物联网智慧农业实训室概述

物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分，《物联网“十二五”发展规划》圈定了10大领域重点示范工程，智能农业便是其中之一。《物联网“十四五”发展规划》 圈定物联网是我国7大数字经济重点产业之一，加快发展智慧农业，推进农业生产经营和管理服务数字化改造是“十四五”规划和2035年远景目标之一。据工信部统计，智能农业在其领域五年内需要的人才约为1 000 万。从产业需求看，物联网人才总体可分为研究型人才和工程应用型人才两类。

研究型人才主要为研究生层次或研究型高校所培养的毕业生，是各类“研究型企业”或“高新企业”的研发部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物联网研究型人才培养方面，偏重于研究型和创新型，具有跨学科复合型特点。工程应用型人才主要为各类中高职学校或信息类本科学院毕业生，以从事物联网系统设计、产品开发、物联网项目实施等为主，以系统设计、产品开发、工程项目策划与实施为主的企业，更应注重工程应用技术能力的培养，加强工程实践的实际训练，突出技术应用能力、培养创新能力。

随着近几年大量物联网应用系统开发完成，开始转向系统的实施与维护过程，物联网应用型人才的占比已赶上甚至超过了研发型人才需求。巨大的市场潜力，广阔的行业发展前景，急待提高的人员素质，为职业学校办好此朝阳专业建立信心和决心。很多高职院校抓住此良好环境和契机，建设好该新兴专业，物联网智慧农业实训室是保障此专业能较好完成教学效果的前提和必要条件。

第一部分 前景

1.1物联网智慧农业实训室就业前景

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。过去，农业的机械化生产，大大的提高了生产效率，但是机械化仍然没有脱离人的操控，而智慧农业将使农业的生产过程彻底摆脱人为操作，进而提高生成效率，节省人力。

智慧农业的发展前景

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，需要从培育社会共识、突破关键技术和做好规划引领等方面入手，促进智慧农业发展。

改革开放以来，我国农业发展取得了显著成绩，粮食产量"十二连增"，蔬菜、水果、肉类、禽蛋、水产品的人均占有量也排在世界前列，但代价不菲。一是化肥农药滥用、地下水资源超采以及过度消耗土壤肥力，导致生态环境恶化，食品安全问题凸显;二是粗放经营，导致农业竞争力不强，出现农业增产、进口增加与库存增量的"三量齐增"现象，越来越多低端农产品滞销。解决这些问题就需要大力发展以运用智能设备、物联网、云计算与大数据等先进技术为主要手段的智慧农业。

我们国家是农业大国，而非农业强国。过去农业高产量主要依靠农药化肥的大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用，造成浪费和环境污染。我国农业生产仍然以传统生产模式为主，耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力，也不利于生态环境的保护。可以说农业生产的发展远落后于发达国家，而智慧农业可以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、产品竞争力和农业可持续发展，这是我们国家农业发展实现弯道超车的一个机遇。 所以，智慧农业可以说是我国农业现代化发展的必然趋势，未来、政府和企业都会需要大量的相关人才帮助其实现智慧农业。

智慧农业的应用领域

目前，智慧农业已经在很多农业企业中得到实现，主要运用在对植物生长环境的监控监测以及调控。如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数，并且智能系统根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。不但节省了人力、提高了效率，科学的培育、恰当的生长环境，也会让农业的产量大大提升。这仅仅是智慧农业的一个应用领域，除此之外，农机定位、仓储管理、食品溯源等环节都可以通过智慧农业的实现，得到更加科学、高效的发展。

中国智慧农业市场发展规模

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国智慧农业深度调研及投资前景预测报告》，中国智慧农业的潜在市场规模由2015年的137亿美元增长至2019年的232亿美元左右，并且有望继续增长。

图表1　2015-2019年中国智慧农业潜在市场规模

数据来源：中投产业研究院

智慧农业实训套件 (IOT-S01-11)

● 套件包含各种类型的专业化农业传感器系统、无线通讯系统、农业机械及其控制系统、以及专业化平台控制软件系统，这些系统通过物联网信息平台所构建的网络环境协同工作，实现物联网智能农业的整体运行。

● 数据联网 系统采用有线RS232/485总线和WIFI/433MHz与ZIGBEE等多种无线通信方式，实现温室内数据的传输。

● MODBUS协议 系统采用工业标准的MODBUS协议作为室内网络和室外计算机网络的应用层通信协议

● 工业级农用传感器及农机设备 系统采用的均为工业级的农用传感器及农机设备不仅满足演示需求更保证套件对真实应用的模拟，为学生的学习与二次开发提供有指导意义的数据。

智慧农业沙盘 (IOT-P01-05)

系统通过在模拟温室结构件沙盘上安装智慧农业生产应用中所使用到的各种类型的工业级传感器、动作器，通过采集温室内涉及到植物生长的各方面参数并通过各模拟设备（如通风系统、灌溉系统、卷帘系统等）对各个环境参数进行针对性调整，实现在沙盘上即对智慧农业进行宏观整体体现。