加快突破农业关键核心技术，推动生物种业、重型农机、智慧农业等领域自主创新。2020年1月，农业农村部和中央网络安全和信息化委员会办公室发布了《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》，明确了五项主要任务：一是构建基础数据资源体系，重点建设农业自然资源、重要农业种质资源、农村集体资产、农村宅基地、农户和新型农业经营主体等五类大数据，夯实数字农业农村发展基础；二是加快生产经营数字化改造，推进种植业信息化、畜牧业智能化、渔业智慧化、种业数字化、新业态多元化、质量安全管控全程化，提升农业数字化生产力；三是推进管理服务数字化转型，建立健全农业农村管理决策支持技术体系和重要农产品全产业链监测预警体系，建设数字农业农村服务体系、农村人居环境智能监测体系、乡村数字治理体系，推进乡村治理现代化；四是强化关键技术装备创新，加强关键共性技术攻关，强化战略性前沿性技术超前布局和技术集成应用与示范，加快农业人工智能研发应用，提升数字化发展引领能力；五是加强重大工程设施建设，实施国家农业农村大数据中心建设、农业农村天空地一体化观测体系建设、国家数字农业农村创新等重大工程项目，提升数字农业农村发展支撑能力。

近年来，推进农业现代化发展被摆在重要位置。其中，智慧农业建设被广泛提及，这说明在互联网时代，政策正着力推动“智慧化农业”的发展。党的二十大报告指出，“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”，完成这个首要任务，需要因地制宜发展新质生产力。新质生产力代表着先进生产力的发展方向，并已经在中国式现代化实践中展示了对高质量发展的强劲支撑力。在创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念指引下，新质生产力不断促进传统产业向智能化、绿色化、融合化转型。

2022年，党的二十大报告指出，全面建设社会主义现代化国家，最艰巨最繁重的任务仍然在农村。只有牢牢把握发展机遇，依托本地自然禀赋和产业基础，因地制宜发展新质生产力，走出一条具有地方特色和竞争优势的绿色高质量发展之路，才能在推动农业农村高质量发展的同时，促进农民增收和农村发展。重庆是我国的山区直辖市，农业发展条件与平原地区存在较大的差异性。这就要求我们结合本地实际，推动乡村产业实现智能化、绿色化、融合化发展，走出一条具有地方特色和竞争优势的高质量发展之路，助力乡村全面振兴。

党的二十大报告还提出，全面建设社会主义现代化国家要立足创新发展，促进乡村产业智能化转型。首先，应加强乡村数字基础设施建设，利用大数据、物联网、人工智能等信息技术提升农业生产装备水平，为农业生产智能化、高效化提供硬件支持，同时引入信息管理系统，确保生产、加工、仓储、运输过程的高效优质，提高农产品的安全性和可信度。建设和完善农村资产数字化管理平台，加强农村资源的保护和有效利用，为农户增收渠道的稳定性和不断创新提供物质保障。其次，打造智慧化生产服务体系，为农户提供市场信息和科技咨询服务。加快推进偏远山区的电商平台建设，为农户提供稳定的农产品销售渠道。最后，要加强本土农业信息化人才的培养，提升农民的科技应用能力，推动数字技术在农业产购储加销各环节的广泛应用。利用数字技术提升乡村公共服务质量和效率，完善社会保障制度，提高乡村的吸引力。

在此背景下，我国将物联网技术、云计算技术、大数据技术应用于传统农业生产中，运用传感器和软件，通过移动平台或电脑控制农业生产，使更具“智慧”的智慧农业迎来发展风口。