智慧农业：农业的发展大趋势
如今，围绕工业物联网和大数据如何全面改变行业的话题引起了人们的广泛关注，农业也不例外。在全球人口迅速增长的推动下，农业部门不得不寻找创新的方法来跟上不断增长的人口需求。此外，为了最大限度地提高效率和降低成本，农业部门不得不采用新技术。
请继续阅读，以了解有关农业正在进行数字化转型的更多信息。在本文中，我们将概述基于物联网的技术如何成为农业的未来。
粮食问题
到2050年，全球人口将达到100亿大关！联合国估计，到2050年，我们需要将粮食产量翻一番，才能养活这么多人。
但这将是难以置信的挑战。对我们来说，种植粮食实际上变得越来越困难，而不是越来越容易。世界各地的农民不得不应对一系列看似不可能的挑战：
社会流动
每年有数亿人摆脱贫困并进入中产阶级。在中国和印度等快速发展的经济体中，这种趋势尤其明显。这绝对不是一件坏事，但是，这意味着普通人消耗的卡路里数量已经大大增加。虽然我们不需要担心向上的社会流动，但它确实会给全球粮食生产带来巨大压力。
耕地面积减少
据估计，在过去的40年里，地球已经失去了大约1/3的可耕地面积。从目前的情况来看，城市正在以前所未有的速度扩张，显然，这是以可用于农业的土地为代价的。
森林砍伐是另一个罪魁祸首，这里有一个可怕的统计数字：据估计，我们每分钟损失约40个足球场大小的雨林！这严重影响了土壤质量并导致退化。侵蚀和退化使我们满足日益增长的全球粮食需求的能力进一步复杂化。
有限的资源
水资源短缺和其他基本资源短缺是另一个重大挑战。世界各地的农民正在与严重的供应链紧张和短缺作斗争，这可能对他们的生活和经济造成毁灭性影响。
向数据驱动型农业迈进
因此，我们必须找到一种方法来养活我们不断增长的人口。但显然，还有其他变量在起作用。在我们扩大生产更多粮食的同时，我们需要确保这种扩大不会以生态灾难为代价。换句话说，我们需要确保增长是可持续的。
这表明了一个非常明显的事实——以我们数千年来的耕作方式无法养活当今的世界。这就是技术的用武之地。生产更多的粮食归结为两件事——提高效率和减少浪费。如今，我们具备数据处理能力和互联网覆盖范围，可以实现这一目标。根据摩尔定律，我们现在有了足够便宜的传感器，可以大量部署。此外，手持计算设备（如智能手机）和移动互联网的广泛普及也为我们将现代信息和通信技术（ICT）融入农业提供了许多机会。同时，物联网技术为我们提供了一些非常有前景的解决方案。
更具体地说，最近的一些发展使我们能够将农业连接到互联网——在过去的几年中，我们在制造廉价、低功耗传感器方面取得了长足的进步，能够推动这场新的农业革命。农业作业数字化需要部署大量传感器，此外，这些传感器不能用电池供电。电池需要维护，需要更换，这违背了数据驱动型农业的核心信条（即节省时间和精力）。值得庆幸的是，今天，我们有了解决此问题的方法。现在，我们能够制造出无需电池即可自动运行的自供电传感器，这些无电池传感器能够收集环境能量（射频波、压电能量等）以满足其功耗要求。
在过去，在农业运营中部署大量传感器的相关成本高得令人望而却步，这使得基于物联网的农业除了实力强大的参与者之外，对所有人都不切实际。如今，有了像ONiO.zero这样的无电池、纳米级处理器和无处不在的移动数据，智慧农业不再是白日梦想。
数据驱动型农业是一个快速发展的行业，并有望继续保持其上升势头。一些相关行业的大公司已经注意到数据驱动型农业带来的巨大市场机遇。到2025年，全球智慧农业市场预计将达到179亿美元。
什么是智慧农业？
智慧农业是一个相当新的概念，主要是指利用信息和通信技术（ICT）来提高农业经营的效率，并减少农业过程中涉及的人力和浪费。这就像利用数据和云计算功能的智慧城市或智能家居，以创造更具响应性、沉浸式和高效的用户体验。在智慧农业情况下，可以利用大量数据来获得独特的见解，这些见解可用于提高农业实践的效率。
现代农民拥有大量可用的最先进技术。如今，农民可以在他们的田地中部署各种传感器。此外，其他技术工具，例如连接性和数据分析，今天也变得更加容易获得。所有这些意味着我们比以往任何时候都能更好地收集、处理和共享数据。物联网本质上就是这样——我们使用物联网（例如传感器）来收集特定数据，然后我们使用网络共享此数据并分析其模式。这使我们能够做出更好的决策并最大限度地提高产量。
如今，普遍存在这样一种误解，认为这种数据驱动型方法仅适用于大规模农业活动。事实无可厚非——然而，实际上，物联网驱动型农业也可以为小农和家庭农业活动提供巨大支持。它们鼓励诸如有机耕作和种植特定作物品种等利基市场。小型农业将从智慧农业带来的优化中受益匪浅。
物联网（IoT）设备在农业中可以有很多应用。但是所有这些都依赖于收集特定数据的基本前提，以最大限度地提高效率并最大限度地减少浪费，例如，湿度传感器可以帮助准确跟踪田间不同地块的土壤水分含量，并帮助农民做出将水分配到农场不同地块的战略决策。从长远来看，这将使农民减少用水量，从而节省大量资金。
基于物联网的智慧农业是如何工作的？
大多数智慧农业基本上都使用一个系统，该系统通过使用各种传感器（光、湿度、温度、湿度等）来监测农田。在许多情况下，灌溉系统也是由监测系统自动控制的。然后农民就可以随时通过智能手机监控农田的状况。理想情况下，这可以为他们提供所需的所有数据，以便做出与农业有关的战略决策。
通常，基于物联网的智慧农业遵循利用数据，并对其进行分析以优化农业过程的原始蓝图，以类似以下的重复周期进行：
1、观察
放置在不同地方的传感器从作物、牲畜、土壤或空气中获取各种数据。
2、判断
然后数据被送入一个基于云的平台，这个平台有预定义的规则和模型。基于云的物联网系统处理数据，并提供可操作的见解，可用于纠正耕作过程中的任何不足或错误。
3、决定和行动
在确定了需要纠正的问题之后，系统的执行部门将接管工作。例如，系统的机器学习组件可以使用收集到的见解来决定何时何地需要进行特定于位置的干预。
4、重复
农民对建议进行评估并付诸实施后，整个周期又重新开始。
智慧农业有什么好处？
以下是智慧农业带来的一些关键好处。
1、更多数据=更好的农业
可以访问大量数据和复杂的分析功能，可以为农民提供各种意想不到的好处。分析可以为农民提供对其作物健康状况的宝贵见解，并允许更好地监测设备效率、员工绩效等。
2、降低生产风险，减少浪费
智慧农业使我们能够对产量做出更可靠的预测。这是巨大的，因为它可以帮助农场主计划作物分配并估算农作物收成——如果您能合理地预测将收获多少作物，则可以找到一种方法来确保您的作物不会变质 。
3、更经济
数据驱动型农业提供了高水平的控制，可以对各种微小变量进行高精度调整。这意味着更高的产量，因此收益更多。此外，可以通过智慧农业及早发现异常，这意味着产量损失的风险大大降低。
4、简化和自动化任务
利用智能技术，农场主可以在生产的各个阶段自动化多个流程，例如害虫控制和灌溉。
5、更好的作物质量，更高的产量
数据驱动型农业使农民能够对农业过程进行严格控制，并保持高标准的质量。由于作物健康状况的改善，采用智能技术也能提高产量。
6、更环保
基于物联网的智慧农业也带来了许多环境效益。先进的数据驱动型农业方法可以帮助我们节约用水。此外，它还帮助农民最大限度地减少农药/化肥的使用量。
大数据/物联网技术在农业中的应用
1、精准农业
精确农业是一个笼统的术语，指的是使农业更加可控的任何事物。让我们这样看吧——位于农场不同部分的植物A和植物B显然有着非常不同的要求，精准农业本质上是指使用技术，以极高的精确度满足单个植物(或牲畜)的需求。
传统上，决策是针对整个农场或至少是整个农场的大部分作出的。精准农业使我们能够定义农场每平方米的决策！精准农业使农民能够深入了解数百个变量，并精确测量微小的变化。这使农民可以获得更好的产量并最大限度地利用他的资源。
2、无人机
农业无人机是传统行业全心全意拥抱技术的一个很好例子。如今，农业部门是无人机的最大用户之一。无人机可以在农场中执行多种任务，从评估农作物的健康状况到播种不等。
无人机使农民可以鸟瞰他们的土地。这使他们能够监控灌溉和作物健康，并警惕虫害和技术问题。此外，农民可以设置无人机以定期巡查田地，并可以使用图片检查一段时间内作物的变化。这可以使农民确定“问题领域”（如果有的话），从而改善他的作物管理。
3、畜牧业
就像精确农业一样，传感器也可以用来监测单个牲畜，并使用数据以高精度满足它们的需求。使用传感器可以让农民了解个别牲畜的具体需求，并相应地调整它们的营养/保健。技术还可以帮助识别患病的牲畜，并将它们从畜群中分离出来。这使农民能够保持良好的畜群健康并降低疾病暴发的发生率。
4、智能温室
通过控制农作物生长的小气候，温室栽培被用来获得高产的水果、蔬菜、花卉等。传统上，环境参数由人工控制，这会导致损失(生产损失和资源损失)。这也意味着更高的劳动力成本。
使用物联网驱动的智能温室可以大大减少甚至在某些情况下不需要人工干预。智能温室配备了传感器，可捕获各种环境参数并将此数据连续传递到云中。这就是智能温室真正比传统温室大放异彩的地方。在物联网平台中处理大量数据，在该平台上，这些原始数据被转换为可用的见解。农民现在可以使用此见解以高度定制和先进的方式来照料他的作物。
照明、灌溉、喷洒等都可以完全自动化，减少人工成本。此外，存储在云平台上的数据可以用来建立预测模型，以帮助评估疾病风险。因此，简而言之，智能温室使农民可以利用云的力量来释放对农作物的深刻见解。这直接提高了生产效率，并提高了资源和化学品的使用效率。
第三次绿色革命
智慧农业和物联网驱动的农业不仅仅是农业领域的时尚。这些迹象表明“第三次绿色革命”的开始，这将永久性地改变我们生产粮食的方式。
智慧农业意味着将以最少的农药和肥料使用来种植我们粮食的未来。物联网还将提高食品可追溯性，这将对食品安全产生连锁反应。更重要的是，智慧农业的环境效益非常令人鼓舞——物联网驱动的农业可以帮助我们节约用水，并确保我们在养活庞大全球人口的过程中保持生态平衡。
总之
收集和共享数据从未如此简单。如今，我们的技术能力使我们能够在粮食生产的许多方面收集到前所未有的见解。物联网技术使我们能够使用农场数据做出更明智的决策，从而可持续地提高产量。
随着越来越多的农场接入互联网，数据驱动型农业的诸多好处只会变得越来越先进。从收集到的数据中收集见解有助于进一步创新，这可能引发积极的连锁反应。这或许是对未来的一个充满希望的期许，但随着物联网的发展，这肯定不是一厢情愿。
