智慧农业 | 互联实现农业可持续发展
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全球人口正在增长，而生产更多粮食的可能性受到许多因素的限制，包括有限的耕地和有限的水资源。不可否认，现代农业迫切需要一种方法来可持续养活不断增长的人口，互联农业便是其中之一。互联农业和在农业中使用物联网可以帮助克服这一看似不可逾越的障碍，互联农业开发可以帮助我们满足全球对粮食的需求。
互联农业的概念：技术的协同作用
根据联合国秘书处经济与社会事务部（UNDESA）在名为《2019年世界人口展望：重点》的最新报告中指出，尽管世界人口正迈向老龄化，且增长速度放缓，但预计仍将从目前的77亿增加到2030年的85亿、2050年的97亿，到本世纪末可能达到近110亿的峰值。在这种情况下，联合国粮食及农业组织预计，到那时，人们可能会平均多消耗30%的热量，因为他们可以负担得起更多样化、更富含蛋白质的饮食。
如果这些预测被证明是正确的，在接下来的三十年里，人们将需要生产高达70%的粮食来满足需求。当我们考虑到以前农业产出的增长主要来自于耕种新土地时，情况就变得更加危急。然而，在这一点上，人类已经在耕种最好的土地，全球农业用地面积不可能增加超过5%。
截至2021年初，农业技术已经发展到足以通过运营温室、室内和垂直农业系统，为植物提供合适的营养和水分，对抗害虫并提高现有土地的作物产量。无所不在的移动网络覆盖、强大的云计算和计算能力的超百倍同比增长，可以实现每公顷作物产量的提高和畜牧业更多的产出。
互联农业的概念仍在发展。让我们按照行业在现阶段的理解来定义它。什么是互联农业（或互联农场）？
互联农业：是指在农业周期的所有阶段（产前、产后和产后）使用信息技术来监测、分析、管理、控制并最终改进关键农业流程。它涉及不同设备之间的通信，从田间的传感器一直到管理者手中的智能手机。为了实践联网农业，种植者应该在田地、农业设备、云中和办公室中拥有物联网生态系统，从而能够360°查看整个农业周期。
这种下一代农业模式被称为互联模式，因为数据在收集、处理和分析时会在多个设备和利益相关者之间流动。
这一概念与农业中的物联网密切相关，包括借助带有传感器的设备收集数据。例如，这些设备可以判断土地的湿润程度，这样种植者就可以决定是否灌溉，或者允许用户检查土壤中的氮含量，这样工人就可以决定要不要添加更多的肥料。还可以让你从无人机上拍摄作物图像，以决定是否使用杀虫剂。
互联农业分为四个阶段：
A
数据采集 / 数据传感
在这个阶段，安装在无人机、设备和现场的多个传感器设备收集数据。例如，无人机可以拍摄图像来收集有关作物健康和土壤状况的信息，绘制田地地图并进行有效管理。
B
移动通信
这一阶段是来自不同物联网的设备，将数据发送到云平台或应用程序以进一步存储和处理。连通性是联网农业的一个重要组成部分，将信息从田地发送到云或应用程序的方法，因各个节点间的通信方式而各不相同。
雨生云LoRo无线通讯模块
C
数据存储
为了分析数据，需要将其存储在某个地方。至于解决方案，有些提供私有、公共或混合服务器，或者最常见的云存储。
D
数据处理
使用机器学习和AI算法分析收集和积累的大数据，以提供可操作的建议，帮助种植者在作物管理或产量管理方面做出决策。这个阶段通常发生在特定技术的平台上，或者在特定场景下部署的软件应用程序中。
互联农业的关键用例包括以下内容：
对于植物栽培：
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土地绘图
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作物管理
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作物健康监测
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土壤监测
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营养监测
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灌溉控制
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精准农业
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产量监测
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天气状况传感
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农场劳动力管理
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库存管理
畜牧业：
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动物追踪和导航
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养殖管理
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健康监测和疾病控制
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饲料管理
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质量保证
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农业贸易
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远程通信解决方案
2019年，互联农业市场估计为33.5亿美元，预计到2025年将增长至69.9亿美元。物联网是互联农业的重要组成部分。它还具有监控和作物监测功能。让我们详细了解它是如何工作的，并仔细检查物互联农业功能模块。
智慧农业价值链：物联网设备网络
物联网是一个由设备组成的多层次网络，这些设备相互密切合作以执行一项操作。对于农业中的物联网，这样的生态系统通常包括一个带有传感器的设备来收集数据：一个插入土壤中测量湿度水平的物理设备，一个拍摄作物照片并将其发送到田间测绘应用程序的相机等等。
从这些传感器设备收集数据的那一刻起，直到以可操作分析的形式到达最终消费者，传输和转换这些数据涉及多种技术和供应商。
此价值链通常涉及传感器和应用程序供应商、连接供应商、移动网络、系统集成商和数据分析师。由于技术结构所涉及的复杂性和需要多方参与的特点，是此类物联网解决方案往往由较大农场部署的原因之一，而小型独立用户可能会认为技术过于复杂。
此表提供了用于农业物联网数据流每个阶段的技术示例，用于可视化目的。
物联网在农业中的使用案例
IBM支持的iFarming：用水量减少40%，生产力提高30%
水量不足和过高都会危害植物。这就是为什么根据植物的需求灌溉植物是精准农业的关键要素。
iFarming解决方案由IBM®Watson®和IBM Cloud™提供技术支持，使用物联网传感器来估计田间特定作物的灌溉需求，以提供适当的灌溉量。
iFarming系统从田地里的多个传感器获取数据，并将其与IBM气象公司提供的综合的七天气象预报相结合，以接收符合特定作物需求的供水建议。
由于在突尼斯和法国实施iFarming技术，用户的用水量减少了40%，最终节省了25%的灌溉成本，生产力提高了30%。
物联网农业：减少供应管理中的食物浪费
在从农场到餐桌的过程中，美国40%的食物被损坏而丢弃。农业物联网技术与区块链技术相结合，可以帮助将这种惊人的浪费减少50%。
供应链管理物联网解决方案使用在收获时放置在托盘中的传感器来监测时间和温度，这是衡量产品新鲜度的两个最重要的参数。
当这些数据在产品从农场到超市的每一段旅程中都可用时，人工智能可以分析和计算每个托盘的最佳交货期。例如，仓库经理可以优先冷却特定的风险托盘，甚至将其货物重新安排到当地商店，而不是将其发送到全国各地。
Australian Consolidated Milk在运输牛奶时使用传感器来跟踪温度。有效地预警了可能发生的损失，一车变质的牛奶意味着损失10000美元以及对环境的负面影响。
Kagome 公司创建了一个农业物联网解决方案，每天监测180吨番茄的交付情况。番茄是一种极易腐烂的产品。仅在第一季中，这款软件就通过优化供应链管理为用户节省了五倍的费用。
FarmBeats Azure平台监测土壤湿度、农场健康等
随着人类需求的增长，微软加入了为人类提供更多食物的行列。FarmBeats是一个基于云的平台，它结合了人工智能、机器学习、物联网传感器、卫星、云计算和无人机等技术，从农场收集数据，进行分析，并提供带有建议和可操作见解的地图系统。
该项目旨在通过传感器、摄像头和无人机等廉价设备收集数据，这些设备通过Wi-Fi路由器和移动网络传输数据，以进行进一步处理和分析。
AT&T物联网解决方案提供水稻干湿系统
生产一公斤大米平均需要1400升水。
Precision King公司生产了水感应设备，这些设备被放置在整个田地里，以监测水位。然后，这些信息通过AT&T宽带网络传输，并连接到用户的移动设备。在AWD系统下，在管理人员根据天气条件和其他因素决定用更多的水灌溉田地之前，允许水自然干燥到一定的水平。
对于种植者Jim Wittaker来说，这种物联网的AWD设置导致了50%的用水减少，25%的氮使用减少，50%的甲烷排放减少，这些排放可以作为碳信用出售。
雨生云智慧农业云平台
农业物联网通过使用物联网传感器收集环境和设备指标，实现自动化控制，协助制定正确的决策，并改善农业工作的方方面面，提高工作效率并降低人力成本。
雨生云数字大田解决方案应用了物联网和移动互联网技术，能实现对灌溉设备的统一管理和远程控制，结合自动气象站，可在手机端，电脑端查看灌溉数据和环境信息，具有节水，高效，节省人工的特点，通过精准调控，提高了水资源利用率。
雨生云农业物联网设备可以远程监测地区天气环境、大棚内的环境（空气温湿度、二氧化碳含量、土壤温湿度、光照）参数，对现场画面进行实时监控。系统通过分析处理传感器数据信息，实现智能化灌溉与种植场景中环境温度、湿度、光照强度、土壤温湿度相关参数的精细化调控。
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