農(nóng)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是利潤(rùn)率偏低和行業(yè)吸引力較差。物聯(lián)網(wǎng)正在改變這種狀況。

食物供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展

世界上最古老的行業(yè)正在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造。

智慧農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的延伸，增產(chǎn)幅度可達(dá)百分之五，利潤(rùn)總額可達(dá)百分之二十。

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用全球定位和其他新技術(shù)。它們的工作是對(duì)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并做出適當(dāng)反應(yīng)。

有了這些，我們或許能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)——提高我們生產(chǎn)和管理食物的方式。

我們正在關(guān)注：

▲谷物，蔬菜和水果的種植和收獲

▲牲畜，如牛、羊、豬和雞

智慧農(nóng)業(yè)的挑戰(zhàn)：

日益增長(zhǎng)的糧食需求

隨著全球人口的增加，糧食需求總量也隨之增加，到2050年，預(yù)計(jì)農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)將達(dá)到70％。

主要驅(qū)動(dòng)因素是人口增長(zhǎng)和平均卡路里攝入量的增加。平均卡路里消耗量將增加10％（2010 - 2050年）。

專家數(shù)量減少

農(nóng)業(yè)目前面臨的最大挑戰(zhàn)是利潤(rùn)率偏低和行業(yè)吸引力較差，這導(dǎo)致傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)所依賴的專家數(shù)量大幅減少。

效率低下

谷物和蔬菜的種植受到農(nóng)業(yè)效率低下影響。其中一個(gè)重要原因是信息和可預(yù)測(cè)性的缺失。這將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和灌溉、施肥、病蟲(chóng)害防治的浪費(fèi)。由于該領(lǐng)域?qū)＜覕?shù)量的減少，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者越來(lái)越依賴于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷。

飼養(yǎng)牲畜的目的是實(shí)現(xiàn)牛奶、羊毛、雞蛋和肉類的生產(chǎn)。具體挑戰(zhàn)是對(duì)牲畜健康狀況的全面了解，否則，可能導(dǎo)致疾病傳播和生育力下降。此外，牲畜的“生活”壓力也需要最小化，以獲得最佳產(chǎn)量和最低死亡率。

收益風(fēng)險(xiǎn)

一般風(fēng)險(xiǎn)是播種與收獲或出生與屠宰之間周期時(shí)間長(zhǎng)，在此期間，產(chǎn)品價(jià)格可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，由此產(chǎn)生的不確定性使未來(lái)的支出和利潤(rùn)受到風(fēng)險(xiǎn)影響。

如果在銷(xiāo)售時(shí)，牛的價(jià)格低于預(yù)期，則農(nóng)民利潤(rùn)就會(huì)降低。計(jì)劃的準(zhǔn)確性受到信息不完整和不確定性影響。

解決方案

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和新技術(shù)的結(jié)果。好處包括：

▲提高效率

▲提高產(chǎn)量

▲提高計(jì)劃準(zhǔn)確度

這為農(nóng)業(yè)創(chuàng)造更高的盈利能力，增加行業(yè)吸引力，并提供了更好應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的工具。

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1、谷物，水果和蔬菜

監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)土壤是農(nóng)業(yè)成功的重要因素。例如，農(nóng)民考慮選種作物種類、如何輪耕、何時(shí)播種和收獲。在生長(zhǎng)季節(jié)，監(jiān)測(cè)有助于協(xié)調(diào)施肥、灌溉、除草和病蟲(chóng)害防治。

數(shù)據(jù)源

衛(wèi)星、飛機(jī)或無(wú)人機(jī)的成像技術(shù)使用視覺(jué)掃描，衛(wèi)星成像可提供0.5-10米的圖像分辨率。 無(wú)人飛機(jī)或遙感控制飛行系統(tǒng)（RPAS）可提供高達(dá)2-10厘米的圖像分辨率。

這些攝像機(jī)可以提供熱、紅外和可見(jiàn)光的成像。高達(dá)1000英畝/小時(shí)的高掃描速度使遙感控制飛行系統(tǒng)適用于大規(guī)模農(nóng)業(yè)，它們可以收集有關(guān)植物水分、雜草和葉綠素含量數(shù)據(jù)。

地面傳感器可以安裝在固定位置，也可以安裝在車(chē)輛上。典型的車(chē)輛包括智能拖拉機(jī)或“農(nóng)用機(jī)器人”（地面無(wú)人駕駛車(chē)輛）。 土壤傳感器可以監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率、濕度、輻射度和pH數(shù)據(jù)。固定傳感器裝置還利用聲學(xué)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)較大型害蟲(chóng)。

數(shù)據(jù)庫(kù)包括更多來(lái)源數(shù)據(jù)，例如天氣預(yù)報(bào)和氣候數(shù)據(jù)。一個(gè)額外好處是可以訪問(wèn)相互連網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，比如，相鄰農(nóng)場(chǎng)和農(nóng)業(yè)設(shè)備提供商之間。

播種

在播種過(guò)程中，種子的有效性可以通過(guò)精確投放來(lái)提高。必要的田間和土壤分析，可以由自動(dòng)或遙控農(nóng)業(yè)機(jī)器人完成。

種植

在種植過(guò)程中，遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化設(shè)備可以減少人工勞動(dòng)。現(xiàn)代農(nóng)場(chǎng)設(shè)備還具有預(yù)測(cè)性維護(hù)功能，以減少設(shè)備檢測(cè)工作量。

GPS控制轉(zhuǎn)向和優(yōu)化路線規(guī)劃推薦穿過(guò)田地的最短路線，同時(shí)確保所有農(nóng)場(chǎng)交通遵循相同的路線，最大限度地減少土壤侵蝕和壓實(shí)，同時(shí)降低燃料成本。

考慮到耕地投入的90%能源是修復(fù)拖拉機(jī)造成的損害，這對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的節(jié)省。

收集按區(qū)域劃分的濕度水平和天氣預(yù)報(bào)信息，對(duì)減少水、農(nóng)藥和化肥消費(fèi)支出有著直接影響。首先是盈利能力，其次是環(huán)境壓力。

果園受益于適量化肥和農(nóng)藥投放，機(jī)器視覺(jué)識(shí)別單個(gè)樹(shù)的大小并控制藥量分配。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用，精準(zhǔn)肥料投放成為可能，這使得化肥消耗量大幅減少達(dá)99.9％。

此外，農(nóng)業(yè)機(jī)器人還可以監(jiān)測(cè)雜草，并通過(guò)“外科手術(shù)”將它們從地里清除，這將減少有害農(nóng)藥的使用。

收獲

農(nóng)業(yè)機(jī)器人和拖拉機(jī)上的機(jī)器視覺(jué)使我們能夠?qū)κ称焚|(zhì)量和安全進(jìn)行分級(jí)。在收獲前的運(yùn)營(yíng)管理中，可以對(duì)產(chǎn)量和收獲時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。在收割期間，如果機(jī)器識(shí)別到感染，它可以發(fā)出質(zhì)量警報(bào)，這減少了分揀過(guò)程中的浪費(fèi)和污染可能擴(kuò)散到其他地區(qū)。

2、牲畜

生命特征

牲畜健康的核心標(biāo)志是它們的生命特征。類似于“智能健康”產(chǎn)品的傳感器可以監(jiān)測(cè)多個(gè)或單個(gè)牲畜。

個(gè)別牲畜監(jiān)測(cè)案例如下：

▲為豬配備聲學(xué)傳感器。這些傳感器能識(shí)別咳嗽，并能識(shí)別牲畜的呼吸道疾病。

▲在牛尾巴上配備加速度傳感器。可以了解它們的生育能力和交配或分娩的準(zhǔn)確時(shí)間。在特定使用情況下，傳感器向農(nóng)民發(fā)送短信。這大大降低牲畜死亡率。

▲在牛體內(nèi)放置傳感器。溫度傳感器保留在牛的一個(gè)胃里，只有監(jiān)測(cè)到溫度或pH值異常時(shí)，傳感器才被激活，這可以讓農(nóng)民立即識(shí)別疾病。

▲監(jiān)測(cè)雞活動(dòng)。這些數(shù)據(jù)能夠顯示疾病可能蔓延或需要重新平衡雞舍內(nèi)雞的密度。

這些技術(shù)試驗(yàn)表明，牲畜產(chǎn)量提高了60 %，產(chǎn)奶量提高了10 %。

放牧

在大面積牧場(chǎng)散養(yǎng)牲畜，跟蹤牛羊的位置很重要。位置傳感器和GPS輔助跟蹤減少了人工檢查的工作量。

雖然有些試驗(yàn)用無(wú)人機(jī)放牧羊群，但這種應(yīng)用尚未獲益。然而，在某些情況下，它可以支持跟蹤和定位丟失的牲畜，大大減少了搜索時(shí)間。

處置

利用牲畜數(shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和安排擠奶時(shí)間和屠宰日期。這樣可以最大限度地提高產(chǎn)量并減輕牲畜壓力。

另一種以較少壓力帶來(lái)更高產(chǎn)量的技術(shù)應(yīng)用是自動(dòng)擠奶機(jī)，它們?cè)试S奶牛自行安排時(shí)間擠奶。在某些情況下，奶牛產(chǎn)奶量增加了10%，同時(shí)預(yù)期壽命也延長(zhǎng)了。

最后

在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域構(gòu)建和部署解決方案時(shí)，需要考慮未來(lái)最終用戶的主要顧慮：

1）不具備成本效益或前期投資過(guò)高

2）農(nóng)場(chǎng)規(guī)?；蝾愋筒贿m合

3）解決方案過(guò)于復(fù)雜