智慧农业是指利用先进的技术和更多的数据来提高农业生产效率的系统。简单地说，智慧农业不仅能够大幅提高农业生产力，解决粮食需求等农业问题，还能使现在的农场或农庄更加智能。因此，Statista预测，预计到2026年，全球智慧农业的市场价值将达到约340亿美元。智慧农业系统的一些常见元素包括：用于跟踪和管理土壤状况、湿度、温度、污染水平和其他参数的物联网设备；用于传输现场收集数据的蜂窝、LoRa和Wi-Fi等连接技术；专用软件；位置跟踪系统；操作自主设备或无人机的机器人；数据分析服务等。在智慧农业领域，我们经常会听到精准农业这个词语。精准农业的目的是为农民提供现代化的农业管理方式，涉及利用信息技术进行高度精确和受控的农业生产，不仅提高了生产力，还能有效改善作物和土壤质量。物联网（IoT）是一种发展迅猛的现代技术，从零售业、制造业、运输业到航空业，全球许多行业都在充分利用物联网，当然，农业也不例外。随着物联网在农业中的应用不断扩大，人类和整个地球的生活都将发生质的变化。专家估计，到2022年，农业物联网市场预计将达到231.4亿美元，未来几年有望部署7,500万个用于农业目的的物联网系统。精准农业的实施主要通过物联网传感器收集和分析有关土壤和作物状况的数据，然后，农民利用这些数据和信息来决定何时种植和收获特定作物，作物需要多少水等。如今，精准农业正在成为发达国家最具影响力的农业发展趋势，市场价值预计也将从2021年的67.3亿美元增长到2027年的144.4亿美元。在实际应用中，从精准农业、畜牧业到智能温室自动化，几乎任何智慧农业技术都是基于物联网设备而建立的。与其他行业一样，物联网在农业中的应用实现了以前难以获得的高效率、资源和成本的降低。在此过程中，传感器数据分析推动了农业生产过程的透明度，并为农民提供了关于土壤和环境等各项参数，仅凭田间土壤传感器，农民就可以管理他们现有的资源，使总收入增加近20%。对精准农业和智慧农业的需求不断增加，是物联网成为农业必备技术的诱因。现在，越来越多的农业公司和农民正在采用物联网技术和智慧农业系统来提高产量。联合国的数据显示，2010年至2050年间，预计全球农业产量将增长69%。结合了物联网技术和解决方案的智慧农业，通过实时现场数据收集、数据分析和控制机制的部署，大幅提高了农业运营效率，成为提高农产品产量的助推剂。

 

 

 

 

我们今天谈论的农业物联网，通常是指将传感、自动化和分析技术添加到现代农业的生产过程。传感器在这场技术革命中发挥着至关重要的作用。

 

 

农业中使用的物联网传感器种类繁多，它们常常被用来探测大气和土壤的温湿度、光照情况、二氧化碳含量、田地位置、土壤成分等。这些传感器被安装在整个田地、基于物联网的监测系统、智慧农业设备以及农业气象站上。来自不同传感器的数据组合使农民能够建立作物模型，预测作物在给定条件下的生长方式，整合精准农业实践，制定收割策略等。

 

 

1位置传感器

 

 

精准定位是精准农业的基础，使用来自GPS卫星的信号获得的纬度、经度等数据能准确地确定田地所处的位置，当使用自动化机械耕种田地时，设备中配备的自动引导系统可轻松优化田地路线，减少完成任务所需的时间。在农业机械中，用于植物种植和收割的设备和车辆在其高精度车辆制导系统中也会采用GPS传感技术。当然，GPS传感技术也可以用来对饲养的牲畜进行跟踪和监测。在实际应用中，对一个位置进行三角测量时至少需要三颗卫星。

 

 

2 温/湿度传感器

 

 

温/湿度传感器在智慧农业的两个关键应用中都发挥着重要作用，一是土壤温/湿度检测，另一个是环境条件监测。土壤温/湿度是地下植物生长活动的一个重要因素，它能直接影响根系的生长和呼吸。物联网温度传感器可以通过测量空气温度和其他因素来估计土壤温度，也可以使用埋在土壤中的探针进行准确的测量。

 

 

3 土壤成分传感器

 

 

土壤中的营养物质对植物的生长起到决定性作用。为了优化植物的生长环境并获得高产收成，必须对农产品种植的土壤条件有深入和定量的了解。使用pH传感器可以提供有关土壤养分缺乏或有害化学物质存在的关键反馈。最近行业热门的NPK土壤传感器提供了一种使用物联网传感器测量关键土壤养分的方法，包括土壤的pH值以及氮磷钾的含量。对农业市场来说NPK土壤传感器还是一种较新的产品，目前正处于开发阶段，市场上很难找到具体的产品。

 

 

4 陀螺仪和图像传感器

 

 

陀螺仪和图像传感器广泛用于机器人、自动驾驶汽车和无人机。无人机在智慧农业中的使用在很大程度上依赖于加速度计和惯性测量单元来跟踪运动、速度以及在空中的位置。陀螺仪和图像传感器虽然与农作物或植物的生长没有密切关系，但在整个智慧农业行业同样发挥着重要作用。现在，在田间健康监测、地理测绘和土地分析、自动灌溉和作物施肥等应用中也采用了大量的陀螺仪和图像传感器。

 

 

5 智能相机

 

 

现在，智能相机在农业中的应用也非常普遍。害虫防治一直是农业面临的最重大挑战之一。在不伤害对农作物有益的昆虫的情况下，农民现在可以利用智能相机进行实时害虫检测和监测，进而采取专门针对害虫的有效行动。此外，智能相机还能提供叶片健康状况、光照亮度、叶绿素测量和成熟度水平的图片，供农民随时了解作物的生长情况。

 

 

根据Insider Intelligence的数据，到2023年，全球将安装近1,200万个农业传感器，使用物联网设备的农场平均每天将产生超过50万个数据点。精准农业的发展满足了全球对粮食日益增长的需求，所采用的传感技术使得精准农业中必须具备的收集和应用数据变得更简单、更便宜。应用和架构是我们的一个关注点和重心，我们致力于开发配套的元件，包括如何用最节能、最低的功耗来实现所开发出来的系统，最后形成一套非常好的解决方案，带来实质性的改变。同时，精准农业的未来发展还将增加自动驾驶农用车，以及更智能、更小的无人机的使用。物联网设备、智能传感器的使用为精准农业的实施和落实提供了保障，在不久的将来必将为现代农业带来革命性的变化。再加上大规模采用的用于灌溉、喷洒和田间监测的无人机，所有这些数据点的整合和利用，将会构成现实生活中智慧农业应有的样子。

 

 

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