如今，圍繞工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)如何全面改變行業(yè)的話題引起了人們的廣泛關(guān)注，農(nóng)業(yè)也不例外。在全球人口迅速增長(zhǎng)的推動(dòng)下，農(nóng)業(yè)部門不得不尋找創(chuàng)新的方法來跟上不斷增長(zhǎng)的人口需求。此外，為了最大限度地提高效率和降低成本，農(nóng)業(yè)部門不得不采用新技術(shù)。

請(qǐng)繼續(xù)閱讀，以了解有關(guān)農(nóng)業(yè)正在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的更多信息。在本文中，我們將概述基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)如何成為農(nóng)業(yè)的未來。

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糧食問題

到2050年，全球人口將達(dá)到100億大關(guān)!聯(lián)合國(guó)估計(jì)，到2050年，我們需要將糧食產(chǎn)量翻一番，才能養(yǎng)活這么多人。

但這將是難以置信的挑戰(zhàn)。對(duì)我們來說，種植糧食實(shí)際上變得越來越困難，而不是越來越容易。世界各地的農(nóng)民不得不應(yīng)對(duì)一系列看似不可能的挑戰(zhàn)：

(1) 社會(huì)流動(dòng)

每年有數(shù)億人擺脫貧困并進(jìn)入中產(chǎn)階級(jí)。在中國(guó)和印度等快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體中，這種趨勢(shì)尤其明顯。這絕對(duì)不是一件壞事，但是，這意味著普通人消耗的卡路里數(shù)量已經(jīng)大大增加。雖然我們不需要擔(dān)心向上的社會(huì)流動(dòng)，但它確實(shí)會(huì)給全球糧食生產(chǎn)帶來巨大壓力。

(2) 耕地面積減少

據(jù)估計(jì)，在過去的40年里，地球已經(jīng)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(kuò)張，顯然，這是以可用于農(nóng)業(yè)的土地為代價(jià)的。

森林砍伐是另一個(gè)罪魁禍?zhǔn)祝@里有一個(gè)可怕的統(tǒng)計(jì)數(shù)字：據(jù)估計(jì)，我們每分鐘損失約40個(gè)足球場(chǎng)大小的雨林!這嚴(yán)重影響了土壤質(zhì)量并導(dǎo)致退化。侵蝕和退化使我們滿足日益增長(zhǎng)的全球糧食需求的能力進(jìn)一步復(fù)雜化。

(3) 有限的資源

水資源短缺和其他基本資源短缺是另一個(gè)重大挑戰(zhàn)。世界各地的農(nóng)民正在與嚴(yán)重的供應(yīng)鏈緊張和短缺作斗爭(zhēng)，這可能對(duì)他們的生活和經(jīng)濟(jì)造成毀滅性影響。

向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)邁進(jìn)

因此，我們必須找到一種方法來養(yǎng)活我們不斷增長(zhǎng)的人口。但顯然，還有其他變量在起作用。在我們擴(kuò)大生產(chǎn)更多糧食的同時(shí)，我們需要確保這種擴(kuò)大不會(huì)以生態(tài)災(zāi)難為代價(jià)。換句話說，我們需要確保增長(zhǎng)是可持續(xù)的。

這表明了一個(gè)非常明顯的事實(shí)——以我們數(shù)千年來的耕作方式無法養(yǎng)活當(dāng)今的世界。這就是技術(shù)的用武之地。生產(chǎn)更多的糧食歸結(jié)為兩件事——提高效率和減少浪費(fèi)。如今，我們具備數(shù)據(jù)處理能力和互聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍，可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。根據(jù)摩爾定律，我們現(xiàn)在有了足夠便宜的傳感器，可以大量部署。此外，手持計(jì)算設(shè)備(如智能手機(jī))和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及也為我們將現(xiàn)代信息和通信技術(shù)(ICT)融入農(nóng)業(yè)提供了許多機(jī)會(huì)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(fā)展使我們能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)連接到互聯(lián)網(wǎng)——在過去的幾年中，我們?cè)谥圃炝畠r(jià)、低功耗傳感器方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，能夠推動(dòng)這場(chǎng)新的農(nóng)業(yè)革命。農(nóng)業(yè)作業(yè)數(shù)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(hù)，需要更換，這違背了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)的核心信條(即節(jié)省時(shí)間和精力)。值得慶幸的是，今天，我們有了解決此問題的方法。現(xiàn)在，我們能夠制造出無需電池即可自動(dòng)運(yùn)行的自供電傳感器，這些無電池傳感器能夠收集環(huán)境能量(射頻波、壓電能量等)以滿足其功耗要求。

在過去，在農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)中部署大量傳感器的相關(guān)成本高得令人望而卻步，這使得基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)除了實(shí)力強(qiáng)大的參與者之外，對(duì)所有人都不切實(shí)際。如今，有了像ONiO.zero這樣的無電池、納米級(jí)處理器和無處不在的移動(dòng)數(shù)據(jù)，智慧農(nóng)業(yè)不再是白日夢(mèng)想。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)是一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)，并有望繼續(xù)保持其上升勢(shì)頭。一些相關(guān)行業(yè)的大公司已經(jīng)注意到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)帶來的巨大市場(chǎng)機(jī)遇。到2025年，全球智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到179億美元。

什么是智慧農(nóng)業(yè)?

智慧農(nóng)業(yè)是一個(gè)相當(dāng)新的概念，主要是指利用信息和通信技術(shù)(ICT)來提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)的效率，并減少農(nóng)業(yè)過程中涉及的人力和浪費(fèi)。這就像利用數(shù)據(jù)和云計(jì)算功能的智慧城市或智能家居，以創(chuàng)造更具響應(yīng)性、沉浸式和高效的用戶體驗(yàn)。在智慧農(nóng)業(yè)情況下，可以利用大量數(shù)據(jù)來獲得獨(dú)特的見解，這些見解可用于提高農(nóng)業(yè)實(shí)踐的效率。

現(xiàn)代農(nóng)民擁有大量可用的最先進(jìn)技術(shù)。如今，農(nóng)民可以在他們的田地中部署各種傳感器。此外，其他技術(shù)工具，例如連接性和數(shù)據(jù)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(shí)候都能更好地收集、處理和共享數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上就是這樣——我們使用物聯(lián)網(wǎng)(例如傳感器)來收集特定數(shù)據(jù)，然后我們使用網(wǎng)絡(luò)共享此數(shù)據(jù)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(chǎn)量。

如今，普遍存在這樣一種誤解，認(rèn)為這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型方法僅適用于大規(guī)模農(nóng)業(yè)活動(dòng)。事實(shí)無可厚非——然而，實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)也可以為小農(nóng)和家庭農(nóng)業(yè)活動(dòng)提供巨大支持。它們鼓勵(lì)諸如有機(jī)耕作和種植特定作物品種等利基市場(chǎng)。小型農(nóng)業(yè)將從智慧農(nóng)業(yè)帶來的優(yōu)化中受益匪淺。

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備在農(nóng)業(yè)中可以有很多應(yīng)用。但是所有這些都依賴于收集特定數(shù)據(jù)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(fèi)，例如，濕度傳感器可以幫助準(zhǔn)確跟蹤田間不同地塊的土壤水分含量，并幫助農(nóng)民做出將水分配到農(nóng)場(chǎng)不同地塊的戰(zhàn)略決策。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這將使農(nóng)民減少用水量，從而節(jié)省大量資金。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)是如何工作的?

大多數(shù)智慧農(nóng)業(yè)基本上都使用一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用各種傳感器(光、濕度、溫度、濕度等)來監(jiān)測(cè)農(nóng)田。在許多情況下，灌溉系統(tǒng)也是由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)控制的。然后農(nóng)民就可以隨時(shí)通過智能手機(jī)監(jiān)控農(nóng)田的狀況。理想情況下，這可以為他們提供所需的所有數(shù)據(jù)，以便做出與農(nóng)業(yè)有關(guān)的戰(zhàn)略決策。

通常，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)遵循利用數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析以優(yōu)化農(nóng)業(yè)過程的原始藍(lán)圖，以類似以下的重復(fù)周期進(jìn)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(shù)據(jù)。

(2) 判斷

然后數(shù)據(jù)被送入一個(gè)基于云的平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)有預(yù)定義的規(guī)則和模型。基于云的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)，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(cuò)誤。

(3) 決定和行動(dòng)

在確定了需要糾正的問題之后，系統(tǒng)的執(zhí)行部門將接管工作。例如，系統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)組件可以使用收集到的見解來決定何時(shí)何地需要進(jìn)行特定于位置的干預(yù)。

(4) 重復(fù)

農(nóng)民對(duì)建議進(jìn)行評(píng)估并付諸實(shí)施后，整個(gè)周期又重新開始。

智慧農(nóng)業(yè)有什么好處?

以下是智慧農(nóng)業(yè)帶來的一些關(guān)鍵好處。

(1) 更多數(shù)據(jù)=更好的農(nóng)業(yè)

可以訪問大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜的分析功能，可以為農(nóng)民提供各種意想不到的好處。分析可以為農(nóng)民提供對(duì)其作物健康狀況的寶貴見解，并允許更好地監(jiān)測(cè)設(shè)備效率、員工績(jī)效等。

(2) 降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，減少浪費(fèi)

智慧農(nóng)業(yè)使我們能夠?qū)Ξa(chǎn)量做出更可靠的預(yù)測(cè)。這是巨大的，因?yàn)樗梢詭椭r(nóng)場(chǎng)主計(jì)劃作物分配并估算農(nóng)作物收成——如果您能合理地預(yù)測(cè)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(huì)變質(zhì) 。

(3) 更經(jīng)濟(jì)

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)提供了高水平的控制，可以對(duì)各種微小變量進(jìn)行高精度調(diào)整。這意味著更高的產(chǎn)量，因此收益更多。此外，可以通過智慧農(nóng)業(yè)及早發(fā)現(xiàn)異常，這意味著產(chǎn)量損失的風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

(4) 簡(jiǎn)化和自動(dòng)化任務(wù)

利用智能技術(shù)，農(nóng)場(chǎng)主可以在生產(chǎn)的各個(gè)階段自動(dòng)化多個(gè)流程，例如害蟲控制和灌溉。

(5) 更好的作物質(zhì)量，更高的產(chǎn)量

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)使農(nóng)民能夠?qū)r(nóng)業(yè)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，并保持高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量。由于作物健康狀況的改善，采用智能技術(shù)也能提高產(chǎn)量。

(6) 更環(huán)保

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)也帶來了許多環(huán)境效益。先進(jìn)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)方法可以幫助我們節(jié)約用水。此外，它還幫助農(nóng)民最大限度地減少農(nóng)藥/化肥的使用量。

大數(shù)據(jù)/物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

(1) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

精確農(nóng)業(yè)是一個(gè)籠統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)，指的是使農(nóng)業(yè)更加可控的任何事物。讓我們這樣看吧——位于農(nóng)場(chǎng)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(zhǔn)農(nóng)業(yè)本質(zhì)上是指使用技術(shù)，以極高的精確度滿足單個(gè)植物(或牲畜)的需求。

傳統(tǒng)上，決策是針對(duì)整個(gè)農(nóng)場(chǎng)或至少是整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的大部分作出的。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)使我們能夠定義農(nóng)場(chǎng)每平方米的決策!精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)使農(nóng)民能夠深入了解數(shù)百個(gè)變量，并精確測(cè)量微小的變化。這使農(nóng)民可以獲得更好的產(chǎn)量并最大限度地利用他的資源。

(2) 無人機(jī)

農(nóng)業(yè)無人機(jī)是傳統(tǒng)行業(yè)全心全意擁抱技術(shù)的一個(gè)很好例子。如今，農(nóng)業(yè)部門是無人機(jī)的最大用戶之一。無人機(jī)可以在農(nóng)場(chǎng)中執(zhí)行多種任務(wù)，從評(píng)估農(nóng)作物的健康狀況到播種不等。

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

(3) 畜牧業(yè)

就像精確農(nóng)業(yè)一樣，傳感器也可以用來監(jiān)測(cè)單個(gè)牲畜，并使用數(shù)據(jù)以高精度滿足它們的需求。使用傳感器可以讓農(nóng)民了解個(gè)別牲畜的具體需求，并相應(yīng)地調(diào)整它們的營(yíng)養(yǎng)/保健。技術(shù)還可以幫助識(shí)別患病的牲畜，并將它們從畜群中分離出來。這使農(nóng)民能夠保持良好的畜群健康并降低疾病暴發(fā)的發(fā)生率。

(4) 智能溫室

通過控制農(nóng)作物生長(zhǎng)的小氣候，溫室栽培被用來獲得高產(chǎn)的水果、蔬菜、花卉等。傳統(tǒng)上，環(huán)境參數(shù)由人工控制，這會(huì)導(dǎo)致?lián)p失(生產(chǎn)損失和資源損失)。這也意味著更高的勞動(dòng)力成本。

使用物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)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(yù)。智能溫室配備了傳感器，可捕獲各種環(huán)境參數(shù)并將此數(shù)據(jù)連續(xù)傳遞到云中。這就是智能溫室真正比傳統(tǒng)溫室大放異彩的地方。在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中處理大量數(shù)據(jù)，在該平臺(tái)上，這些原始數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為可用的見解。農(nóng)民現(xiàn)在可以使用此見解以高度定制和先進(jìn)的方式來照料他的作物。

照明、灌溉、噴灑等都可以完全自動(dòng)化，減少人工成本。此外，存儲(chǔ)在云平臺(tái)上的數(shù)據(jù)可以用來建立預(yù)測(cè)模型，以幫助評(píng)估疾病風(fēng)險(xiǎn)。因此，簡(jiǎn)而言之，智能溫室使農(nóng)民可以利用云的力量來釋放對(duì)農(nóng)作物的深刻見解。這直接提高了生產(chǎn)效率，并提高了資源和化學(xué)品的使用效率。

第三次綠色革命

智慧農(nóng)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)不僅僅是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的時(shí)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(chǎn)糧食的方式。

智慧農(nóng)業(yè)意味著將以最少的農(nóng)藥和肥料使用來種植我們糧食的未來。物聯(lián)網(wǎng)還將提高食品可追溯性，這將對(duì)食品安全產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。更重要的是，智慧農(nóng)業(yè)的環(huán)境效益非常令人鼓舞——物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)可以幫助我們節(jié)約用水，并確保我們?cè)陴B(yǎng)活龐大全球人口的過程中保持生態(tài)平衡。

總之

收集和共享數(shù)據(jù)從未如此簡(jiǎn)單。如今，我們的技術(shù)能力使我們能夠在糧食生產(chǎn)的許多方面收集到前所未有的見解。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使我們能夠使用農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)做出更明智的決策，從而可持續(xù)地提高產(chǎn)量。

隨著越來越多的農(nóng)場(chǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型農(nóng)業(yè)的諸多好處只會(huì)變得越來越先進(jìn)。從收集到的數(shù)據(jù)中收集見解有助于進(jìn)一步創(chuàng)新，這可能引發(fā)積極的連鎖反應(yīng)。這或許是對(duì)未來的一個(gè)充滿希望的期許，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這肯定不是一廂情愿。