到2050年，全球農(nóng)業(yè)必須供應(yīng)近70%的糧食，然而農(nóng)民面臨著水資源減少、天氣反復(fù)無常以及投入成本上升的壓力。物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 技術(shù)提供精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)信息，使作物和牲畜的科學(xué)管理成為可能。傳感器、低功耗網(wǎng)絡(luò)和云分析技術(shù)將農(nóng)業(yè)從日歷驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐轉(zhuǎn)變?yōu)榛谧C據(jù)的實(shí)踐，同時(shí)提高了生產(chǎn)力和可持續(xù)性。
精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)收集與分析
土壤探測(cè)器、微型氣象站和光學(xué)作物傳感器定期收集溫度、濕度、土壤水分、養(yǎng)分濃度、葉片濕度和冠層生長(zhǎng)數(shù)據(jù)。連續(xù)測(cè)量消除了猜測(cè)。機(jī)器學(xué)習(xí)模型將當(dāng)前讀數(shù)與歷史產(chǎn)量圖和衛(wèi)星圖像相結(jié)合，以預(yù)測(cè)作物的生長(zhǎng)階段和養(yǎng)分需求。因此，農(nóng)學(xué)家可以針對(duì)具體田塊開出具體的藥方，而不是根據(jù)農(nóng)場(chǎng)的平均值開藥，從而提高作物的均勻度并減少浪費(fèi)。
更佳的水肥管理
水泵和施肥器直接連接到土壤和植物傳感器。只有當(dāng)土壤體積含水量低于設(shè)定的閾值時(shí)才開始灌溉，肥料濃度會(huì)根據(jù)根區(qū)的實(shí)時(shí)硝酸鹽讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整。試點(diǎn)研究報(bào)告顯示，由于水泵運(yùn)行時(shí)間減少，節(jié)水量達(dá)到15%至25%，節(jié)電量也呈現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。變量施肥還能降低硝酸鹽和磷酸鹽的徑流，在保護(hù)地表水質(zhì)量的同時(shí)，控制投入成本。
增強(qiáng)氣候適應(yīng)力
密集的田間傳感器網(wǎng)絡(luò)可以探測(cè)到霜凍、熱應(yīng)激或真菌感染前溫度、露點(diǎn)和太陽輻射的細(xì)微變化。預(yù)測(cè)模型利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算出未來幾天不良事件發(fā)生的概率和時(shí)間。農(nóng)民可以據(jù)此安排灌溉時(shí)間、啟動(dòng)防霜風(fēng)扇或在最佳時(shí)機(jī)噴灑保護(hù)性噴霧。早期干預(yù)措施可以最大限度地減少作物損失并穩(wěn)定品質(zhì)，這對(duì)水果、堅(jiān)果和釀酒葡萄等高價(jià)值農(nóng)產(chǎn)品至關(guān)重要。
透明高效的供應(yīng)鏈
新鮮農(nóng)產(chǎn)品托盤上貼有物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，可測(cè)量從農(nóng)場(chǎng)大門到配送中心的溫度、相對(duì)濕度和位置。冷鏈中斷會(huì)觸發(fā)自動(dòng)警報(bào)，從而快速采取糾正措施或在產(chǎn)品變質(zhì)前將其轉(zhuǎn)運(yùn)至更近的市場(chǎng)。準(zhǔn)確的可追溯性還能簡(jiǎn)化出口法規(guī)和食品安全審核的合規(guī)流程。零售商可以獲得可驗(yàn)證的保質(zhì)期數(shù)據(jù)，消費(fèi)者可以獲得詳細(xì)的原產(chǎn)地信息，從而增強(qiáng)對(duì)供應(yīng)鏈的信任。
自動(dòng)化與勞動(dòng)效率
機(jī)器人噴霧器和收割助手使用激光雷達(dá)和多光譜圖像導(dǎo)航行進(jìn)，識(shí)別目標(biāo)植物，并以毫米級(jí)精度進(jìn)行施藥。在畜牧系統(tǒng)中，耳標(biāo)傳感器可追蹤體溫和活動(dòng)情況。及早發(fā)現(xiàn)發(fā)燒或跛行可降低獸醫(yī)成本和死亡率。自動(dòng)化將人力轉(zhuǎn)移到監(jiān)督和更高價(jià)值的任務(wù)上。引入傳感器引導(dǎo)自動(dòng)化的農(nóng)場(chǎng)通常報(bào)告稱，每公頃的勞動(dòng)時(shí)間減少了兩位數(shù)，且產(chǎn)量沒有下降。
安全可靠的連接
傳感器、邊緣網(wǎng)關(guān)和云平臺(tái)之間的持續(xù)數(shù)據(jù)流需要在偏遠(yuǎn)地區(qū)保持穩(wěn)定的穩(wěn)健連接。私有APN可將農(nóng)業(yè)流量與公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)隔離，保障數(shù)據(jù)完整性，并簡(jiǎn)化數(shù)百臺(tái)設(shè)備的SIM卡管理。安全連接還支持遠(yuǎn)程固件更新和傳感器校準(zhǔn)，從而延長(zhǎng)硬件壽命并減少現(xiàn)場(chǎng)訪問次數(shù)。
環(huán)境與經(jīng)濟(jì)回報(bào)
產(chǎn)量研究表明，在同等氣候條件下，整合土壤濕度探頭、變量灌溉和養(yǎng)分傳感器可使產(chǎn)量提高10%至20%。更高的均勻度可使更多農(nóng)產(chǎn)品符合優(yōu)質(zhì)規(guī)格，從而提高每噸產(chǎn)量的收益。同時(shí)減少水、電和農(nóng)用化學(xué)品的使用，可降低直接成本并減少環(huán)境足跡。這些共同的收益使得物聯(lián)網(wǎng)投資即使對(duì)小農(nóng)戶也具有吸引力，尤其是在服務(wù)以訂閱方式或通過合作社提供的情況下。
在發(fā)展中地區(qū)的可擴(kuò)展應(yīng)用
新興市場(chǎng)證明，成功的物聯(lián)網(wǎng)部署無需大量的資本支出。配備遠(yuǎn)程無線電的太陽能傳感器節(jié)點(diǎn)可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘壘W(wǎng)關(guān)，并在預(yù)定的連接窗口期間與云服務(wù)器同步。模塊化硬件使農(nóng)民能夠從幾個(gè)傳感器開始，驗(yàn)證性能并逐步擴(kuò)展。共享的分析儀表板將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為通俗易懂的建議，在降低技能門檻的同時(shí)保持科學(xué)的準(zhǔn)確性。
邁向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、資源智能型農(nóng)業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)農(nóng)業(yè)走向精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，從而提高產(chǎn)量、減少投入，并增強(qiáng)抵御氣候壓力的能力。傳感器網(wǎng)絡(luò)和邊緣分析提供精細(xì)的田間智能。最終形成的農(nóng)業(yè)模式既能滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求，又能保護(hù)自然資源，造福生產(chǎn)者、消費(fèi)者和環(huán)境。
