农业正朝着智能化方向快速发展。传感技术、智能机械设备、物联网系统、大数据分析和创新商业模式在农业产业中的应用，将使农业产业从品种选择、生产计划、环境技术、物流和金融等方面发展。 、农产品销售、售后服务、食品安全、农业旅游等多方面协调农业生产过程，形成完整的智慧农业产业生态系统。

智慧农业是指利用信息技术，对农业生产、经营、管理、服务的全产业链进行智能控制，实现农业生产的优质、高效、安全、可控。我国高度重视智慧农业的发展，发展智慧农业是实现现代农业的必由之路。

在一、二、三产融合的过程中，智慧农业可以打破信息瓶颈，促进信息的流动和共享。

智慧农业的技术框架一般包括信息感知、智能决策和决策执行三个方面。

信息感知包括通过农业物联网获取与农业生产经营相关的各种信息，如农作物、土壤等环境，以及从事农业生产的人甚至社会的信息；

智能决策就像大脑，对各类信息进行分析和处理，提供管理或控制解决方案，如专家系统；

决策实施基于分析结果，包括商业战略、种植计划、环境调控或农业机械（如无人机、播种机）控制。

信息感知和决策往往依赖于硬件设备，而智能决策主要是对数据和知识的处理和计算。当今大数据、云计算、物联网时代，对智能决策提出了更高的要求。

大数据是智慧农业的基础，信息感知是农业数据的来源。

狭义的农业数据是指农作物本身和人类以外的环境的生物物理信息。但农业生产活动离不开人类活动，生产者的经验和消费者形成的市场都会对生产产生影响。因此，广义上的农业数据还包括从事农业生产的人员、社会环境、市场动态等社会信息。

生物物理信息感知包括空间信息感知和地面信息感知。

前者主要包括遥感技术、卫星定位技术、地理信息技术（“3S”技术）：基于遥感技术，获取种植面积、作物生长、洪水、病虫害、土壤等空间信息。可以获得作物营养；基于卫星定位技术，可以获得设备的精确定位，可用于农机的移动定位；地理信息技术提供了一种直观的数据管理方式。

后者主要是涉及农业物联网的传感技术，获取土壤和空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速、土壤盐分等数据。此外，还有传感器技术可以通过可见光/近红外光谱和近红外光谱快速测量植物养分、土壤肥力和农产品质量。

地面感知还包括在田间设置摄像头或红外监视器，用户可以远程观察，用于提高种植透明度，增强消费者信心。低功耗、低成本、性能稳定的传感器是长期获取可靠数据的关键，也是农业物联网推广应用的瓶颈。

社会信息感知包括农产品市场需求、农产品价格、农业政策、种植者经验等。目前，在农产品市场国际一体化的发展趋势下，农业企业、协会、合作社等经济合作组织掌握了哪些产前种植最有利可图、哪些农资优质的市场和技术信息。生产中价格好，生产后卖给谁。有一个比较迫切的需求，这个信息对我国现代农业特别是规模化农业、承包农业和地方特色农业的发展具有重要意义。

农产品需求信息是农产品市场的灵魂。方便准确地捕捉市场信息，把握市场动向，及时调整生产和销售方向是感知社会信息的主要目标。基于爬虫技术的自动采集是通过网络感知市场价格的重要方式，可用于每周农产品价格预测。而基于投入-占用-产出技术的粮食产量预测模型考虑了多种反映社会信息的农业投入。

数据传输是基于通信网络，将分散的具有独立功能的设备或子系统连接起来，按照规定的网络协议进行数据通信，从而实现分布式系统软硬件资源的共享和共享。系统的综合管控。

在技术层面，国内很多科研院所和企业可以实现不同的传输方式。实际应用中采用哪种数据传输方式，需要根据农田环境、方案要求、成本约束等因素综合确定。

农业大数据涵盖农业生产本身以及农产品产前、产后、加工销售全链条产生的大量数据。目前获取各类农业数据的成本还比较高，缺乏成熟的产品农业物联网，不同的用户有不同的需求。如何整合生物物理和社会信息，为农民、政府、企业等不同利益相关方提供相应的信息服务，仍然是未来需要解决的挑战。

智能决策是智慧农业的核心，是数据产生价值的过程，涵盖了农业生产从产前规划、产中种植管理和环境控制到产后储存、加工、运输和销售。

产前计划包括需求分析和种植计划推荐；

在产种植管理包括对环境调控（设施农业）、施肥、喷洒、灌溉等的智能决策支持；

产后农产品的库存控制、运输车辆的调配、流通加工配送中心的选址等，都需要智能计算手段来提供决策支持。

作物生产管理决策支持技术的研究重点是作物生长模拟和各种专家系统。

作物管理专家系统是专家系统在农业领域的具体应用。它一般包括一个由权威农业专家的经验、数据、数据和成果组成的知识库，可以利用其知识模拟农业专家的解决问题的思维。得出解决农业生产问题的结论。

随着农业进入大数据时代，农业智能决策转变为大数据驱动方式，体现在农业生产的方方面面。农业智能决策支持系统的算法和表示方法需要进行相应的迭代。随着数据获取的相对便利和智能手机的广泛使用，过去只能在电脑上离线使用、被诟病为“电子词典”的农业专家系统迎来了新的发展时代.

智能农机和管理软件是信息感知和智能决策的表现形式。

随着我国农业从业人员老龄化和减少，农业智能设备的应用是必然趋势。农业智能装备包括服务于施肥、喷洒、灌溉、修剪、采摘、播种、环境调控等多种作业的设备。

国外智能农机装备较为先进，应用广泛，主要包括智能导航、自动驾驶、可变施肥、可变喷洒等功能。随着国家对农业智能装备研发的重视和投入，国内多家机构开展了相关研究，包括自动导航、可变施肥、精准喷施、播种、移栽、喷药、除草、收获等。

此外，我国农业航空作业量逐年增加，作业领域逐步扩大。除对粮食作物、园艺作物、经济作物施用农药外，还开展了植物生长、授粉等作业。

农田作业设备精准控制技术是发达国家在大型机械化条件下开发的，而我国农作物生产环境条件差异较大，技术和设备的选择不能统一应用发展适应我国国情的精准农业机械化，必须因地制宜不断、逐步完善。

随着智能技术的发展，类似工业数字孪生的虚拟农业系统有望逐步发展。由于我国小农经济的特点，产销信息不对称是农业发展的一大瓶颈。

不同于传统的基于记录的农业信息系统，基于智能生产调度和农业投入精准计算，虚拟农业管理系统可以与当前正在发展的农业托管、共享农田等新型商业模式相结合，不仅满足了城镇居民对农村生活的向往，部分解决了农村缺乏技术和销售渠道的问题，同时也为农村创造了新的就业岗位，带动了新一代年轻人务农。