智慧農業是集新興的互聯網、移動互聯網、云計算和物聯網技術為一體，依托部署在農業生產現場的各種傳感節點和無線通信網絡，實現精準化種植、可視化管理、智能化決策。

我國是農業大國，而非農業強國。農業生產仍然以傳統生產模式為主，傳統耕種只能憑經驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也對環境保護與水土保持構成嚴重威脅；傳統的農產品流通，產供銷信息不對稱，造成市場波動與資源浪費等，所這些對農業可持續性發展帶來嚴峻挑戰，一系列現實疼點與問題亟待解決。

農業的投資回報率是很高的，整個農產品市場空間也足夠大，但是能夠真正認識到這一點的人并不多。固有的“農民不掙錢”的思想根深蒂固。

2.中間流通環節過多

農產品價格倒掛問題還將長期存在，農民掙不到利潤、市民買菜又貴。其中的流通渠道效率低下，是主要問題所在。參與這個渠道的人口過多，既得利益龐大。

3.新技術應用推廣難

新技術進入農業領域，起效慢，不能得到廣泛認可。部分農業人急功近利，不愿意冒險采取新技術。科研院所效率低下，農業新技術的推廣存在制度性的障礙。

4.農業品牌化可信度差

國產農產品的品牌可信度太差，三聚氰胺牛奶、瘦肉精死豬肉火腿腸，農產品的生產加工幾乎不透明，消費者信賴度很低。

（二）智慧農業能力平臺

智慧農業的核心要素：精確化數據采集、智能化統計分析、便捷化操作管理。

智慧農業能力平臺將核心能力對外開放，面向應用提供商，實現快速對接和拓展，面向各終端實現多終端、廣能力的匯聚及開放支持。依托平臺開放核心能力、資源，與產業各方開放合作，廣泛適配終端、匯聚豐富應用及服務，提升用戶感知及粘性，繼而增加對于終端、應用、服務商的影響力，對接支撐智慧城市需求與業務，支撐打造基于物聯網的全新信息農業模式。

1.應用層

應用管理：可提供豐富的應用管理功能，如智慧養殖，灌溉，種植等，可在平臺進行快速應用設計、開發、發布等.

交互控制管理：實現多渠道指令交互控制如語音、手勢等。

2.能力層

云資源服務：對外提供統一的云資源服務，包括政策云，市場云，農業云，以減少應用方的成本投入；

數據服務：運用大數據分析及數據挖掘技術，結合業務模型，對外提供統一完備的數據服務，API接口等。

網絡服務：提供電信運營商基礎網絡服務，將應用構建在最新最穩固的網絡架構之上。

網絡安全服務：遵循運營商級的網絡安全規范，提供統一的實時監控，智能告警，以及強大的安全防護支撐。

3.數據層

數據中心：提供數據采集、處理、存儲、分析能力。

為數據學習提供基礎，是智慧農業大數據應用的能力基礎。

4.接入層

物聯網設備接入管理：提供電信級物聯網設備接入管理，可以適配多種協議接入方式，獲取接入參數，實現能力運化，實現用戶側終端設備快速簡潔接入。

（三）智慧農業物聯網典型擴展性應用

1.農業監測

結合農業氣象環境信息， 遙感圖像信息，知識庫及智能化的數據融合、挖掘，對農作物生長趨勢做出預測， 并對農作物四情(墑情、苗情、蟲情、災情)進行預警分析，及時提醒用戶做出預防。

農業環境是人類賴以生存的自然環境中的一個重要組成部分，屬中國法定環境范疇。當前中國農業環境質量的突出問題是環境污染和生態破壞。主要包括農田、森林、草原、灌溉水、空氣、光、熱及施用于農田的肥料（包括化肥）、農藥和農業機具等。地方環境保護已經列入政績考核的一部分，農業環境監測系統將成為智慧農業不可或缺的一部分。

2.智慧大棚

智慧大棚可利用物聯網技術，采用不同的傳感器節點和具有簡單執行機構的節點(風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構) 構成無線網絡來測量土壤濕度、土壤成分、PH 值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件, 通過模型分析、自動調控溫室環境、控制灌溉和施肥作業，從而獲得植物生長的最佳條件。

3.智慧畜牧

智慧畜牧可利用物聯網技術，采用特定的傳感器實時采集、監測牲畜的體溫、位置等信息，利用大數據分析等技術結合特定算法對牲畜的排卵期、疾病、受傷、走失等進行監控和預測，利用現代信息技術準確掌握牲畜生育進程和生長動態，對牲畜生長動態以及牲畜各生育階段的長勢長相進行動態監測和趨勢分析，對牲畜養殖、棟舍管理和防疫出欄進行快捷高效的遠程指導，提高精細養殖和棟舍管理的能力。

4.智慧灌溉

基于物聯網的大田種植智能化管理系統針對農業大田種植分布廣、監測點多、布線和供電困難等特點，利用物聯網技術，采用高精度土壤溫濕度傳感器和智能氣象站，遠程在線采集土壤墑情、酸堿度、養分、氣象信息等，實現墑情（旱情）自動預報、灌溉用水量智能決策、遠程、自動控制灌溉設備等功能，最終達到精耕細作、準確施肥、合理灌溉的目的。

5.農業病蟲害智能診斷與預警系統

系統通過線下基層上報、農科員調查數據庫建立、終端實時情況數據采集、專家模型介入、云端計算，做到災前預警、災中指導、災后評估的整體目標。結合物聯網進行圖像視頻采集監測農作物病蟲害情況，進行智能比照與識別，提取結果存儲至云端。實時展現監測動態。綜合歷次周期數據分析與診斷，給出預警與信息發布，同時同步至農業信息平臺。使用模型算法、智能分析方法對監測的云端數據進行云計算與診斷。提供采集數據、分析診斷結果數據、災害預警數據的管理、備份等功能。

6.專家數據庫與農技推廣系統

農業是實踐科學，尤其農業生產，不論是從土壤、栽培、植保到采收，還是從地域特色到氣候變化，實踐經驗和農技普及至關重要。以往的農業數據庫注重科研，忽視農業生產實踐，農技普及、農業研究理論轉化、研究課題取之于民等方面。

本系統將根植于龐大的農業動態數據庫和實戰專家群組，提供農業技術，反饋農業實踐問題。提供農業知識查詢、并連接農戶與專家實時在線互動解決農業實踐問題。結合互聯網推廣技術，實現農技推廣。

7.農產品溯源防偽系統

此系統通過物聯網采集的農作物生長及其環境參數記錄、圖像等數據，結合RFID、條碼等識別技術，能夠連接農產品生產、檢驗、監管和消費各個環節，提取生產、加工、流通、消費等消費者關心的公共追溯要素，建立了食品安全信息數據庫，實現“從田間到餐桌”的追溯模式，確保農產品安全可靠、提高消費者購買信心，提升農產品溢價性。

8.農業O2O電商平臺

農業O2O電商是一個集網上洽談交易、網上競價交易、網上結算、交收、物流配送服務、門戶信息服務、后臺管理等功能于一體的農產品第三方電子商務公共服務平臺。平臺將為農產品流通提供政府監管、質量安全追溯等解決方案。

通過提供電子商務與現代物流全面融合的服務，積極推進全國性農產品生產、大流通格局的形成，平臺最終將打造成為權威的、具有重要影響力的農產品交易中心、價格中心、結算中心和物流配送中心。