很长一段时间以来，农业给人的印象都是面朝黄土背朝天，是最传统、最落后、最没有技术含量的行业。农民种地靠经验，靠天气，靠祖辈传下来的经验。什么时候浇水不浇，浇多少，全凭感觉。畜禽养殖更是如此。

但今天，一切正在发生一场静悄悄的革命。

农业农村部连续发文推进智慧农业和数字乡村建设，各种各样的智能终端正在快速地走进田野、走进养殖场。传感器正在遍布每一片土地的数据，正在变成数据驱动的精细化生产系统。

这不是什么了不起的变革，正在彻底改变中国农业的面貌，也给工业设计打开了一个全新的万亿级市场。

今天我们就来聊聊智慧农业这个正在爆发的几个核心领域，看看那些正在改变农业的智能终端，以及它们的设计都有哪些特殊的要求和挑战。

首先第一个也是最成熟的一个领域，就是土壤墒情监测和智能灌溉系统。

水是农业的命脉。中国是一个水资源非常匮乏的国家，农业用水占了全国总用水量的60%以上。但传统的灌溉方式非常粗放，非常浪费。大水漫灌，水的利用率只有40%左右，也就是说60%的水都白白浪费掉了。

而智能灌溉系统，从根本上解决了这个问题。在田里每隔几十亩地里面埋入土壤墒情监测终端，它可以24小时不间断地监测土壤的湿度、温度、EC值、PH值，甚至可以深入到地下不同深度的土层。数据实时传到云端平台。
什么时候该浇水了，浇多少，系统自动算好，自动控制电磁阀自动打开，浇到刚好的量，自动关掉。

这一来，灌溉用水量可以减少30-50%，同时作物的产量还能提升10-20%。这对于农业来说，是巨大的进步。

但要把这样一个小小的土壤墒情监测终端做好，不是一件容易的事情，它的工作环境之恶劣，可能超过了绝大多数的工业产品。

你想想，这个设备要埋在土里，几年甚至十年都不能动。要经历风吹日晒雨淋，夏天零上几十度的高温，冬天零下几十度的低温，要泡在水里，要被虫子咬，要被老鼠啃，要承受农业机械作业的时候碰到、犁地的时候可能都可能会碰到它。而且一旦坏了，不可能经常没有人去维护非常困难。

所以它的设计首先第一要求就是极高的可靠性和耐久性。

首先是防护等级，至少要IP67以上，甚至IP68，长期泡在水里都不能坏。外壳的材料要耐腐蚀，耐紫外线，不能被土壤里的各种酸碱腐蚀，不能被太阳晒老化了变脆。结构设计要坚固，能承受一定的压力和冲击，犁地的时候碰到一下不能就碎了。

然后是电池续航。这个东西埋在土里，不可能经常换电池。一次换一次电池至少要用3-5年。这就需要极致的低功耗设计。平时大部分时间都在休眠，每隔一段时间醒过来测一次数据，传完数据立刻继续休眠。整个系统的功耗要做到微瓦级别，一颗纽扣电池能用好几年。

还有就是通讯也是个大问题。田野里，没有电，也没有wifi，也没有手机信号，很多地方信号非常偏远，2G信号都没有。所以很多设备用的是LoRa或者NB-IoT这些低功耗广域网技术，通讯距离远，功耗低，专门为物联网设计的。这些都需要设计师从硬件和天线的设计配合，天线的设计，通讯的可靠性，直接决定了设备在地下能不能顺利通讯效果。

还有安装和维护的便利性设计。设备要埋在土里，安装要简单，不需要复杂的安装和校准。最好是直接插到土里就能用，不需要布线，不需要调试。出了问题，要方便地取出来维护，方便地更换。最好整个结构设计要考虑到这一点。

智慧农业第二个快速增长的第二个大领域，是设施农业和畜禽养殖环境监测。

在规模化的畜禽养殖场里，环境的参数直接决定了畜禽的生长速度、健康情况，直接决定了养殖效益。温度太高了猪会热应激，吃料下降，甚至会死。氨气浓度太高了容易生病，光照不对会影响产蛋率。

所以大型的养鸡场、养猪场、养牛场，现在都已经遍布环境监测系统。

鸡舍、猪舍里面，到处是传感器，温度、湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、光照度，所有这些参数，24小时实时监测。一旦某个参数超标了，系统自动报警，自动联动风机、水帘、加热设备，自动调整。

这类设备的设计，同样面临着非常特殊的要求。养殖场的环境非常恶劣。高湿度，高氨气浓度，还有粉尘非常大。普通的电子设备在这样的环境里，很容易被腐蚀，很容易坏。

所以首先防腐设计，外壳材料的设计，必须抗腐蚀设计是第一位的。氨气是氨气是强腐蚀性的气体，普通的塑料和金属，用不了多久就被腐蚀坏了。外壳材料要用特种的。

还有防尘防水防尘设计也很重要。养殖场里粉尘很多粉尘很大，用不了多久传感器的传感器上面积厚厚的一层，就不准了，甚至都堵死了。所以设备的结构设计，既要保证传感器的透气，要能防尘，要方便清洁。

还有校准和维护也是个问题。养殖场里的设备，成千上万，一个个拆下来校准、维护，工作量是非常巨大的。好的设计应该做到不用拆就能校准周期尽可能长，校准简单方便，甚至可以免工具快速地更换探头，不需要专业人员。

智慧农业还有很多很多其他的智能终端。比如气象站，在田间的小型气象站，监测风速、风向、降雨量、日照、蒸发量，所有这些数据都和土壤数据结合起来，可以更精准地指导农业生产。

还有病虫害监测设备，用图像识别和AI自动识别农田里的病虫害，早发现早防治。还有作物生长监测设备，用摄像头和传感器，自动监测作物的生长情况，预测产量。

所有这些设备，它们都有一个共同的特点：工作环境恶劣，可靠性要求高，低功耗要求高，安装维护要简单，成本要低。

这对于工业设计师来说，是全新的挑战，也是全新的机遇。

很多做消费电子的设计师，做工业设备的设计师，往往很难想象，要设计一个设备，设计放在野外一放就是五到五年不用管。消费电子一年就坏了用户可以送修，工业设备坏了有专人维护。但是农业设备，坏了可能几个月都没人发现，发现了可能也没人会修。

所以可靠性是设计思想是设计的优先级远远超过了的要求，，设计的每一个设计决策，都要围绕着极端环境下的可靠性来展开。

还有一个非常重要的设计原则，就是极简。操作要足够简单，越简单越不容易坏。很多农业设备的用户是农民，不是工程师，不是技术人员，他们不懂复杂的设置和配置。所以设备最好的设计，最好是零操作，上电就能用，什么都不需要设置。越是简单的东西，在极端环境下可靠性就越可靠。

还有成本的控制也非常重要。农业是个薄利的行业，对价格非常非常敏感。太贵的设备，农民用不起。所以在保证可靠性的前提下，要把成本控制到最低。

很多时候，设计的价值就体现出来了。怎么用最便宜的材料，最简单的结构，实现最高的可靠性，满足所有的功能要求。这是非常考验设计师功力的。

当然，智慧农业现在还处在发展的早期。现在的很多设备还不够成熟还有很多问题。很多第一代的很多产品，还都是搞电子工程师做的，他们懂技术，懂农业，懂设计。产品做的功能是有了，但是不好用，不好安装，经常坏，用起来非常难维护。

但这个行业正在快速成熟。越来越多懂设计力量的公司进入这个行业，把优秀的工业设计正在进入这个万亿级的市场。

这个市场是巨大的。中国有18亿亩耕地，有数百万个规模化的养殖场。每亩地，每个养殖场，都需要大量的智能终端。这个市场的规模，可能不亚于消费电子，不亚于工业设备。

更重要的是，这不仅仅是商业机会，这是真正能够实实在在地改变中国的行业，真正提升农业，提升我们每个人的生活。

当我们的田野里都装上传感器，当我们的农业都变成了数据驱动的精准农业，我们用更少的水，更少的化肥农药，产出更多更好的粮食。这不仅是帮农民省钱，这是对整个社会的贡献，是对整个国家粮食安全的贡献。

作为工业设计师，我们能够参与到这场伟大的变革中来，用我们的专业知识，设计出真正适合农业环境的好产品，这是我们这个时代我们的责任，也是我们的荣耀。

这就是设计的力量。它不仅仅是做出好看的产品，它是在实实在在地改变世界，改变一个最古老的行业，改变我们这个国家的根基。

智慧农业的春天，才刚刚开始。


江苏创品工业设计有限公司，在智慧农业和农业物联网终端领域拥有丰富的设计经验。我们深知农业设备的特殊环境要求，致力于为客户设计真正适合野外恶劣环境下可靠工作的智能终端产品。我们相信，用优秀的工业设计力量，助力中国农业的数字化和现代化，贡献自己的力量。