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告别“看天吃饭”,浅析物联网在农业中的应用

时间:2023-03-18 16:04:15 科技观察

农业在世界文明尤其是中华文明的发展中有着举足轻重的作用。例如,历代生产工具的演变,水利工程的兴建,耕作和管理技术的进步,地域的扩大等。我们很早就可以从历史教科书上了解到“重农抑商”,体会到历代统治者对农业的重视。但在今天,随着社会生产力的提高和粮食产量的增长,商品的种类也越来越丰富。对农业来说,卖方市场逐渐转变为买方市场。农产品滞销情况时有发生。面临着巨大的考验。食品需求增长:随着全球人口的增加和质量要求的提高,对食品的需求也随之增加。专家减少:行业的低盈利能力和吸引力导致该行业可以依赖的专家数量不断下降。效率低:传统的粮食、蔬菜、水果等种植业,以及畜牧业,都面临着效率低下、市场不流通、信息公开不够等问题。高产风险:播种和收获、出生和屠宰、诸如此类的时间周期以及日益加剧的气候变化,都给农产品未来的盈利能力带来了很大的不确定性。如今农民不再是身份的象征,而是平等的职业。而这个文明发展史上最古老的产业,正与科技结合,爆发出更强大的生命力。精准农业是物联网在农业中广为人知的应用之一,适用于大规模农作物种植。今天就通过它来了解一下物联网在农业中的应用。抛开一些尴尬的概念,从本质上讲,精准农业的概念可以概括为三个层次:数据收集、分析和应用。所有物联网应用都是如此。美国杂志《国家地理》发表了一篇文章,分析了三种流行的精准农业技术。土壤和产量制图(Soilandyieldmapping)指导系统(Guidancesystems)可变速率技术--VRT技术(Variable-ratetech)1.“土壤和产量制图”和“农业数据采集”很普遍,农民按照网格化具有一定形状和大小的农田,对每个格子采集土壤样品,通过分析土壤结构、含氮量等化学性质绘制地图,从地图上就可以知道哪个格子需要多浇水,哪个格子需要浇水被浇灌。多施肥。传感器收集数据是我们很容易想到的另一种方式。在农田部署大量传感器,自动实时获取环境参数。然而,农作物种植需要检测的参数种类繁多,传感器获取的单点数据难以呈现农田的整体面貌。所以我们也可以谈谈无人机。无人机在飞行过程中采集多光谱、热成像和视觉图像,对这些图像信息进行处理,可以显示作物监测、田间分析、土地成像、测绘等结果。收益率映射也是如此。用于收割农作物的智能机械设备配备了GPS系统和产量监测器,在收割农作物的同时收集地理位置信息,并通过数据揭示农田各个区域的产量变化。结合这些新旧方法,农民可以获得当前农田的各种参数,分析数据并采取相应的措施。2、“制导系统”和“3S技术”3S是指RS、GPS、GIS。RS即遥感,不接触物体本身,利用传感器采集目标物体的电磁波信息,经过处理分析后识别出目标物体。功能是提供图像的基本信息。GPS是一种全球定位系统,其作用是确定图像的位置信息。GIS是地理信息系统。处理后的图像输入GIS,可用于后续的数据管理和应用分析。目前,3S已成为现代测绘中广泛应用的技术。在农业场景中,将GIS系统引入智能农机。在作业过程中,GPS系统将机械的实时作业状态与GIS信息对应起来,可以大大提高效率,实现更高效的作业路径,更精准的灌溉。这也是一项在农业中使用非常频繁的技术。3.可变速率技术——VRT技术可变速率技术(VRT)允许农民优化对田地每个部分的投入,在需要的地方和时间种植不同类型和数量的种子,投放适量的化肥和农药。该技术需要部署在机械设备中,并在应用时与GIS协调。但目前VRT的成本很高,采用率也相对降低。上面我们讲的精准农业,适合大面积种植农作物,系统比较复杂,一套系统的成本也比较高。但是,后续收益将超过投入成本。面积越大,收回成本的速度就越快。物联网在农业中的其他应用,如家禽和畜牧业,可以分为三个层次。通过传感器监测动物生命体征,确保无疾病;在一些大面积放牧的情况下,利用位置传感器或GPS辅助跟踪牛羊等动物的位置,减少走失,提高管理效率。通过传感器数据监控,更准确地预测和安排挤奶时间和屠宰日期,以最大限度地提高产量。还有一波神操作。去年,荷兰著名高等学府瓦赫宁根大学发起了面向全球人工智能团队的国际人工智能温室种植大赛——种植黄瓜。瓦赫宁根大学提供了黄瓜生长数据。参与团队使用原始数据创建模型。一方面,通过传感器、摄像头等工具收集实时数据。另一方面,人工智能算法根据数据做出决策,控制温室内的“运行参数”。如光照、温湿度、通风、浇水灌溉等,完全减少人为干预。最后,我们看到了腾讯AICucumber的结果图。企业加入“农业物联网”有哪些企业在参与上述“AI+农业”的竞争?微软、腾讯、英特尔等……可以说,关注农业的企业不外乎“少数”。2018年,阿里推出人工智能养猪项目——200公里养猪,强调猪肉的肉味。时任阿里云总裁胡晓明表示,猪的行走公里数将成为评判猪肉品质的新标准。在该项目中,摄像头图像识别技术可自动采集猪的体型数据,记录每头猪的运动距离、时间和频率;利用声学特性和红外线测温技术,可以识别猪的体温和叫声,判断是否生病。疫情预警;采集到的数据将汇总到云平台,形成每头猪的数据档案,用于数据分析和对策。京东早前也推出了“跑鸡”项目,强调跑过100万步的??足月安全鸡。在这个项目中,最关键的设备就是绑在每只鸡身上的脚环(这个脚环必须保证步数准确记录,步数实时可见,过程中不会有物理损伤配种)。传感器植入脚环内部,采用符合鸟类生物学特性的仿生计步算法;采用LoRa/NB-IoT低功耗物联网通信技术进行信号传输,保证脚环不会中途没电;最终数据通过网关到达云平台,对平台上的各种数据进行分析处理。华为还联合合作伙伴推出了基于NB-IoT的奶牛组网项目,主要解决奶牛发情监测效率过低,影响奶牛场产奶量的问题。我们所做的是实现奶牛的及时配种,准确监测奶牛的发情期。农业物联网未来发展的关键是效率。回到最关键的效益问题,我们可以从两个方面来看。1.提高农业生产效率和多样化生产,区分农产品和低利润商品;2、必要时可加入“品牌化、增值化、精细化运营、互联网化服务”等现代发展思路。以科技提升效率,以渠道创造市场,农业作为重要产业,将不断发展、前行。