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物联网土壤监测如何驱动精准农业

时间:2023-03-21 14:17:17 科技观察

面对世界人口爆炸式增长、耕地和自然资源日益减少、气候事件日益严重,农业部门承受着巨大的压力。为了在最大限度减少资源使用的同时提高产量,世界各地的农民正在转向物联网(IoT)和精准农业实践。本周,来自Agrevolution的MunirHoffman博士和AndreasHeckmann博士讨论了物联网土壤监测等智能解决方案如何提高农业效率并帮助应对全行业的挑战。1.介绍一下Agrevolution公司,你们的产品和愿景是什么,你们的客户是谁?Agrevolution公司旨在全球开发、制造和销售我们的两个核心产品:首先是CLIMAVI,这是一个能源自给自足的物联网无线传感器网络,可以测量不同深度的土壤水分和温度以及地表温度、降雨量和相对湿度。湿度(风速可选);其次是FARMALYZER,它基于CLIMAVI数据以及卫星、地面和机器数据以及基于流程的数字化智能农场管理解决方案。FARMALYZER为客户提供具体的决策支持,以在气候风险增加的情况下实现农业的长期可持续性和更高的盈利能力。通过这些产品,Agrevolution将气候智能型农业(CSA)愿景转变为现实世界的农业实践。我们的客户是各种类型的种植者(农场、苗圃、种植园、园艺),以及农业咨询公司和农业供应链中的其他参与者,例如种子公司和化肥公司。2.农业部门面临哪些挑战?为不断增长的世界人口提供足够的食物是农业部门面临的主要挑战,尤其是在气候变化的情况下。例如,尽管德国以气候稳定着称,但2018年特定行业的生产损失高达100%。这表明农业已经受到日益增加的极端气候的严重影响。与此同时,通过其“从农场到餐桌”战略,欧盟设定了到2030年将二氧化碳排放量减半的雄心勃勃的目标——与1990年的水平相比。同样,我们将面临磷资源和化石燃料资源的减少。气候智能型农业(CSA)是一项关键战略,可使农业实践适应不断增加的极端气候,同时减轻气候对农业的负面影响。3.您如何看待物联网和精准农业在应对这些挑战中的作用?全球农业科技市场正以12.8%的复合年增长率增长,预计到2021年将达到约55亿美元。通过结合数据源和使用物联网等新技术,农场活动每公顷可以产生大约100,000个数据点。然而,这些数据需要转化为可操作的见解,以在每公顷肥料、水和能源等资源更少的情况下实现稳定和更高的产量。最终,这将带来更高的盈利能力和长期可持续性。4.为什么连续土壤监测很重要?使用土壤数据,农民可以通过哪些方式提高农业效率和作物产量?植物生长在很大程度上受水和养分的控制,而这两者在很大程度上取决于土壤。了解这些资源的可用性对于管理土壤-植物系统以优化植物生长和减少资源使用至关重要。我们的传感器监测不同深度的土壤水分,从而评估土壤的总供水量。将这些信息与土壤温度和其他土壤特性的数据相结合,我们可以建立养分供应模型。此外,我们的传感器测量地面的微气候,然后将其与卫星数据一起输入到我们的内部人工智能混合模型中,以量化资源需求。从经济角度评估供需差异可以为季节性管理决策提供依据。5.为什么需要无线物联网传感器来收集微气候和土壤数据?天气,尤其是每块田地的小气候,对产量和作物生长有着巨大的影响。想想非生物风险,例如干旱和养分可用性,或生物风险,例如植物病害。所有这些风险都与土壤和植物冠层的微气候有关,并且这些条件在整个季节和每个田地中都在迅速变化。具体来说,在园艺和果园中,如果你想获得最好的质量,你需要尽快了解相关参数。如果您想要这些预测系统和资源高效的决策支持,您需要一个自主监控系统来帮助您识别潜在风险及其对每个领域的产量和质量的影响。这些风险只能通过土壤传感器来识别,因为它们提供了决定植物生长资源可用性的基本信息,例如水。因此,CLIMAVI微气候传感器等物联网解决方案对于气候智能型农业系统至关重要。6、这种情况下,对无线连接有什么要求?农村农业中的无线传感器网络需要能源自给自足并且几乎不需要维护。此外,可耕地通常缺乏互联网连接。因此,低功耗广域网(LPWAN),尤其是基于MIOTY的解决方案非常适合此用例。它们可以将数据从传感器节点发送到最远5公里外的网关,并且无需更换电池即可运行多年。为获得最佳性能,您需要在安装硬件之前规划您的网络。我们为客户提供全面的网络规划服务,其中包括现场网关和传感器的最佳布置。基于LPWAN的解决方案和硬件需要适应您的特定用例,因此您应该仔细阅读物联网提供商的产品和服务描述。7.从您的角度来看,是什么让MIOTY技术/MYTHINGS成为正确的解决方案?MIOTY是迄今为止市场上最先进的LPWAN技术,专为要求苛刻的工业应用而开发。MIOTY获得专利的TelegramUnbundling(TS-UNB)技术即使在拥挤的频谱中也能实现最低的数据包错误率,并且在不受其他网络干扰的情况下运行。通过这种方法,每个网络每天可以处理超过100万台设备并处理多达150万条消息。TS-UNB提供工业和农业用例所需的强大、可扩展和移动的物联网连接。MIOTY还使客户能够运行自己的网络并在现实世界中利用物联网的优势,而不仅仅是在实验室中。BehrTech通过MYTHINGS为MIOTYLPWA网络提供了一个先进的管理平台,以实现大规模设备管理、云/后端集成和网络故障排除。与其他LPWAN技术相比,我们看到了MIOTY和MYTHINGS平台的巨大优势。8.您如何看待精准农业的发展趋势?在使用遥感(水分胁迫、叶面积指数)或机器(单位面积产量和能源消耗)监测特定数据方面取得了很大进展。然而,我们可以看到,这些技术的早期采用者近年来已经放弃了它们,仅仅是因为它们被无法提供可操作见解的数据所淹没。许多收集到的数据(甚至是产量图)只有在与其他数据源集成、分析并转化为可供农民和农场所有机器使用的可理解输出时才有用。这样,精准农业不仅提高了资源效率,还提高了农民的生产力。我们相信,借助CLIMAVI和FARMALYZER软件包,我们提供了完美的工具来收集所有必要的数据,以提供有意义的决策支持,同时使农民能够轻松高效地实施精准农业实践。鉴于气候变化和极端天气带来的挑战日益严峻,精准农业,尤其是针对特定地点的土壤、气候和管理互动的发展,无疑是农业发展的前进方向。