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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義、功能及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-05-26
作為全球經(jīng)濟(jì)的核心領(lǐng)域之一,農(nóng)業(yè)也擁有最具活力的物聯(lián)網(wǎng)采用率。這個(gè)領(lǐng)域有充分的理由接受創(chuàng)新:到2050年,全球人口預(yù)計(jì)將達(dá)到100億。鑒于這樣的前景,很難忽略農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)的重要性。
在本文中,我們將仔細(xì)研究現(xiàn)有農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)解決方案的范圍,探索它們?cè)诟鱾€(gè)農(nóng)業(yè)子領(lǐng)域中的好處,并概述采用這些解決方案的大致計(jì)劃。
當(dāng)前的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)
農(nóng)業(yè)被認(rèn)為是最具資源和勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)之一。農(nóng)民今天面臨的挑戰(zhàn)包括但不限于以下方面:
一:正確的用水估算
作物生長(zhǎng)需要水,但用水量取決于土壤濕度水平。為了測(cè)量這些水平,農(nóng)民必須到田間進(jìn)行常規(guī)的人工觀測(cè)——或者,他們可以使用智能傳感技術(shù),這種技術(shù)目前更精確、方便、省時(shí)。
二:消除水資源浪費(fèi)和間接費(fèi)用
未能收集準(zhǔn)確的土壤濕度信息可能會(huì)導(dǎo)致作物缺水或過(guò)度澆水。澆水不足的作物干燥且脆弱,但過(guò)度澆水會(huì)造成水資源浪費(fèi),并且會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的費(fèi)用。
三:估算正確的種植時(shí)間
每種作物都有自己的最佳種植時(shí)間,具體取決于一系列環(huán)境因素。然而,如果沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),通常很難正確估計(jì)該時(shí)間。
四:測(cè)量土壤溫度和濕度
土壤溫度和濕度水平是農(nóng)民需要收集的關(guān)鍵指標(biāo),以評(píng)估作物狀況并采取適當(dāng)行動(dòng)。不幸的是,如果沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通常無(wú)法正確測(cè)量它們。
五:害蟲(chóng)防治
成功的害蟲(chóng)控制包括檢測(cè)害蟲(chóng)、它們的位置、活動(dòng)和行為模式,而這是農(nóng)民必須面對(duì)的另一個(gè)挑戰(zhàn)。如果沒(méi)有基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲(chóng)防治系統(tǒng),這一挑戰(zhàn)很難應(yīng)對(duì)。
據(jù)IBM預(yù)測(cè),到2050年底,物聯(lián)網(wǎng)的使用將使農(nóng)民的生產(chǎn)效率提高70%,因此,總的來(lái)說(shuō),未來(lái)看起來(lái)是樂(lè)觀的。不管怎樣,物聯(lián)網(wǎng)在緩解農(nóng)民經(jīng)常面臨的痛苦方面可以提供很多幫助。
科技農(nóng)業(yè)是一個(gè)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè),并且到今天為止,一系列廣泛的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)使農(nóng)民能夠應(yīng)對(duì)日常挑戰(zhàn)。種植、澆水、作物收獲和病蟲(chóng)害防治——農(nóng)田監(jiān)測(cè)收集了一系列農(nóng)民可以有效管理這些任務(wù)的指標(biāo)。
1:土壤狀況監(jiān)測(cè)
土壤狀況是幫助農(nóng)民決定最佳播種時(shí)間和作物收成時(shí)間的重要指標(biāo)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器進(jìn)行土壤狀況監(jiān)測(cè),農(nóng)民可以立即收到有關(guān)土壤水分和鹽分警報(bào)。其他指標(biāo)包括土壤溫度和空氣溫度:正確估計(jì)它們可以使農(nóng)民規(guī)劃澆水時(shí)間,并知道何時(shí)會(huì)出現(xiàn)蟲(chóng)害。
土壤狀況監(jiān)測(cè)需要硬件和軟件系統(tǒng)的結(jié)合,來(lái)實(shí)時(shí)運(yùn)行,并提醒用戶(hù)任何重大變化。
2:氣象監(jiān)測(cè)
農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)是物聯(lián)網(wǎng)最常用的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在農(nóng)作物種植中,產(chǎn)量很大程度上依賴(lài)于環(huán)境,而環(huán)境本身是不穩(wěn)定的。位于野外的天氣監(jiān)測(cè)解決方案(例如氣象站使用的解決方案)可以提醒農(nóng)民不斷變化的天氣狀況——溫度、降水、濕度、太陽(yáng)輻射和風(fēng)速。
3:溫室自動(dòng)化系統(tǒng)
脆弱而敏感的溫室生態(tài)系統(tǒng)需要持續(xù)的維護(hù)和控制。它們有助于維持最佳的小氣候條件,并管理照明、濕度、二氧化碳和溫度水平。即時(shí)警報(bào)和增加的管理能力最大限度地提高了溫室種植的效率。
4:作物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
隨著作物的生長(zhǎng)和成熟,可能會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題:生病、蟲(chóng)害或不利的環(huán)境條件可能會(huì)在農(nóng)民注意到之前造成無(wú)法挽回的傷害。智能傳感技術(shù)應(yīng)用于作物監(jiān)測(cè),可以收集農(nóng)作物狀態(tài)的指標(biāo)(溫度、濕度、健康),并在出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)使農(nóng)民能夠及時(shí)采取措施。
5:數(shù)字蟲(chóng)害管理
病蟲(chóng)害是農(nóng)民經(jīng)常面臨的一些痛苦。知道蟲(chóng)害何時(shí)到達(dá)可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn),但如果不經(jīng)常去田間,也無(wú)法確定它們的活動(dòng)和位置。蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以解決這些問(wèn)題。
6:端到端農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)
從溫室到牧場(chǎng),整個(gè)農(nóng)場(chǎng)區(qū)域都可以容納智慧農(nóng)業(yè)傳感器,這些傳感器充當(dāng)重要數(shù)據(jù)的收集點(diǎn),以構(gòu)建功能強(qiáng)大、涵蓋面廣的農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)。當(dāng)然,此類(lèi)系統(tǒng)應(yīng)利用高級(jí)數(shù)據(jù)分析軟件,并與會(huì)計(jì)和采購(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫集成,以提供見(jiàn)解并充分展示其分析潛力。
在農(nóng)業(yè)中使用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)解決方案的好處
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)解決方案的使用有以下原因:
(1)生產(chǎn)力最大化
利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)作物監(jiān)測(cè),并及時(shí)采取措施消除常見(jiàn)威脅,可提高作物產(chǎn)量。在畜牧業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的使用也有助于最大限度地提高生產(chǎn)力。
(2)提高質(zhì)量
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有助于維持最佳條件,以確保更好的作物質(zhì)量。例如,農(nóng)業(yè)中的天氣監(jiān)測(cè)有助于估算種植高質(zhì)量作物所需的水、化肥和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的準(zhǔn)確供應(yīng)。與其他產(chǎn)品相比,使用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)種植的農(nóng)產(chǎn)品也更符合市場(chǎng)規(guī)范。
(3)減少對(duì)農(nóng)藥的需求
農(nóng)藥不僅有毒,而且還涉及費(fèi)用。智能蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大大減少了對(duì)農(nóng)藥的需求、所涉及的費(fèi)用以及化學(xué)品對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的影響。
(4)可預(yù)測(cè)性和控制
在實(shí)時(shí)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)下,數(shù)據(jù)分析可以預(yù)測(cè)最佳收獲時(shí)間,并確保供應(yīng)合同的安全性。隨著時(shí)間推移,農(nóng)民對(duì)市場(chǎng)的控制有助于使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程更易于管理。
(5)更高的銷(xiāo)售價(jià)格
顯然,使用最新農(nóng)業(yè)技術(shù)種植的更綠色、更健康的產(chǎn)品將具有更高的銷(xiāo)售價(jià)格,并最終帶來(lái)更多的收入。
(6)未來(lái)預(yù)測(cè)
通過(guò)收集和處理數(shù)據(jù),農(nóng)民可以預(yù)測(cè)土壤和環(huán)境的未來(lái)狀態(tài),并規(guī)劃明年的作物。因此,預(yù)測(cè)分析使他們能夠做出經(jīng)過(guò)計(jì)算的農(nóng)場(chǎng)管理決策,并為未來(lái)幾年做計(jì)劃。