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使用地面IoT传感器控制无人机在农业方面的应用

2020年09月24日 11:26 次阅读

物联网为优化农业实践提供了许多机会。这篇文章通过一个关于南非果农罗伯特·卡尔顿·希尔兹(Robert Carlton Shields)的真实故事讲述了这一说法,他通过物联网技术为自己的农场注入了新的生命。

如今,物联网设备几乎影响到我们生活的方方面面:健康和健身、汽车和物流、智能家居和城市以及工业物联网。

在过去的几十年中,农业经历了许多技术变革,变得更加工业化和技术驱动。通过这种方式,我们看到了物联网、互联设备和自动化技术在现代农业中的应用。

通过使用智能农业技术,农民可以更好地控制饲养牲畜和种植作物的过程,从而带来大规模的效率,降低成本,并有助于节约水等稀缺资源。农业物联网解决方案的采用不断增加,全球智能农业市场规模也在迅速扩大。考虑到所有这些,物联网等技术改变或改善农业有怎样的应用?

一、植物和土壤检测

农业的传统模式很难获得数十万平方码的农田数据。常规方法是从不同部位取样以检查生育力,含水量和化学成分。因为水平和化学成分往往会从一个地方变到另一个地方,所以采样的方法并不准确。在借助物联网技术后,土壤传感器通过农田均匀分布。可以提醒农民任何不规则的环境,如高酸度或低湿度,他们可以通过仪表板或定制的移动应用获取准确的土壤数据。

二、更高的投资回报率

作为精密农业的一部分,土壤和植物监测包括以下几个方面:水分和营养物质监测、用水量监测以获得最佳植物生长、施肥和化学成分监测、天气状况报告、决定作物获得最佳产量。简而言之,精密农业或精准农业是物联网最受欢迎的应用之一。精确耕作应用程序提供了许多精准数据,从管理灌溉和施肥到根据不同季节为当地农学提供了很多支持。

三、农业无人机

农业无人机的使用已经开始取得进展,因为它们可以更高效地执行各种任务。无论是撒农药,还是使用GPS技术捕获农场照片,或是测量有关水和肥料水平的投入,都可以轻松完成。无人机可以作为评估农作物生长情况,灌溉土壤和田间分析领域的农业实践。预计到2024年,这些农用无人机的市场规模将超过37.7亿美元。这些无人机很容易控制,使用者都可以通过手动或使用地面IoT传感器来控制它们。无人机将收集到的数据发送到服务器或系统,最终用户可从中获取数据。

四、家畜监测

牧场主可以通过家畜传感器轻松监控家畜;当动物离开指定范围时,这些传感器会发出信号通知牧场主,牧场主便可以通过设备轻松追踪他们的位置。家畜监测还可以使牧场主获得有关其家畜健康状况的数据,这些数据包括两个方面:

一是识别有病的动物:它可以自动将生病的动物与健康的动物分开,从而防止疾病的传播。

二是位置追踪:它节省了时间和人力成本,因为无需每次都追踪牧群。

五、远程天气检测

对农作物来说,天气是决定其生长状况的重要因素。如果能准确地测量温度,降雨量,湿度,湿度和化学成分等关键条件,全年就可以获得更大的丰收。如今,数量可定制的传感器可以帮助农民监测他们的作物和偏远地区的天气状况,这些传感器操作简单,使用方便。从某种意义上说,传感器可以提高生产力,农民可以在不付出额外努力的情况下便能获得更多农业产出。

南非坚果农场主罗伯特·卡尔顿·希尔兹(Robert Carlton-Shields)转向物联网,以便更好地管理他的澳洲坚果,并考虑了从土壤湿度到车辆维护管理的各个方面。通过使用物联网,罗伯特将自己的农场变成了效率和生产力的典范。

在非洲,中东,东南亚和拉丁美洲等发展中市场,物联网的潜力是无限的。IDC预测,非洲和中东的物联网将在2020年增长15%,达到70亿美元。这种增长在南非已变得显而易见,南非企业被迫适应物联网带来的新商业模式。

一个有效的物联网解决方案应该能够在三个层面上运行:

允许实时收集和显示数据提供低功耗,易于安装且经济高效的解决方案提供一个可全球访问的解决方案,不限于运营商或本地网络。

罗伯特·卡尔顿(Robert Carlton)于2011年购买了他的澳洲坚果农场。农场面积约100公顷,包括52个果园,大小各异。该农场目前每年生产约200吨坚果,是南非马卡达姆较大的坚果生产商之一。

澳洲坚果树特别容易受到环境影响。长时间干旱(如2018年南非的干旱)和浇水补偿过度的时期,经常导致夏威夷果园受压。结果可能对产量和质量造成极大损害。

除非您准备在野外拥有一支非常敬业的(且开销很大的)劳动力,否则要成功地管理产量和树木健康,这是一个真正的挑战。罗伯特(Robert)于2011年购买了自己的农场,因此决定使用技术来查看是否有效率,方法是在他的农场中部署许多湿度感应探头,以帮助及时做出灌溉决定。很快就清楚了,尽管探测准确,但需要花费大量的时间和精力(与物理观察一样)才能正确地进行管理。每个探针都需要访问,下载其数据,然后带回以进行解释。到那时,关于灌溉需求的有意义的决定可能会持续一周。

罗伯特坚持了下来,下一步的技术改进是在农场的52个探测器上各装一个SIM。虽然连接性提供了数据收集效率,但每个SIM卡都有自己的数据计划(需要手动“加满”),每个探针都需要启动以收集数据。再加上提供SIMs的多个运营商,再加上解释数据的需要,为了获得效率,这个解决方案仍然不切实际。

现在,该农场可以通过以下方式优化成本,劳动力使用以及产量和质量。

劳工:没有必要有一个专门的人负责数据记录。这个人现在可以在农场的其他地方获得更高的收益。

电力:由于更精确的灌溉和更少的电力使用,将节省金钱。

水:灌溉管理更准确,这意味着农场可以总体上节约用水。减轻压力:由于有关果园定制灌溉需求的知情和及时决策,罗伯特的澳洲坚果树不太可能受到压力。

更高的产量:健康的树木意味着更高的产量和更高品质的澳洲坚果。

物联网解决方案在现实中的采用完美地说明了全球智能农业向偏远地区的扩展,并强调了使用最新技术可以实现的收益。

物联网将进一步革新农业,将其提升到全新的效率水平。智慧农业在农民中变得越来越普遍,高科技农业正在迅速成为标准。鉴于这些物联网应用在农业中的所有潜在利益,这也就不足为奇了。

总结

因为大多数发展中国家的农业以分散和无组织的方式进行,所以物联网可以为这些地区的农业发展模式提供很大的帮助。根据“机械研究报告”提供的数据 ,到2024年,农业领域的连接设备数量预计将达到2.25亿个。而在全球范围内大家开始认识到,物联网也可以成为增加农业生产成本效益的驱动力办法。

责任编辑:gt

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