物联网如何改变农业科技和智能农业

农业和耕作面临的挑战

作为世界上最古老的行业之一，农业从技术进步中受益匪浅，物联网和M2M的出现正开启由连通性创新驱动的智能农业和农业技术的新时代。

机械犁、农作物喷雾器和收割机都减轻了农民的劳作负担，减轻了农民的负担。但日常农活仍然需要人工干预，经验丰富的农民在田间走动检查作物，或者放牧牲畜检查土壤湿度，或者观察地平线上的阳光、风和雨。

这就是物联网目前的优势——永久和长期的监控解决方案，可以在现场保持长达十年的时间，并将数百或数千个关于环境条件，或牲畜行为的数据点中继回云端的集中式大脑农场管理软件。

经验丰富的农民不可能随时随地都能看到农作物的行踪，但小型且价格实惠的物联网设备却可以做到。此外，持续不断的近乎实时的数据流，加上这些数据点的历史档案，使农业企业能够从数据中挖掘出有用的见解，从而提高农作物产量或减少浪费。

农业科技和智能农业的物联网用例

农业科技解决方案可分为三类；

● 智能作物管理

● 智能牲畜管理

● 机械化服务

当然，就物联网功能适用于哪个群体而言，存在一些交叉，无论是作物还是牛，农场都是农场，但我们将根据这些群体进行深入研究。

智能作物管理

耕地和农作物种植者面临着严峻的挑战。到2050年，世界人口预计将增长至近100亿，根据联合国粮食及农业组织的数据，所需的粮食将比2009年的产量增加70%。此外，极端气候事件日益增多，水资源日益枯竭。

物联网和M2M解决方案已经可以很好地协助实现智能作物种植，包括水和灌溉泵的远程管理、土壤质量监测、作物健康监测、温室管理、自动施肥和农药喷洒、以及冷藏管理和物流跟踪，这些更多地属于供应链类别，但仍然是农业生态系统的重要组成部分。

精准农业和作物监测

精准农业是指一种农业管理形式，利用物联网传感器的数据来优化作物生产和产量。

传感器可以测量土壤湿度水平、温度变化、风速、降水量、湿度水平、氮、钾、磷等营养物质、pH值等。

然后，这些信息可用于做出明智的决定，决定何时灌溉或施肥以获得最佳生长，防止浇水过多或浇水不足，以及何时收获。传感器可以跟踪作物的生长和健康状况以及疾病的爆发，从而实现及时干预，节省资金并提高环境可持续性。

智能温室

温室用于农业，以促进农作物生长，降低病虫害风险。还有一个不断发展的室内农业产业，被称为“垂直农业”，它严重依赖人工照明、气耕和水培技术来种植植物。

在温室中，物联网执行器可以根据条件打开和关闭通风口，帮助控制温度、湿度和光照等关键环境因素。这有助于种植、加速植物生长并提高温室的整体生产力。

电子灌溉

在世界许多地方，缺水是农民面临的一大挑战，大约50%的灌溉用水被认为因蒸发和灌溉效率低下而浪费。因此，物联网灌溉器和水泵彻底改变了灌溉方式，湿度传感器可以优化灌溉，确保农作物获得适量的水。

当与其他物联网传感器结合时，电子灌溉系统将干预或警告农民，建议他们在预测下雨时不要灌溉，以免浇水过多。

废弃物管理

2024年初发表的一项印度研究得出结论，物联网在农业废弃物管理中的应用不仅可以优化资源利用率，还可以显著减少与废弃物处理相关的环境足迹。

部署在农田和加工单元中的物联网传感器可以收集有关废物产生的实时数据，结合先进的分析技术，可以做出明智的废物管理策略决策。

当垃圾桶接近满容量时，智能垃圾收集系统会发出信号，确保及时收集垃圾，而厌氧消化器与物联网技术的结合有助于将有机农业废弃物转化为可再生能源沼气，减少需要运输或填埋的垃圾量。

智能牲畜管理

根据GSMA的报告，畜牧业是农业中增长最快的子行业之一，占整个农业全球价值的40%左右。由于奶牛养殖相关的运营成本中近60%来自动物饲养和相关劳动力，畜牧业也是最容易通过创新实现颠覆的行业之一。

支持物联网的设备可以自动执行大部分或所有特定过程，通过预先设定的喂食时间表和供水来消除人工任务。其他用于牲畜的物联网应用包括控制、盗窃和捕食者预防以及健康和繁殖。

地理围栏

物联网监控器还可以实时跟踪牲畜的行踪和活动，并使用地理围栏创建虚拟边界。通过应用分析技术，牲畜的移动还可以在早期阶段揭示疾病的迹象。

机械化服务

机械化是一个广泛的概念，适用于各种农业设备和机械的自动化和物联网支持。

一个核心应用是位置跟踪和地理围栏。农业机械价格昂贵，使农场经常成为小偷的目标，尤其是那些较旧的“前数字”设备，这些设备更容易维护，但可以加装跟踪设备。另一个基本应用是设备监控，为农民提供有关机器燃油水平的实时数据，以及是否存在任何维护问题。

更复杂的物联网传感器能够收集数据，然后通过云端的农场管理软件进行分析，从而做出决策并控制喷雾器或灌溉器等机械的化学平衡输入。

无人机

物联网还推动了无人机在农业领域的应用，用于收集航空图像，这些图像可用于精确测绘田地或调查农作物，以监测农作物的健康状况、疾病和营养管理，以及帮助估计产量和规划最佳收获。

机械化准入服务

GSMA报告称，在发展中国家，机械化接入服务增长迅速，这种服务使得一台机器能够为数百名通常无法使用此类设备的农民提供服务。

数字预订系统与设备上的物联网设备协同工作，使农民能够以按次付费的方式使用拖拉机、无人机、脱粒机、耕耘机等机械。这些计划节省了农民的时间并降低了成本。对于设备所有者来说，它减少了他们的机械闲置时间，为他们提供了另一个收入来源并帮助他们提高投资回报率。

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