以人力為主的現有生產模式與勞動力持續減少、人均農業資源匱乏與農業 資源利用率低、新農民年輕化與勞動力老齡化是阻礙農業實現現代化的主要困境。
依賴智慧裝備實現精準化、自動化和智慧化的農業生產，提高農業生產率、資源 利用率和土地產出率，是解決以上困境的重要途徑。美國、法國、德國的人均勞 動力所負擔耕地面積分別是中國的 145 倍、55 倍、45 倍。在資源利用率方面，
美國、法國、德國主要糧食作物的水分生產效率、廢料利用率、農藥利用率分別 為 2 kg/m3、65%、50%~60%，相比之下，中國主要糧食作物的水分生產效率、
廢料利用率、農藥利用率分別僅有 1kg/m3、35%、25%。發展高效、精準、環保 的現代化農業生產、經營模式是解決當前中國農業諸多難題的主要出路[20]。
現有菇類太空包製包生產多採用手工操作加簡單機械化的生產模式，使得 製包生產與接種作業效率低，且難以實現無菌接種，故針對目前已有之機械設備，
再充分考慮現有生產條件的前提下，將工業領域中的成熟技術和新科技引入到菇 類產業的生產中，進而延伸創新出可自動化生產之機構與生產系統[21]。目前菇 類產業現況面臨生產成本高漲、欠缺自動化與整合升級、非安定化生產，品質規 格待提升等[22]。菇類生產導入工業 4.0 科技，可發展全環控智慧生產、提供消 費者安心的溯源產品、建構智農聯盟，批次接單量產，競逐亞洲市場。為導入智 慧農業 4.0 科技，在技術研發面頇佈建農用智慧生理感測元件、智能化作業機械 與人機輔具、生產場域物聯網整合系統、應用巨資支援產銷決策、溯源管理與推 播介面等五大類。且需藉由基礎環境面以及專業應用面的關鍵技術誇域研發與投 入，包括物聯網應用開發平台、資安防禦、生物感測元件開發與應用、人機協同 自動化智慧採收輔具技術、病蟲害自動化辨識監測、結合場域資訊與務聯網整合 系統、雲端產銷決策與風險控管整合平台、溯源安全履歷智動化推播介面等，才 能補足升級所需技術缺口。[22]
圖十二、農業物聯網基本架構
農業物聯網是一個複雜的系統，涉及電子、通訊、電腦、農學等學科和領 域，其關鍵技術可劃分 4 個層次，即感知層、傳輸層、處理層、應用層。如圖十 二所示為農業物聯網基本架構。農業物聯網標準是實現農業物聯網技術應用的關 鍵，近年來專門應用於農業物聯網的技術標準體系正在不斷完善。以下就各主要 技術做簡單說明：[21]
一、感測器技術
首先，整體物聯網必頇透過統一的物件辨識技術，其中最常用的就是 RFID 射頻識別無線通信。RFID 技術具有防水、防磁、耐高溫、讀取距離大、資料加 密、存儲資料容量大、資訊更改簡單等特點，還可以實現多個標籤的防衝突操作，
從而可以解決很多傳統識別技術上的缺陷，以上特點使得 RFID 成為實現農業物 流排(Bus)，農業現場匯流排(Field bus)為惡劣工作環境設計，保證了農業機械控 制系統的高可靠性和即時性。目前農業現場匯流排技術主要包括控制器局域網匯 流排(CAN bus)、RS485 匯流排。CAN 匯流排協定是汽車電腦控制系統、嵌入式工 業控制局域網的標準匯流排，可靠性高、錯誤檢測能力強，是農機自動化控制、
在無線廣域網路技術中，低功耗廣域網路(Low Power Wide-Area Network, LPWAN) 技術是近年來物聯網研究的熱點方向之一。無線局域網技術主要包括 ZigBee、
Wi-Fi、Bluetooth，是主要頻段為 2.4 GHz 的短距離通訊技術。就無線廣域網路而 言，以 LoRa、NB-IoT 為代表的 LPWAN 是未來農業感測器網路組網的主要途徑。
農業大數據應用等方面。文獻[23]詳列出中國農業科學數據共用中心之資源，值 智慧規劃之研究仍屬大宗。但是隨著人工智慧深度學習(Deep Learning)演算法的 廣泛應用，未來農業人工智慧在農業生產前、生產過程、生產後及營運管理等方
業的複雜系統在不同地區的相容性、準確性問題，並進一步推動農業機器人技術
3. 陳美杏、呂昀陞、石信德，新興菇類的栽培與發展，科學發展，446:8-15(2010)。
4. 石信德，食藥用菇類液體菌種栽培技術之潛力，農業生技產業季刊，pp.16-21 (2010 NO.23)。
5. 2017 年 中 国 食 用 菌 行 业 发 展 规 模 及 未 来 发 展 趋 势 分 析 (http://www.chyxx.com/industry/201801/604713.html )
6. 黃鈞奕(指導教授：周榮源)，袋栽培養基棉花取放模組之研究，國立虎尾科
12. 周榮源，液態菌之高效能噴注接種裝置，中華民國新型專利(M452179)。
13. 周榮源，袋式培養基及液態菌接種之自動化加工設備，中華民國新型專利 (M452178)。
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MUSHROOM CULTIVATION, US Patent/Application Number 14/979,599.(已獲 證；領證中)
16. Rong-Yuan Joua and Trung-Hung Nguyen, Design of the Smart Manufacturing Mushroom Cultivation Factory, The 50th CIRP Conference on Manufacturing Systems, May 3rd – 5th, 2017 Taichung City, Taiwan.
17. Rong-Yuan Jou, Chih-Jen Lee and Trung-Hung Nguyen, Innovative Automation System Design for PP-bag Mushroom Cultivations, The 14th International Conference on Automation Technology (Automation 2017), December 8-10, 2017, Kaohsiung, Taiwan.
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21. 周榮源，「第27屆近代工程技術討論會」邀請發表演講，主題：『智慧化菇類 生產技術之前瞻與未來發展』，中華民國107年10月22～23日。
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