物联网解决方案在农业监测系统中的应用解析

在所有物联网解决方案中，智慧农业系统无疑会脱颖而出。作为全球经济的核心领域之一，农业也拥有最具活力的物联网采用率。这个领域有充分的理由接受创新：到2050年，全球人口预计将达到100亿。

鉴于这样的前景，很难忽略农业监测的重要性。显然，那些使用农业监测系统的公司将获得显著的竞争优势。

在本文中，我们将仔细研究现有农业监测解决方案的范围，探索它们在各个农业子领域中的好处，并概述采用这些解决方案的大致计划。

当前的农业挑战

农业被认为是最具资源和劳动密集型的产业之一。农民今天面临的挑战包括但不限于以下方面：

▲机械定期维护

农业产业严重依赖机械。维护操作，即使是定期安排，也会浪费时间并影响预算。但是，尽管如此，仍无法消除不可预测性因素。一旦机械意外故障，通常会导致意外停机。

▲正确的用水估算

作物生长需要水，但用水量取决于土壤湿度水平。为了测量这些水平，农民必须到田间进行常规的人工观测——或者，他们可以使用智能传感技术，这种技术目前更精确、方便、省时。

▲消除水资源浪费和间接费用

未能收集准确的土壤湿度信息可能会导致作物缺水或过度浇水。浇水不足的作物干燥且脆弱，但过度浇水会造成水资源浪费，并且会导致不可预测的费用。

▲估算正确的种植时间

每种作物都有自己的最佳种植时间，具体取决于一系列环境因素。然而，如果没有准确的数据，通常很难正确估计该时间。

▲测量土壤温度和湿度

土壤温度和湿度水平是农民需要收集的关键指标，以评估作物状况并采取适当行动。不幸的是，如果没有物联网农业监测系统，通常无法正确测量它们。

▲害虫防治

成功的害虫控制包括检测害虫、它们的位置、活动和行为模式，而这是农民必须面对的另一个挑战。如果没有基于物联网的害虫防治系统，这一挑战很难应对。

智慧农业监测解决方案

据IBM预测，到2050年底，物联网的使用将使农民的生产效率提高70%，因此，总的来说，未来看起来是乐观的。不管怎样，物联网在缓解农民经常面临的痛苦方面可以提供很多帮助。

科技农业是一个蓬勃发展的产业，并且到今天为止，一系列广泛的智慧农业系统使农民能够应对日常挑战。种植、浇水、作物收获和病虫害防治——农田监测收集了一系列农民可以有效管理这些任务的指标。

以下是智慧农业监测解决方案的一些示例以及它们的工作原理。

▲土壤状况监测

土壤状况是帮助农民决定最佳播种时间和作物收成时间的重要指标。通过物联网传感器进行土壤状况监测，农民可以立即收到有关土壤水分和盐分警报。其他指标包括土壤温度和空气温度：正确估计它们可以使农民规划浇水时间，并知道何时会出现虫害。

土壤状况监测需要硬件和软件系统的结合，来实时运行，并提醒用户任何重大变化。

这种解决方案的一个例子是CRoPx，一个用于农业远程监测的科技农业平台。它使用智慧农业传感器收集数据，并使用云基础设施进行数据处理和存储，以可读格式将数据传送到用户的计算机或智能手机上。

▲气象监测

农业气象监测是物联网最常用的应用领域之一。在农作物种植中，产量很大程度上依赖于环境，而环境本身是不稳定的。位于野外的天气监测解决方案（例如气象站使用的解决方案）可以提醒农民不断变化的天气状况——温度、降水、湿度、太阳辐射和风速。

像Pycno、allMETEO和Smart Element这样的天气监测平台是生动的例子，展示了智能传感技术是如何帮助将有效的天气通知发送到农民的笔记本电脑和智能手机上，使他们能够立即采取行动。

▲温室自动化系统

脆弱而敏感的温室生态系统需要持续的维护和控制。Growlink、Farmapp和GreenIQ等温室自动化智慧农业解决方案展示了遥感技术在农业中的应用。它们有助于维持最佳的小气候条件，并管理照明、湿度、二氧化碳和温度水平。即时警报和增加的管理能力最大限度地提高了温室种植的效率。

▲作物监测系统

随着作物的生长和成熟，可能会出现许多问题：生病、虫害或不利的环境条件可能会在农民注意到之前造成无法挽回的伤害。（来源物联之家网）智能传感技术应用于作物监测，可以收集农作物状态的指标（温度、湿度、健康），并在出现任何问题时使农民能够及时采取措施。

此外，Semios和rable等系统有助于检测作物何时成熟，使农民能够规划准确的收获时间。

▲数字虫害管理

病虫害是农民经常面临的一些痛苦。知道虫害何时到达可能是一项挑战，但如果不经常去田间，也无法确定它们的活动和位置。智慧农业监测系统可以解决这些问题。此外，它们还帮助分配每种情况下消除虫害所需的确切农药数量。

诸如Strider之类的物联网虫害检测系统可以对昆虫进行计数，并使用昆虫摄影头和直接放置在田间的农作物虫害检测传感器实时确定其位置。像Fieldin和DTN这样的农业科技公司为基于物联网的虫害控制提供了类似的解决方案。

▲牲畜监测系统

除了作物和天气监测之外，农业监测解决方案也在畜牧业中得到了更广泛的应用。通过将先进的物联网硬件（例如基于智能传感技术的可穿戴设备）与最新的物联网软件相结合，使Cowlar等农业技术解决方案可帮助保护牲畜。

SCR是另一家专门从事农业远程监测的公司，它使用奶牛颈圈来跟踪奶牛的健康状况、位置和活动。农业遥感技术与先进的分析软件相结合，可提供关于奶牛营养和整个牛群健康的见解。

▲端到端农场管理系统

从温室到牧场，整个农场区域都可以容纳智慧农业传感器，这些传感器充当重要数据的收集点，以构建功能强大、涵盖面广的农场管理系统。当然，此类系统应利用高级数据分析软件，并与会计和采购数据库无缝集成，以提供见解并充分展示其分析潜力。

Cropio和Farmlogs是基于物联网农业监测为远程农场管理提供端到端农业技术解决方案的公司。

在农业中使用物联网监测解决方案的好处

物联网监测解决方案的使用有以下原因：

▲生产力最大化

利用物联网进行农业作物监测，并及时采取措施消除常见威胁，可提高作物产量。在畜牧业中，物联网监测的使用也有助于最大限度地提高生产力。

▲提高质量

物联网监测系统有助于维持最佳条件，以确保更好的作物质量。例如，农业中的天气监测有助于估算种植高质量作物所需的水、化肥和营养物质的准确供应。（来源物联之家）与其他产品相比，使用物联网监测系统种植的农产品也更符合市场规范。

▲减少对农药的需求

农药不仅有毒，而且还涉及费用。智能虫害监测系统大大减少了对农药的需求、所涉及的费用以及化学品对环境和人类健康的影响。

▲可预测性和控制

在实时农业监测的驱动下，数据分析可以预测最佳收获时间，并确保供应合同的安全性。随着时间推移，农民对市场的控制有助于使农业生产流程更易于管理。

▲更高的销售价格

显然，使用最新农业技术种植的更绿色、更健康的产品将具有更高的销售价格，并最终带来更多的收入。

▲未来预测

通过收集和处理智慧农业数据，农民可以预测土壤和环境的未来状态，并规划明年的作物。因此，预测分析使他们能够做出经过计算的农场管理决策，并为未来几年做计划。

开发物联网监测解决方案的第一步

不是所有现成的智慧农业解决方案都能满足您的个人需求。有时，必须为每个特定农场定制一个最优的物联网系统。那么，开发农业科技解决方案的最佳方法是什么？

从认识到物联网农业监测的重要性，到实施智慧农业解决方案将包括以下五个步骤：

1、定义您的目标

每个农场都有需要监测的敏感区域：如果您生活在极度干燥的气候中，土壤湿度监测可能是您的首要目标。您想要实现的关键目标最终将决定一切——从传感器结构到物联网解决方案的软件架构。

2、确定数据传输技术

智慧农业监测就是从数据中收集见解，但是您在现场收集的数据必须传输到处理单元。数据传输技术的选择取决于数据传输的距离。

例如，如果只有大约10米，则可以通过蓝牙完美传输数据。如果距离为几公里，则使用低功耗广域网（LPWAN）可能更合适。

3、确定关键电源

数据传输距离也很重要，因为它直接影响到物联网传感器的电池寿命。您可以通过调整数据传输的频率或传输更少的数据量来管理功耗。无论如何，功耗和电源都需要初步估计。

4、估计数据收集的频率

功耗和传感器寿命也将取决于数据收集的频率。为了实现价值，您需要多长时间收集一次数据？

5、考虑传感器的安装细节

传感器的安装可能需要复杂的操作，或者由于其位置而相对简单。这是您必须与物联网解决方案提供商讨论的另一个重要方面。

基于物联网的先进农业监测系统降低了成本，最大限度地提高了效率，帮助农民做出数据驱动的决策，并最终推动作物和畜牧业实践达到更高的道德和专业水平。尽管实施智能监测系统需要时间和投资，但从长远来看，这通常是值得的。
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