【案例】新标农业携手华南农业大学中国烟草总公司 实现数字化烟草种植转型

一、背景:互联网+烟草智能化生产 打造智慧烟草行业新示范

当前,烟叶产业正处于转型升级、迈向高质量发展的关键期。

2017年国家烟草专卖局印发《烟草行业“互联网+”行动计划》;

2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》;

2021年广东省烟草专卖局提出“引领撬动,加快全省系统数字化转型”发展意见。


项目烟草示范田照片(由新标物联网监控设备拍摄720°照片)

为此广东烟叶产区持续促进产业融合,高标准打造产业综合体试点,实现智能化“数字粤烟”,建设“广东烟草强省”的战略目标,构建起“稳烟区、稳烟田、稳烟农”的长效发展机制,助力做好巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。

在这样的大背景下,由广州新标农业科技有限公司、华南农业大学和中国烟草总公司广东省公司烟叶管理处共同承担的《“互联网+”烟草农业智能化生产技术开发与应用研究》(以下简称“项目”)科技项目顺利落成。


项目田间鉴评会现场照片

据了解,早在2017年,新标农业便与华南农业大学、SQM智利化学、广东烟草专卖局(公司)等单位建立了“华南农业大学烟草培育基地”,同时配合广州、韶关、南雄、连州等地实验项目,共同开展了单品作物生长、产量、质量等数据模型的研究。 接下来,让我们一同了解该项目在建好烟区产业综合体、推动烟叶高质量发展方面的做法。


华南农业大学烟草试验田基地现场合照

二、粤烟痛点:传统农业落后现状凸显,急需向智能化烟草农业发展

当前,广东地区烟草农业主要受气候、土壤等要素时间和空间的影响,同时缺乏先进有效的远程监测技术与设备以及成熟完善的追溯体系,导致其育种、种植和生长以及初加工全过程科学准确监测的难度较大,政府部门难以进行有效的监管,企业难以追溯,最终造成烟叶质量参差不齐。

同时,难以实现农机定位耕种、精准水肥管理、成熟采收与精准烘烤、病虫害适时预测与防治。


学术、技术交流培训活动

基于以上困境,本次项目,主要以信息和知识为核心要素,通过云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链等现代信息技术与烟草农业深度融合,形成烟叶生产全程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务全新生产方式建成行业首个“大数据应用研发+智能装备研制应用”于一体的智慧烟草农业科技创新示范区。

为行业探索智慧烟草农业发展积累经验、提供示范、打造样板,实现烟叶生产减工降本、提质增效、绿色发展。对巩固扩大广东烟叶领军优势、助推全省烟草产业高质量发展具有重大战略意义。


“互联网+”技术的优质烤烟生长监测预警技术示范区实施图

三、解决方案:携手并进,新标农业打造“烤烟生产智能监测技术与管理系统平台”

项目主要研究探讨“互联网+”传统烟草农业跨界融合的关键影响因素和核心技术,基于此,项目开发出一套先进的技术集成与功能创新的“烤烟生产智能监测技术与管理系统平台”。平台内置四个子系统协同开展工作,有效保障技术交融与实现。


广东烟草公司监控调度平台

1、太阳能无线传输图像采集与烟株生长远程可视监测系统

通过将太阳能无线传输图像设备、烟株单株监测设备铺设到监测区域,利用先进的传感技术、通信技术,实时采集示范基地烤烟生长情况、周边环境信息、设备运行情况,通过大数据、云计算技术等,进行分析处理,实现对监测区的实时可视化远程监控管理。


2、烤烟农田生态远程感应采集和极端生态数据预警系统

通过传感器采集烤烟田间生态监测区的空气湿度、空气温度、光照强度、土壤温度和含水量等数据,实现对土壤墒情、烤烟生长环境的远程感应,实时监测田间小气候和土壤水分信息。根据烤烟各生育时期对土壤极端含水量(土壤含水量最大值/最小值)需求的差异和对土壤和空气的极端温度(温度最大值/最小值)适应度的差异进行预警,超过阈值将触发警报,通知作业人员,实现对极端生态数据的监测预警。


3、烤烟生长预报与调控的水肥一体化物联网技术系统

烤烟生长调控是根据生长预警和结合烤烟动态营养平衡原理,并分析采集到的土壤墒情信息,计算烤烟实时实地所需要的用水量与需肥量,利用智能监测技术对水肥一体化设备实现远程监测,有效地实现“互联网+”技术优质烤烟生长过程可视化调节。


4、烟叶烘烤精准监测管理系统

烟叶烘烤精准监测管理系统可监测实时烘烤环境数据、烟叶重量变化数据等,通过系统进行智能处理和量化建模,探讨烘烤环境关系模型,优化烘烤工艺,提高劳动生产率,促进节能减排,提高烟叶烘烤质量。


通过强大的平台能力,我们可远程实时采集监测气象数据、烟叶生长情况、周边环境信息、设备运行情况等,也可实时查看监测数据,实现对监测区的远程监控管理,实现去人力化管理,提高效率,降低成本,最终实现“互联网+”与传统烟草农业跨界融合,提升烟草农业信息化生产、经营管理和服务水平,培育网络化、智能化、精细化烟草农业新生态。


新标农业系统后台展示

同时,项目根据实际需求,完成了太阳能无线传输图像采集设备、单株监测设备、土壤传感设备、实时烟叶重量测量仪等原型机的研发并投入使用。



四、应用效果:多维度构建“互联网+”烟草农业智能化管控体系,产值增加5%以上

1.项目研究成果在省内烤烟种植产区进行扩大推广应用,研究成果广泛应用于各个产区,现已在马市、都塘中心岗建立了 500亩“互联网+”烟草农业智能化生产技术应用的优质烤烟生长监测预警技术示范区。


新标农业APP展示

2.项目预期效益:

  • 项目技术成果有利于提高智慧烟草农业的生产技术水平,优化资源配置,提高水分和肥料利用率,预期减少化肥用量10%;
  • 通过采用“智能监测管 理系统”的感知设备和智能采集信息、远程监测管理,减少烟草农业生产过程的作业人员,实现烟草生产标准化、精准化管理,预计烟草农业生产过程每亩烟田减少1个以上用工,产值增加5%。
  • 依据调查数据,烟叶种植平均每亩产值为4500元,平均每亩投入总成本为3500元,其中人工及化肥农药平均每亩投入成本为2200元。
  • 通过使用烤烟生产智能监测技术与管理系统,协调帮助烟农规划用工,做好用工计划,提高管理工作质量与效率,降低人工成本和提高资源率
  • 本项目技术推广应用后,可测算每亩新增销售收入为225元(4500元*5%),人工及化肥 农药每亩投入可降低220元(2200元*10%),每亩新增利润为225元+220元=445元。

作为项目主导方之一的新标农业,深耕智慧农业多年,依托在大数据、人工智能、云计算、物联网等领域积累的成熟技术,实现智慧农业数据价值的有效释放。通过聚合数据和能力服务,围绕智慧农业构建产业生态体系,促进产学研用融合发展,解决科研和生产实际应用问题,形成连接农民、农企、科研院校、政府和消费者的价值生态。