什么是智慧農業(yè)？
智慧農業(yè)是指利用的技術和更多的數(shù)據(jù)來提高農業(yè)生產效率的系統(tǒng)。簡單地說，智慧農業(yè)不僅能夠大幅提高農業(yè)生產力，解決糧食需求等農業(yè)問題，還能使現(xiàn)在的農場或農莊更加智能。因此，Statista預測，預計到2026年，智慧農業(yè)的市場價值將達到約340億美元。智慧農業(yè)系統(tǒng)的一些常見元素包括：用于跟蹤和管理土壤狀況、濕度、溫度、污染水平和其他參數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設備；用于傳輸現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)的蜂窩、LoRa和Wi-Fi等連接技術；專用軟件；位置跟蹤系統(tǒng)；操作自主設備或無人機的機器人；數(shù)據(jù)分析服務等。在智慧農業(yè)領域，我們經(jīng)常會聽到精準農業(yè)這個詞語。精準農業(yè)的目的是為農民提供現(xiàn)代化的農業(yè)管理方式，涉及利用信息技術進行高度精確和受控的農業(yè)生產，不僅提高了生產力，還能有效改善作物和土壤質量。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是一種發(fā)展迅猛的現(xiàn)代技術，從零售業(yè)、制造業(yè)、運輸業(yè)到航空業(yè)，許多行業(yè)都在充分利用物聯(lián)網(wǎng)，當然，農業(yè)也不例外。隨著物聯(lián)網(wǎng)在農業(yè)中的應用不斷擴大，人類和整個地球的生活都將發(fā)生質的變化。專家估計，到2022年，農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場預計將達到231.4億美元，未來幾年有望部署7,500萬個用于農業(yè)目的的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。精準農業(yè)的實施主要通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集和分析有關土壤和作物狀況的數(shù)據(jù)，然后，農民利用這些數(shù)據(jù)和信息來決定何時種植和收獲特定作物，作物需要多少水等。如今，精準農業(yè)正在成為發(fā)達國家影響力的農業(yè)發(fā)展趨勢，市場價值預計也將從2021年的67.3億美元增長到2027年的144.4億美元。在實際應用中，從精準農業(yè)、畜牧業(yè)到智能溫室自動化，幾乎任何智慧農業(yè)技術都是基于物聯(lián)網(wǎng)設備而建立的。與其他行業(yè)一樣，物聯(lián)網(wǎng)在農業(yè)中的應用實現(xiàn)了以前難以獲得的高效率、資源和成本的降低。在此過程中，傳感器數(shù)據(jù)分析推動了農業(yè)生產過程的透明度，并為農民提供了關于土壤和環(huán)境等各項參數(shù)，僅憑田間土壤傳感器，農民就可以管理他們現(xiàn)有的資源，使總收入增加近20%。對精準農業(yè)和智慧農業(yè)的需求不斷增加，是物聯(lián)網(wǎng)成為農業(yè)技術的誘因?，F(xiàn)在，越來越多的農業(yè)公司和農民正在采用物聯(lián)網(wǎng)技術和智慧農業(yè)系統(tǒng)來提高產量。的數(shù)據(jù)顯示，2010年至2050年間，預計農業(yè)產量將增長69%。結合了物聯(lián)網(wǎng)技術和解決方案的智慧農業(yè)，通過實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析和控制機制的部署，大幅提高了農業(yè)運營效率，成為提高農產品產量的助推劑。
我們今天談論的農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，通常是指將傳感、自動化和分析技術添加到現(xiàn)代農業(yè)的生產過程。傳感器在這場技術革命中發(fā)揮著至關重要的作用。
農業(yè)中使用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器種類繁多，它們常常被用來探測大氣和土壤的溫濕度、光照情況、二氧化碳含量、田地位置、土壤成分等。這些傳感器被安裝在整個田地、基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)、智慧農業(yè)設備以及農業(yè)氣象站上。來自不同傳感器的數(shù)據(jù)組合使農民能夠建立作物模型，預測作物在給定條件下的生長方式，整合精準農業(yè)實踐，制定收割策略等。
1位置傳感器
精準定位是精準農業(yè)的基礎，使用來自GPS衛(wèi)星的信號獲得的緯度、經(jīng)度等數(shù)據(jù)能準確地確定田地所處的位置，當使用自動化機械耕種田地時，設備中配備的自動引導系統(tǒng)可輕松優(yōu)化田地路線，減少完成任務所需的時間。在農業(yè)機械中，用于植物種植和收割的設備和車輛在其高精度車輛制導系統(tǒng)中也會采用GPS傳感技術。當然，GPS傳感技術也可以用來對飼養(yǎng)的牲畜進行跟蹤和監(jiān)測。在實際應用中，對一個位置進行三角測量時至少需要三顆衛(wèi)星。
2 溫/濕度傳感器
溫/濕度傳感器在智慧農業(yè)的兩個關鍵應用中都發(fā)揮著重要作用，一是土壤溫/濕度檢測，另一個是環(huán)境條件監(jiān)測。土壤溫/濕度是地下植物生長活動的一個重要因素，它能直接影響根系的生長和呼吸。物聯(lián)網(wǎng)溫度傳感器可以通過測量空氣溫度和其他因素來估計土壤溫度，也可以使用埋在土壤中的探針進行準確的測量。
3 土壤成分傳感器
土壤中的營養(yǎng)物質對植物的生長起到?jīng)Q定性作用。為了優(yōu)化植物的生長環(huán)境并獲得高產收成，必須對農產品種植的土壤條件有深入和定量的了解。使用pH傳感器可以提供有關土壤養(yǎng)分缺乏或有害化學物質存在的關鍵反饋。最近行業(yè)熱門的NPK土壤傳感器提供了一種使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器測量關鍵土壤養(yǎng)分的方法，包括土壤的pH值以及氮磷鉀的含量。對農業(yè)市場來說NPK土壤傳感器還是一種較新的產品，目前正處于開發(fā)階段，市場上很難找到具體的產品。
4 陀螺儀和圖像傳感器
陀螺儀和圖像傳感器廣泛用于機器人、自動駕駛汽車和無人機。無人機在智慧農業(yè)中的使用在很大程度上依賴于加速度計和慣性測量單元來跟蹤運動、速度以及在空中的位置。陀螺儀和圖像傳感器雖然與農作物或植物的生長沒有密切關系，但在整個智慧農業(yè)行業(yè)同樣發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)在，在田間健康監(jiān)測、地理測繪和土地分析、自動灌溉和作物施肥等應用中也采用了大量的陀螺儀和圖像傳感器。
5 智能相機
現(xiàn)在，智能相機在農業(yè)中的應用也非常普遍。害蟲防治一直是農業(yè)面臨的最重大挑戰(zhàn)之一。在不傷害對農作物有益的昆蟲的情況下，農民現(xiàn)在可以利用智能相機進行實時害蟲檢測和監(jiān)測，進而采取專門針對害蟲的有效行動。此外，智能相機還能提供葉片健康狀況、光照亮度、葉綠素測量和成熟度水平的圖片，供農民隨時了解作物的生長情況。
根據(jù)Insider Intelligence的數(shù)據(jù)，到2023年，將安裝近1,200萬個農業(yè)傳感器，使用物聯(lián)網(wǎng)設備的農場平均每天將產生超過50萬個數(shù)據(jù)點。精準農業(yè)的發(fā)展?jié)M足了對糧食日益增長的需求，所采用的傳感技術使得精準農業(yè)中必須具備的收集和應用數(shù)據(jù)變得更簡單、更便宜。應用和架構是我們的一個關注點和重心，我們致力于開發(fā)配套的元件，包括如何用、的功耗來實現(xiàn)所開發(fā)出來的系統(tǒng)，最后形成一套非常好的解決方案，帶來實質性的改變。同時，精準農業(yè)的未來發(fā)展還將增加自動駕駛農用車，以及更智能、更小的無人機的使用。物聯(lián)網(wǎng)設備、智能傳感器的使用為精準農業(yè)的實施和落實提供了保障，在不久的將來必將為現(xiàn)代農業(yè)帶來革命性的變化。再加上大規(guī)模采用的用于灌溉、噴灑和田間監(jiān)測的無人機，所有這些數(shù)據(jù)點的整合和利用，將會構成現(xiàn)實生活中智慧農業(yè)應有的樣子。
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