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    智慧農業:農業的發展大趨勢

    2021-05-12 09:31 物聯網之家

    導讀:?在本文中,我們將概述基于物聯網的技術如何成為農業的未來。

    如今,圍繞工業物聯網和大數據如何全面改變行業的話題引起了人們的廣泛關注,農業也不例外。在全球人口迅速增長的推動下,農業部門不得不尋找創新的方法來跟上不斷增長的人口需求。此外,為了最大限度地提高效率和降低成本,農業部門不得不采用新技術。

    糧食問題

    到2050年,全球人口將達到100億大關!聯合國估計,到2050年,我們需要將糧食產量翻一番,才能養活這么多人。

    但這將是難以置信的挑戰。對我們來說,種植糧食實際上變得越來越困難,而不是越來越容易。世界各地的農民不得不應對一系列看似不可能的挑戰:

    社會流動

    每年有數億人擺脫貧困并進入中產階級。在中國和印度等快速發展的經濟體中,這種趨勢尤其明顯。這絕對不是一件壞事,但是,這意味著普通人消耗的卡路里數量已經大大增加。雖然我們不需要擔心向上的社會流動,但它確實會給全球糧食生產帶來巨大壓力。

    耕地面積減少

    據估計,在過去的40年里,地球已經失去了大約1/3的可耕地面積。從目前的情況來看,城市正在以前所未有的速度擴張,顯然,這是以可用于農業的土地為代價的。

    森林砍伐是另一個罪魁禍首,這里有一個可怕的統計數字:據估計,我們每分鐘損失約40個足球場大小的雨林!這嚴重影響了土壤質量并導致退化。侵蝕和退化使我們滿足日益增長的全球糧食需求的能力進一步復雜化。

    有限的資源

    水資源短缺和其他基本資源短缺是另一個重大挑戰。世界各地的農民正在與嚴重的供應鏈緊張和短缺作斗爭,這可能對他們的生活和經濟造成毀滅性影響。

    向數據驅動型農業邁進

    因此,我們必須找到一種方法來養活我們不斷增長的人口。但顯然,還有其他變量在起作用。在我們擴大生產更多糧食的同時,我們需要確保這種擴大不會以生態災難為代價。換句話說,我們需要確保增長是可持續的。

    這表明了一個非常明顯的事實——以我們數千年來的耕作方式無法養活當今的世界。這就是技術的用武之地。生產更多的糧食歸結為兩件事——提高效率和減少浪費。如今,我們具備數據處理能力和互聯網覆蓋范圍,可以實現這一目標。根據摩爾定律,我們現在有了足夠便宜的傳感器,可以大量部署。此外,手持計算設備(如智能手機)和移動互聯網的廣泛普及也為我們將現代信息和通信技術(ICT)融入農業提供了許多機會。同時,物聯網技術為我們提供了一些非常有前景的解決方案。

    更具體地說,最近的一些發展使我們能夠將農業連接到互聯網——在過去的幾年中,我們在制造廉價、低功耗傳感器方面取得了長足的進步,能夠推動這場新的農業革命。農業作業數字化需要部署大量傳感器,此外,這些傳感器不能用電池供電。電池需要維護,需要更換,這違背了數據驅動型農業的核心信條(即節省時間和精力)。值得慶幸的是,今天,我們有了解決此問題的方法?,F在,我們能夠制造出無需電池即可自動運行的自供電傳感器,這些無電池傳感器能夠收集環境能量(射頻波、壓電能量等)以滿足其功耗要求。

    在過去,在農業運營中部署大量傳感器的相關成本高得令人望而卻步,這使得基于物聯網的農業除了實力強大的參與者之外,對所有人都不切實際。如今,有了像ONiO.zero這樣的無電池、納米級處理器和無處不在的移動數據,智慧農業不再是白日夢想。

    數據驅動型農業是一個快速發展的行業,并有望繼續保持其上升勢頭。一些相關行業的大公司已經注意到數據驅動型農業帶來的巨大市場機遇。到2025年,全球智慧農業市場預計將達到179億美元。

    什么是智慧農業?

    智慧農業是一個相當新的概念,主要是指利用信息和通信技術(ICT)來提高農業經營的效率,并減少農業過程中涉及的人力和浪費。這就像利用數據和云計算功能的智慧城市或智能家居,以創造更具響應性、沉浸式和高效的用戶體驗。在智慧農業情況下,可以利用大量數據來獲得獨特的見解,這些見解可用于提高農業實踐的效率。

    現代農民擁有大量可用的最先進技術。如今,農民可以在他們的田地中部署各種傳感器。此外,其他技術工具,例如連接性和數據分析,今天也變得更加容易獲得。所有這些意味著我們比以往任何時候都能更好地收集、處理和共享數據。物聯網本質上就是這樣——我們使用物聯網(例如傳感器)來收集特定數據,然后我們使用網絡共享此數據并分析其模式。這使我們能夠做出更好的決策并最大限度地提高產量。

    如今,普遍存在這樣一種誤解,認為這種數據驅動型方法僅適用于大規模農業活動。事實無可厚非——然而,實際上,物聯網驅動型農業也可以為小農和家庭農業活動提供巨大支持。它們鼓勵諸如有機耕作和種植特定作物品種等利基市場。小型農業將從智慧農業帶來的優化中受益匪淺。

    物聯網(IoT)設備在農業中可以有很多應用。但是所有這些都依賴于收集特定數據的基本前提,以最大限度地提高效率并最大限度地減少浪費,例如,濕度傳感器可以幫助準確跟蹤田間不同地塊的土壤水分含量,并幫助農民做出將水分配到農場不同地塊的戰略決策。從長遠來看,這將使農民減少用水量,從而節省大量資金。

    基于物聯網的智慧農業是如何工作的?

    大多數智慧農業基本上都使用一個系統,該系統通過使用各種傳感器(光、濕度、溫度、濕度等)來監測農田。在許多情況下,灌溉系統也是由監測系統自動控制的。然后農民就可以隨時通過智能手機監控農田的狀況。理想情況下,這可以為他們提供所需的所有數據,以便做出與農業有關的戰略決策。

    通常,基于物聯網的智慧農業遵循利用數據,并對其進行分析以優化農業過程的原始藍圖,以類似以下的重復周期進行:

    1、觀察

    放置在不同地方的傳感器從作物、牲畜、土壤或空氣中獲取各種數據。

    2、判斷

    然后數據被送入一個基于云的平臺,這個平臺有預定義的規則和模型?;谠频奈锫摼W系統處理數據,并提供可操作的見解,可用于糾正耕作過程中的任何不足或錯誤。

    3、決定和行動

    在確定了需要糾正的問題之后,系統的執行部門將接管工作。例如,系統的機器學習組件可以使用收集到的見解來決定何時何地需要進行特定于位置的干預。

    4、重復

    農民對建議進行評估并付諸實施后,整個周期又重新開始。

    智慧農業有什么好處?

    以下是智慧農業帶來的一些關鍵好處。

    1、更多數據=更好的農業

    可以訪問大量數據和復雜的分析功能,可以為農民提供各種意想不到的好處。分析可以為農民提供對其作物健康狀況的寶貴見解,并允許更好地監測設備效率、員工績效等。

    2、降低生產風險,減少浪費

    智慧農業使我們能夠對產量做出更可靠的預測。這是巨大的,因為它可以幫助農場主計劃作物分配并估算農作物收成——如果您能合理地預測將收獲多少作物,則可以找到一種方法來確保您的作物不會變質 。

    3、更經濟

    數據驅動型農業提供了高水平的控制,可以對各種微小變量進行高精度調整。這意味著更高的產量,因此收益更多。此外,可以通過智慧農業及早發現異常,這意味著產量損失的風險大大降低。

    4、簡化和自動化任務

    利用智能技術,農場主可以在生產的各個階段自動化多個流程,例如害蟲控制和灌溉。

    5、更好的作物質量,更高的產量

    數據驅動型農業使農民能夠對農業過程進行嚴格控制,并保持高標準的質量。由于作物健康狀況的改善,采用智能技術也能提高產量。

    6、更環保

    基于物聯網的智慧農業也帶來了許多環境效益。先進的數據驅動型農業方法可以幫助我們節約用水。此外,它還幫助農民最大限度地減少農藥/化肥的使用量。

    大數據/物聯網技術在農業中的應用

    1、精準農業

    精確農業是一個籠統的術語,指的是使農業更加可控的任何事物。讓我們這樣看吧——位于農場不同部分的植物A和植物B顯然有著非常不同的要求,精準農業本質上是指使用技術,以極高的精確度滿足單個植物(或牲畜)的需求。

    傳統上,決策是針對整個農場或至少是整個農場的大部分作出的。精準農業使我們能夠定義農場每平方米的決策!精準農業使農民能夠深入了解數百個變量,并精確測量微小的變化。這使農民可以獲得更好的產量并最大限度地利用他的資源。

    2、無人機

    農業無人機是傳統行業全心全意擁抱技術的一個很好例子。如今,農業部門是無人機的最大用戶之一。無人機可以在農場中執行多種任務,從評估農作物的健康狀況到播種不等。

    無人機使農民可以鳥瞰他們的土地。這使他們能夠監控灌溉和作物健康,并警惕蟲害和技術問題。此外,農民可以設置無人機以定期巡查田地,并可以使用圖片檢查一段時間內作物的變化。這可以使農民確定“問題領域”(如果有的話),從而改善他的作物管理。

    3、畜牧業

    就像精確農業一樣,傳感器也可以用來監測單個牲畜,并使用數據以高精度滿足它們的需求。使用傳感器可以讓農民了解個別牲畜的具體需求,并相應地調整它們的營養/保健。技術還可以幫助識別患病的牲畜,并將它們從畜群中分離出來。這使農民能夠保持良好的畜群健康并降低疾病暴發的發生率。

    4、智能溫室

    通過控制農作物生長的小氣候,溫室栽培被用來獲得高產的水果、蔬菜、花卉等。傳統上,環境參數由人工控制,這會導致損失(生產損失和資源損失)。這也意味著更高的勞動力成本。

    使用物聯網驅動的智能溫室可以大大減少甚至在某些情況下不需要人工干預。智能溫室配備了傳感器,可捕獲各種環境參數并將此數據連續傳遞到云中。這就是智能溫室真正比傳統溫室大放異彩的地方。在物聯網平臺中處理大量數據,在該平臺上,這些原始數據被轉換為可用的見解。農民現在可以使用此見解以高度定制和先進的方式來照料他的作物。

    照明、灌溉、噴灑等都可以完全自動化,減少人工成本。此外,存儲在云平臺上的數據可以用來建立預測模型,以幫助評估疾病風險。因此,簡而言之,智能溫室使農民可以利用云的力量來釋放對農作物的深刻見解。這直接提高了生產效率,并提高了資源和化學品的使用效率。

    第三次綠色革命

    智慧農業和物聯網驅動的農業不僅僅是農業領域的時尚。這些跡象表明“第三次綠色革命”的開始,這將永久性地改變我們生產糧食的方式。

    智慧農業意味著將以最少的農藥和肥料使用來種植我們糧食的未來。物聯網還將提高食品可追溯性,這將對食品安全產生連鎖反應。更重要的是,智慧農業的環境效益非常令人鼓舞——物聯網驅動的農業可以幫助我們節約用水,并確保我們在養活龐大全球人口的過程中保持生態平衡。

    總之

    收集和共享數據從未如此簡單。如今,我們的技術能力使我們能夠在糧食生產的許多方面收集到前所未有的見解。物聯網技術使我們能夠使用農場數據做出更明智的決策,從而可持續地提高產量。

    隨著越來越多的農場接入互聯網,數據驅動型農業的諸多好處只會變得越來越先進。從收集到的數據中收集見解有助于進一步創新,這可能引發積極的連鎖反應。這或許是對未來的一個充滿希望的期許,但隨著物聯網的發展,這肯定不是一廂情愿。