智能农业解决方案：十分钟看懂物联网如何改变传统农业

　互联汽车、智能家居和智慧城市，物联网（IoT）以多种方式改变了我们的生活，其通过自动化提高了我们的舒适度。尽管各个行业已开始利用物联网的好处，但农业尚未充分发挥其潜力。物联网的许多技术在这个领域尚未探索，智能农业正处于初始阶段。

      农业的重要性

　　人口的快速增长，资源紧张的增加以及气候的迅速变化是农民面临的几个绊脚石。根据粮农组织（FAO）的估计，到2050年，全球粮食产量需要增加70％才能再增加23亿人。

　　有效的管理，种子和肥料的优化使用以及精确和持续的监测可以使这项任务成为可能。今天，发展中地区小规模土地的农民几乎占农业总产量的4/5。如果他们获得了正确的实时信息，就可以通过做出明智的农业决策来增加产量。那么，农业2.0将成为必需品。

　　接入物联网。支持互联网的物体和传感器可以部署在任何地方，收集有关土壤的湿度水平和作物健康状况的数据。农民可以通过平板电脑和手机轻松访问存储的数据。他们还可以选择手动和自动选项，根据这些数据采取必要的行动。例如，如果土壤湿度水平下降，农民可以使用传感器开始灌溉。 现在，这就是我们所说的智能农业。

　　智能农业解决方案如何工作？

　　智能农业解决方案通过传感器工作。通过结合传感器、运动探测器、按钮相机和可穿戴设备，农民可以从任何地方监测各种参数，如土壤水分，水位，光线，湿度，障碍物和运动。与传统操作相比，基于物联网的智能农场使灌溉系统自动化并且高效。

　　在有机农业，家庭农业等方面很容易遵循趋势。在基于物联网的农业应用的帮助下，主要的IoT农业应用包括农用车跟踪，牲畜监测，水位监测，储存和土壤监测等。

　　让我们来详细介绍几个可以彻底改变农业领域的应用：

　　植物和土壤检测

　　农业的传统模式很难获得数十万平方码的农田数据。常规方法是从不同部位取样以检查生育力，含水量和化学成分。 但是，采样方法并不准确，因为水平和化学成分往往会从一个地方变到另一个地方。

　　借助物联网技术，在农业中不存在猜测的余地。土壤传感器通过农田均匀分布，可以提醒农民任何不规则的环境，如高酸度或低湿度。农民可以通过仪表板或定制的移动应用获取准确的土壤数据。

　　植物和土壤的监测可以为农民带来更高的投资回报率。作为精密农业的一部分，土壤和植物监测包括以下几个方面：

　　水分和营养物质监测

　　用水量监测以获得最佳植物生长

　　施肥和化学成分监测

　　天气状况报告

　　决定作物获得最佳产量

　　简而言之，精密农业或精准农业是物联网最受欢迎的应用之一，因为它具有诸多优势。 精确耕作应用程序提供了许多目标，从管理灌溉和施肥到根据不同季节为当地农学提供支持。

      使用无人机和AI

　　农业或农业无人机已经开始取得进展，因为它们可以执行各种任务。无论是撒农药，使用GPS技术捕获农场照片，或提供有关水和肥料水平的投入，无人机可以轻松地完成。无人机可以改善作物健康评估，灌溉，土壤和田间分析领域的农业实践。

　　根据大观研究公司的估计，到2024年，这些农用无人机的市场规模将超过37.7亿美元。这些无人机很容易控制。任何人都可以通过手动或使用地面IoT传感器来控制它们。无人机将收集到的数据发送到服务器或系统，最终用户可从中获取数据。

　　简而言之，无人机技术提供了实时数据并改造了农业产业。除了无人机，农用拖拉机也可以远程控制并节省人力成本。

　　家畜监测

　　牧场主可以通过家畜传感器轻松监控牲畜。当动物在野外漫游时，这些传感器会通知牧场主，以便牧场主可以轻松追踪他们的位置。

　　牲畜监测还可以使牧场主获得有关其牲畜健康状况的数据。它可以通过两种方式帮助牧场主：

　　识别有病的动物：它允许牧场主将病畜与牲畜分开，从而防止疾病的传播。

　　位置追踪：它节省了牧场主的时间和人力成本，因为无需每次都追踪牧群。

　　但是，在牲畜中插入传感器很困难。 除了衣领之外，可穿戴设备还是有用的。它可以通过蓝牙进行通信。

　　远程天气监测

　　对农民来说最具挑战性的因素之一就是天气。 农民需要准确地测量温度，降雨量，湿度，湿度和化学成分等关键条件，以全年获得更多作物。今天，有数量可定制的传感器可以帮助农民监测他们的作物和偏远地区的天气状况。

　　这些传感器无需农民在农场进行实物展示。 从某种意义上说，传感器可以提高生产力，农民可以在不付出额外努力的情况下获得更多农业产出。

　　工程师在开发智能农业解决方案时需要关注什么？

　　根据农民的要求，物联网的农业用途有很多用例。 在开发智能农业解决方案时，工程师需要记住与农业和牲畜有关的特定问题。这里有五个这样的方面的简要说明：

　　>>>>1、目的

　　物联网应用程序开发人员构建应用程序时，要明确最终用户想要监控的应该是什么。

　　例如，如果最终用户是玉米农民，他主要关心用水量。他希望确保在作物获得足够的水时不会浪费水。在那里，水位和湿度监测传感器是有帮助的。换句话说，传感器的类型取决于物联网解决方案的目的。

　　>>>>2、技术

　　谈到农业解决方案时，距离在选择技术方面起着至关重要的作用。这是因为传感器收集数据并将其发送到服务器。我们不能使用相同的技术来测量10米和1500米范围内的物体。

　　例如，如果我们想要查找每个饲料袋中有多少磅大豆，则NFC（近场通信）或RFID（射频识别）效果最佳。但是，如果我们想发送数十万米的数据，LPWAN（低功耗，广域网）是一个不错的选择。

　　>>>>3、电源要求

　　工程师倾向于在定制的基于物联网的农业解决方案中节省成本和能源。因此，他们经常让应用程序发送数据的频率降低。由于大部分物联网解决方案分布在一个广泛的农场，因此最好提出一种低功耗应用。更多的数据传输将转化为更多的数据成本和功耗。这是开发人员在为农民开发具有成本效益的物联网解决方案时需要考虑的重要因素。

　　>>>>4、数据频率

　　最终用户的要求对决定传感器中集成数据包的数量也很重要。例如，马铃薯领域的农民每两秒钟就不需要与湿度有关的信息。但是，如果开发人员为自动拖拉机制作物联网应用程序，则需要连续实时地获得GPS和其他信息。在这种情况下，数据频率非常高。

　　这两个例子清楚地指出了高低数据频率之间的差异。

　　>>>>5、传感器的放置

　　工程师面临的另一个挑战是将传感器放置在可以提供最佳性能的位置。例如，他们需要在橙子的果园中安装天线。 即使农业解决方案具有所有必要的传感器，为了获得所有好处，正确的安置也是必要的。

　　总结

　　根据“机械研究报告” ，到2024年，农业领域的连接设备数量预计将达到2.25亿个。全球范围内，农民们开始认识到，物联网可以成为增加农业生产成本效益的驱动力办法。

　　所有发展中国家的农业以分散和无组织的方式进行，物联网可以提供很大的帮助。 但是，公允的说一下，工程师应该在开发智能农业解决方案之前了解最终用户的需求。