基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)介紹

全球農(nóng)業(yè)部門承受著巨大的壓力。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)的數(shù)據(jù)，到2050年，全球糧食產(chǎn)量將需要增加50%，才能滿足近100億人口的需求。新興經(jīng)濟(jì)體中生活水平的提高是食品消費(fèi)爆炸性增長(zhǎng)的另一個(gè)重要因素。挑戰(zhàn)是，這個(gè)緊迫問(wèn)題不能簡(jiǎn)單地通過(guò)增加耕地面積來(lái)解決。集約型農(nóng)業(yè)已經(jīng)占據(jù)了地球表面約40%的面積，造成了生物多樣性的重大損失、土壤退化以及11%的溫室氣體排放。

那么，這些全球性問(wèn)題的可行解決方案是什么?食品消費(fèi)行為的重大轉(zhuǎn)變勢(shì)在必行，但也有足夠的機(jī)會(huì)來(lái)改善農(nóng)業(yè)活動(dòng)。優(yōu)化農(nóng)業(yè)效率為建立可持續(xù)的糧食生產(chǎn)系統(tǒng)鋪平了道路，該系統(tǒng)可以滿足全球需求，同時(shí)減少資源使用和環(huán)境足跡。此外，新興的創(chuàng)新技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的催化劑。即使您不在這個(gè)行業(yè)，您也可能聽(tīng)到過(guò)“智慧農(nóng)業(yè)”這個(gè)詞，因?yàn)樗兄薮蟮奈?。但是，基于物?lián)網(wǎng)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)不止是一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，人們對(duì)其令人信服的前景已經(jīng)有了全面的了解。一個(gè)簡(jiǎn)單的證據(jù)是，對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)公司的投資同比增長(zhǎng)了43%，2018年達(dá)到169億美元。

為什么選擇智慧農(nóng)業(yè)？

那么，是什么讓智慧農(nóng)業(yè)如此令人著迷呢?簡(jiǎn)單的答案是，闡明數(shù)據(jù)和見(jiàn)解。傳統(tǒng)上，農(nóng)民主要依靠人工來(lái)檢查其作物和牲畜的健康狀況。不用說(shuō)，這一費(fèi)力流程會(huì)產(chǎn)生巨大的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)無(wú)法及時(shí)、可靠地了解現(xiàn)場(chǎng)情況。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)由無(wú)線傳感器提供動(dòng)力，能夠?qū)崟r(shí)感知土壤狀況和影響作物生長(zhǎng)的各種外部因素。然后，由一個(gè)分析平臺(tái)處理這些數(shù)據(jù)，以便根據(jù)需要，有針對(duì)性地執(zhí)行各種耕作方法，如播種、灌溉和施肥。由于擁有足夠可靠的數(shù)據(jù)，甚至可以建立預(yù)測(cè)模型來(lái)幫助識(shí)別和預(yù)防不利于作物健康的狀況。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，農(nóng)民還可以監(jiān)測(cè)牲畜的健康狀況，并在任何地方出現(xiàn)疾病或盜竊企圖的最初跡象時(shí)立即獲得警報(bào)。

除了減少效率低下和容易出錯(cuò)的人為干預(yù)之外，智慧農(nóng)業(yè)還可以提高產(chǎn)量，同時(shí)最大程度地減少農(nóng)藥、水和其他資源的利用。這反過(guò)來(lái)又轉(zhuǎn)化為以更低的環(huán)境足跡獲得更高的生產(chǎn)力。為了詳細(xì)探討智慧農(nóng)業(yè)帶來(lái)的好處，下面我們將深入探討一些主要應(yīng)用。

農(nóng)藥和化肥的使用非常棘手，即使對(duì)于經(jīng)驗(yàn)最豐富的農(nóng)民也是如此。過(guò)度使用會(huì)對(duì)環(huán)境和消費(fèi)者的安全造成不利影響，而如果不進(jìn)行處理，則可能會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成重大影響。通過(guò)在田間安裝大量物聯(lián)網(wǎng)傳感器，農(nóng)民可以建立一個(gè)精確的、精細(xì)的地形、土壤條件(如溫度、輻射、鹽度等)和蟲(chóng)害水平地圖。這允許按需定制農(nóng)用化學(xué)品的應(yīng)用，以滿足農(nóng)場(chǎng)某個(gè)地塊的特定需求，而不是冗余、有害的地毯式噴灑使用。此外，土壤數(shù)據(jù)對(duì)播種和播種決策有很大影響，可以指導(dǎo)作物種植者找到最佳產(chǎn)量的最佳時(shí)機(jī)。

我們中很少有人知道農(nóng)業(yè)是最耗水的行業(yè)，灌溉占全球用水量的70%。在日益嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)中，該行業(yè)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)很容易出現(xiàn)日益嚴(yán)重的用水危機(jī)。利用土壤濕度和天氣數(shù)據(jù)，農(nóng)民可以有效地評(píng)估分散作物區(qū)甚至單株作物的用水量。(來(lái)源iothome)將這些數(shù)據(jù)集成到噴灌系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的、定制的灌溉活動(dòng)，以避免水量不足或過(guò)多，從而提高用水效率和作物生長(zhǎng)。與傳統(tǒng)的手動(dòng)系統(tǒng)相比，智能灌溉系統(tǒng)預(yù)計(jì)在旱季可以節(jié)約45%的用水，在雨季可以節(jié)約80%的用水。除了顯著的節(jié)水優(yōu)勢(shì)，無(wú)線傳感器還有助于遠(yuǎn)程監(jiān)控水箱水位，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，以確保無(wú)縫供水。

在農(nóng)作物方面，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)一步有助于監(jiān)測(cè)牲畜健康。當(dāng)涉及到大型畜群時(shí)，個(gè)別牲畜的異?；蚍敝驰E象往往不被注意。多虧了牲畜可穿戴設(shè)備，農(nóng)民現(xiàn)在可以很容易地跟蹤每頭牲畜的重要指標(biāo)，包括體溫、呼吸、地理位置和放牧活動(dòng)。在分析平臺(tái)的幫助下，他們會(huì)立即得到任何正在發(fā)生的疾病和痛苦通知，以便及時(shí)進(jìn)行護(hù)理和治療，并提高畜群的福祉。此外，傳感器輸入還可告知每頭牛的發(fā)情和產(chǎn)犢過(guò)程，以提高受孕率和繁殖健康。同樣，位置數(shù)據(jù)可簡(jiǎn)化廣闊空地上的畜群管理，并幫助牧場(chǎng)主快速發(fā)現(xiàn)牲畜偷盜或?qū)ふ襾G失的牲畜。

每年，全球浪費(fèi)的糧食數(shù)量高達(dá)16億噸，其中大部分都是由于糧倉(cāng)管理不良造成的。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以報(bào)告糧倉(cāng)的溫度、濕度和其他重要參數(shù)。因此，作物種植者可以對(duì)任何異常的倉(cāng)儲(chǔ)條件保持警惕，并采取糾正措施，以最大限度地減少糧食的浪費(fèi)(變質(zhì))。同時(shí)，有關(guān)當(dāng)前庫(kù)存水平的數(shù)據(jù)有助于物流協(xié)調(diào)，以避免儲(chǔ)存糧食過(guò)多和作物浪費(fèi)。同樣，對(duì)于儲(chǔ)存牲畜飼料的容器，傳感器的洞察使農(nóng)民能夠優(yōu)化補(bǔ)貨計(jì)劃，并消除昂貴的緊急運(yùn)送。

除了傳統(tǒng)的耕作方法，科學(xué)家和作物種植者正在努力尋求新的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)糧食短缺挑戰(zhàn)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)提供了前所未有的作物可見(jiàn)性，是垂直農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)或生態(tài)農(nóng)業(yè)等新的可持續(xù)農(nóng)業(yè)實(shí)踐的強(qiáng)大推動(dòng)者。垂直農(nóng)業(yè)是將植物垂直堆疊種植，可在較少的土地和用水需求下提供更高的產(chǎn)量，是城市環(huán)境的理想選擇。(來(lái)自物聯(lián)之家)為了確保作物的持續(xù)健康生長(zhǎng)，這些室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)需要使用各種無(wú)線傳感器對(duì)光、溫度和空氣質(zhì)量等微氣候因素進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理。同樣，生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)，其中農(nóng)藥的使用大大減少或完全被放棄，因此需要對(duì)易受傷害的作物進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，以有效控制病蟲(chóng)害。

總結(jié)

得益于低成本的傳感器和諸如低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)之類的新無(wú)線選項(xiàng)，跨大規(guī)模農(nóng)田收集精細(xì)數(shù)據(jù)從未如此簡(jiǎn)單且負(fù)擔(dān)得起。物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他技術(shù)(如農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī))相結(jié)合，使農(nóng)民能夠在提高資源利用率的同時(shí)，更好地控制作物和牲畜的質(zhì)量。除了盈利能力之外，用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)將成為我們未來(lái)可持續(xù)食品系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。
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