什么是農(nóng)業(yè)自動化?

通過使用傳感器收集環(huán)境和機器數(shù)據(jù)，為農(nóng)民提供明智的決策，以改善他們工作的各個方面，無論是牲畜還是農(nóng)作物，這就是農(nóng)業(yè)自動化。最終目標是提高作物的質(zhì)量和數(shù)量，同時減少浪費和優(yōu)化人力使用。

為什么我們應(yīng)該在農(nóng)業(yè)工作中使用傳感器系統(tǒng)?

一個字：數(shù)據(jù)。這些傳感器最顯著的優(yōu)勢是它們可以收集的大量數(shù)據(jù)。從天氣條件到土壤質(zhì)量再到作物的生長過程，收集相關(guān)數(shù)據(jù)可以改進作物生長規(guī)律。

毫無疑問，農(nóng)民最了解農(nóng)作物和他們的土地，但有時問題可能是隱藏的和不可預(yù)測的，而傳感器系統(tǒng)可以提供幫助。

這些傳感器全天候 24/7 監(jiān)控整個系統(tǒng)，為農(nóng)民提供必要的數(shù)據(jù)。這有助于做出明智的決策，從而幫助農(nóng)民更好地進行成本管理、減少浪費和因生產(chǎn)過剩而節(jié)約用水。

預(yù)計，到 2050 年世界人口將達到約 97 億，這將使農(nóng)業(yè)產(chǎn)量從 2010 年到 2050 年增長 69%。為了滿足這一不斷增長的需求，農(nóng)民將不得不借助農(nóng)業(yè)自動化解決方案來增強他們的生產(chǎn)力。農(nóng)業(yè)自動化已準備好將農(nóng)業(yè)的未來推向新的高度。農(nóng)業(yè)自動化在許多國家已經(jīng)成為農(nóng)民的普遍現(xiàn)象，尤其是中美等大國，并將很快成為印度的標準做法。

在下面了解有關(guān)傳感器如何對農(nóng)業(yè)有益的更多信息。

氣候

由于天氣是我們無法控制的少數(shù)因素之一，因此氣象站可能是歡迎的智能農(nóng)業(yè)設(shè)備。

氣象站與溫度和濕度傳感器相結(jié)合，在智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測環(huán)境條件方面發(fā)揮著重要作用。它們提供的測量可用于繪制氣候地圖，從而選擇合適該地的農(nóng)作物。還可以通過將 API 集成到傳感器系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)中來直接預(yù)測天氣，以應(yīng)對不良氣候條件并采取預(yù)防措施。

土壤

需要一些非常廣泛且重要的傳感器來了解土壤的特性。土壤的各個方面可以通過多個傳感器進行測量，即：

光學(xué)傳感器：這些傳感器使用光來測量土壤屬性，并已被開發(fā)用于確定土壤的粘度、有機質(zhì)含量和水分含量等數(shù)據(jù)信息。

電化學(xué)傳感器：這些傳感器提供有關(guān)氧氣、二氧化碳和其他主要氣體的含量以及pH值和土壤養(yǎng)分水平的信息。傳感器電極穿透土壤以檢測土壤中的特定離子。測定必需營養(yǎng)素可以為作物生長創(chuàng)造宜的條件。

電介質(zhì)傳感器：這些傳感器評估土壤中的水分含量。一旦我們知道了土壤中的水分，作物就能得到更好的灌溉。這將帶來更好的水資源管理。電介質(zhì)傳感器也可以用來確定土壤的pH值。

農(nóng)藥

雖然農(nóng)藥對于保持作物無蟲害是必要的，但控制農(nóng)藥的用量更加重要。殺蟲劑過多可能對植物有害并污染土壤和水。同時，過量使用同一種農(nóng)藥，害蟲會產(chǎn)生抗藥性，迫使農(nóng)民使用更多劑量的殺蟲劑。

圖像捕捉傳感器已被證明是廉價的，但同時也是一種非常有效的害蟲檢測方法。根據(jù)圖像，農(nóng)民可以確定蟲害區(qū)域，并通過在特定位置噴灑適量的殺蟲劑或采用其他措施來將其清除。

氣體傳感器是另一種檢測害蟲的流行方式。植物在受到壓力時會釋放特定的揮發(fā)性氣體，釋放的化合物因不同物種而異。因此，可以事先研究害蟲侵襲釋放的化合物，可用于識別此類害蟲并進行防護。

牲畜跟蹤和溯源

就像用于監(jiān)測土壤的傳感器一樣，一些設(shè)備可用于監(jiān)測牲畜。連接到動物的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以提供有關(guān)它們的健康、運動和物理位置的信息，同時GPS 衛(wèi)星用于確定緯度、經(jīng)度和高度。

此外，管理員還可以使用“電子圍欄"來管理他們的牲畜。這是一種基于位置的服務(wù)，可在動物離開其區(qū)域時發(fā)出警報，這也降低了人員看管的成本。

然后將從所有不同傳感器收集的數(shù)據(jù)進行分析和可視化之后可用于進行其他管理。這些數(shù)據(jù)被傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)儀表板，后者實時收集數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為人類可讀的形式。實時收集的數(shù)據(jù)有助于農(nóng)民做出明智的決策。

農(nóng)業(yè)自動化的特點

(1) 自動灌溉土壤

印度許多地區(qū)由于缺乏淡水，必須合理使用灌溉用水。放置傳感器來檢測土壤中的水分將有效利用水資源并提高作物產(chǎn)量。該系統(tǒng)由一個水泵組成，將根據(jù)傳感器提供的有關(guān)濕度、溫度和濕度的數(shù)據(jù)噴水，這有助于節(jié)水。

土壤提供作物生長所需的養(yǎng)分。土壤的化學(xué)和物理特性，如水分含量、溫度、氮、磷和鉀含量，嚴重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。如果缺乏這些養(yǎng)分，農(nóng)民就需要施肥，但施肥的量總是比理想值或多或少。因此，氮、磷和鉀傳感器用于監(jiān)測土壤營養(yǎng)狀況，以便在需要時按適量施肥。

無人機配備了傳感器和攝像頭，用于成像、測繪和測量使用。分為陸地和空中無人機。地面無人機是在輪子上勘測場地的機器人。另一方面，空中無人機是可以遠程控制或可以通過軟件編成的飛行計劃自動飛行的飛行機器?？梢詮臒o人機收集的數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)作物健康、灌溉、噴灑、種植、土壤和田地的分析。無人機調(diào)查并收集數(shù)據(jù)后，將它們帶到附近的實驗室進行處理。

溫室農(nóng)業(yè)有助于增加蔬菜和水果的收成。溫室通過人工干預(yù)的方式控制環(huán)境參數(shù)，但這也造成生產(chǎn)損失、能源損失和更多的勞動力成本，且效率底下。借助物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能溫室可智能監(jiān)測和控制氣候，無需人工干預(yù)。使用不同的傳感器測量環(huán)境參數(shù)，對溫室環(huán)境進行自適應(yīng)管理。

根據(jù)天氣、土壤數(shù)據(jù)等信息進行作物預(yù)測，對于農(nóng)民決定作物生產(chǎn)計劃具有重要意義。為了預(yù)測作物的產(chǎn)量，傳感器收集有關(guān)土壤、溫度、壓力、降雨量和濕度的信息。所有這些數(shù)據(jù)都在儀表板上收集并進行分析，供農(nóng)民決定生產(chǎn)哪種作物。

作物傳感器

近幾個世紀以來，印度農(nóng)民在施肥和噴灑過程中遵循一套約定俗成的程序，而無任何指南。

作物傳感器的發(fā)展將改變這種情況，當?shù)剞r(nóng)業(yè)大學(xué)或研究機構(gòu)向農(nóng)民提供有關(guān)所有農(nóng)場和農(nóng)民通用的劑量和施藥方法的信息，傳感器提供有關(guān)農(nóng)場所需營養(yǎng)的確切數(shù)量和施藥位置等信息。這樣既節(jié)省了大量的肥料，又節(jié)約了寶貴的土壤資源。

垂直農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)中的“摩天大樓"將成為增加單位面積農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的未來。隨著土壤肥力水平的下降和城市化程度的提高，明天的耕地將比以前更加昂貴。這意味著食物將變得更加昂貴，普通人無法負擔(dān)得起。

為了避免這種情況，使用無土培養(yǎng)基和使用人造光的垂直耕作技術(shù)是未來。這項技術(shù)將降低成本，生產(chǎn)更多作物，保護作物免受惡劣天氣的影響，最終生產(chǎn)出更安全、更健康的食品。

農(nóng)業(yè)機器人

整地、除草、中耕、水果收獲將很快實現(xiàn)自動化。農(nóng)業(yè)機器人將取代體力勞動，并使農(nóng)業(yè)流程自動化。

機器人集群

想象一下數(shù)百個嵌入傳感器的農(nóng)業(yè)機器人，收集農(nóng)場的實時信息。收集到的數(shù)據(jù)會共享到云端，并生成關(guān)于水分過量、營養(yǎng)缺乏和更多農(nóng)場問題的自動分析報告。

機器人集群已經(jīng)在以色列農(nóng)場進行試驗，將解決農(nóng)業(yè)中許多困擾已久的難題。例如，一家名為 FENDT 的技術(shù)公司正在開展一項名為 MARS 移動農(nóng)業(yè)機器人集群的項目，這是一項由歐盟資助的農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域的研究。

自動拖拉機

啟用 GPS 定位技術(shù)的自動駕駛拖拉機將有助于減少農(nóng)業(yè)中的人為錯誤，這在當今非常重要。

在印度，90% 以上的農(nóng)場都是小而分散的，駕駛拖拉機需要一定的技能。隨著城市化進程的加快，印度農(nóng)村對拖拉機駕駛員的需求異常旺盛。

自動駕駛拖拉機可以解決這個問題，農(nóng)民可以遠程導(dǎo)航。New Holland、John Deere 和 Mahindra 等所有主要拖拉機公司都在投資這項技術(shù)。很快印度農(nóng)民就能在農(nóng)場使用遙控自動拖拉機。

奶牛健身追蹤器

健身追蹤器改變了人類的健康狀況，因此，印度的一家初創(chuàng)公司 (StellApps) 為奶牛推出了專屬健身追蹤器。該技術(shù)使用物聯(lián)網(wǎng)功能來跟蹤奶牛的睡眠時間、進食和跛足期，以幫助農(nóng)民做出明智的決策。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)

收集大量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)并做出實時決策，將使農(nóng)業(yè)實現(xiàn)更快增長。通過數(shù)據(jù)分析和知情決策，將確保措施的一致性、可靠性和準確性。諸如植物高度和與植物壽命的相關(guān)性等信息可以提供有關(guān)特定農(nóng)場需要注意的重要信息。

結(jié)語

將上述技術(shù)引入印度農(nóng)場中進行使用并讓農(nóng)民負擔(dān)得起是成功的關(guān)鍵。

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)、研究和快速現(xiàn)代化的發(fā)展，預(yù)計到 2025 年上述技術(shù)將成為印度的主流，并在 2030 年為印度農(nóng)民帶來經(jīng)濟上的巨大收益。

技術(shù)使印度的許多行業(yè)受益，在傳感器系統(tǒng)和智能農(nóng)業(yè)的幫助下，農(nóng)業(yè)企業(yè)也應(yīng)該從中受益。在農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)中實施農(nóng)業(yè)自動化可以帶來積極的變化。

讓我們期待結(jié)果……

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