农业物联网可以应用在哪些领域?

农业物联网可以应用在哪些领域?,第1张

农业物联网的应用主要集中在农业资源监测和利用、农业生态环境监测、农业生产精细管理和农产品安全溯源等方面。
一、农业资源监测和利用领域
在农业资源监测和利用领域,利用各种资源卫星收集国土资源情况,利用先进的传感器、信息传输和互联网等综合化信息监测、传输、分析平台实现区域农业的统筹规划和资源监测。如美国加州大学洛杉矶分校建立的林业资源环境监测网络,通过对加州地区的森林资源进行实时监测,为相应部门提供实时的资源利用信息,为统筹管理林业提供支撑。欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测,其中,法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报,对病虫害进行测报。
二、农业生态环境监测领域
在农业生态环境监测领域,农业物联网主要利用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络,利用无线传感器技术、信息融合传输技术和智能分析技术感知生态环境变化。如美国加州大学伯克利分校的研究人员通过无线传感器网络对大鸭岛上海燕的栖息情况进行了9个月周期性的环境监测,采用区域化静态MICA传感器节点部署,实现了无人侵、无破坏的对敏感野生动物及其栖息地的监测。美国、法国和日本等一些国家主要综合运用建立覆盖全国的农业信息化平台,实现对农业生态环境的自动监测,保证农业生态环境的可持续发展。
三、农业生产精细管理领域
在农业生产精细管理领域,将光、温、水、气、土、生物等农业物联网传感器布局于大田作物生产、果园种植、畜禽水产养殖等方面,实现不间断化感知、实时化决策、精细化生产。如2002年英特尔公司率先在美国俄勒冈州建立了世界上第一个无线传感器网络葡萄园。通过采用Crossbow公司的Mote系列传感器,每隔一分钟采集一次光照、土壤温湿度等数据,实时监控葡萄生长环境的细微变化,确保葡萄的健康生长;2004年美国佐治亚州的两个农场使用了与无线互联网配套的远距离视频系统和GPS定位技术,分别监控蔬菜的包装和灌溉系统。荷兰VELOS智能化母猪管理系统,能够实现自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。泰国初步形成了小规模的水产养殖物联网,解决了RFID技术在水产品领域的应用难题。
四、在农产品安全溯源领域
在农产品安全溯源领域,利用条码技术和RFID技术等来跟踪、识别、监测农产品的生产、运输、消费过程,保证农产品的质量安全。例如2001年起,加拿大肉牛使用一维条形码耳标之后又过渡电子耳标;2004年日本基于RFID技术构建了农产品追溯试验系统,利用RFID标签,实现了对农产品流通管理和个体识别。近年来,RFID的应用更加广泛并由此形成了自动识别技术与装备制造产业。据美国市调公司ABIresearch2007年度第一季报告显示,2006年全球RFID市场为3812亿美元,其中亚太地区已跃为全球最大市场,规模为1407亿美元。

在未来几十年里,农业产业将比以往任何时候都更重要。根据联合国粮食和农业组织的数据, 2050年的粮食产量需要比2006年增加70%才能养活地球日益增长的人口。为了满足这种需求,农民和农业公司正在转向运用物联网的分析和更大的生产能力。

农业技术创新不是什么新鲜事。几百年前,人们用手持工具,工业革命带来了轧棉机,19世纪出现谷物升降机、化肥和第一台天然气动力的拖拉机。到世纪末,农民开始使用卫星来计划自己的工作。物联网将把农业推向新的高度。智能农业已经越来越普遍,因为有了农业机器人和传感器,农民和高科技农业正在标准化。物联网应用在未来几年将帮助农民满足世界粮食需求。

高科技农业:精准农业与智能农业

农民已经开始使用一些高科技的农业技术提高他们的日常工作效率。例如传感器可以让农民获得在地区的详细的地形和资源地图,土壤酸度和温度的变量。他们还可以利用天气预报来预测未来几天和几周的天气模式。

农民可以使用他们的智能手机远程监控他们的设备、农作物和牲畜,统计牲畜饲养和生产。他们甚至可以利用这项技术对农作物和牲畜进行预测。无人机已成为一个重要的工具来调查农民的土地和作物数据。JohnDeere(农业设备生产商)已经开始把拖拉机联网,创造了一个展示作物产量数据的方法。与无人车类似,该公司正在研发自动驾驶的拖拉机,这将释放农民的劳动力并进一步提高效率。

所有这些技术都有助于精确农业或精准农业,利用卫星图像和其他技术(如传感器)来观察和记录数据的目的是提高生产产量,同时最大限度地降低成本和节约资源。

农业的未来:物联网,农业传感器,农业无人机

智能农业和精准农业正在起飞,但它们可能只是农业世界更大规模使用技术的先驱。Business Insider的高级研究服务预测,农业中物联网设备安装将从2015年的3000万增加到2020年的7500万,达到20%的复合年增长率。

美国目前在物联网智能农业方面世界领先,每公顷(25亩)农田可以产生7340公斤的谷物(如小麦、水稻、玉米、大麦等),而全球平均水平是3851公斤谷物每公顷。

在未来几十年里,随着农场变得更加紧密,这种效率应该有更大的提高。OnFarm,一个农业物联网平台预计,农场在2050年平均每天要产生410万个数据点,而2014年只有190000个。

此外, OnFarm多次研究发现,农场的平均产量上升175%,能源成本下降7美元至13美元每英亩,灌溉用水量下降 8%。

鉴于物联网应用在农业中的所有好处,不难理解农民会越来越多地转向使用农业无人机和卫星。

随着世界各国政府对物联网行业的的政策倾斜和企业的大力支持和投入,物联网产业被急速的催生,根据国内外的数据显示,物联网从1999年至今进行了极大的发展渗透进每一个行业领域。可以预见到的是越来越多的行业领域以及技术、应用会和物联网产生交叉,向物联方向转变优化已经成为了时代的发展方向,物联网的发展,科技融合的加快。
农业物联网:物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。他是以感知为前提,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。在这背后,则是在物体上植入各种微型芯片,用这些传感器获取物理世界的各种信息,再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递,从而实现对世界的感知。
传统农业,浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉。如今,设施农业生产基地,看到的却是另一番景象:瓜果蔬菜该不该浇水?施肥、打药,怎样保持精确的浓度?温度、湿度、光照、二氧化碳浓度,如何实行按需供给?一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题,都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关,农民只需按个开关,做个选择,或是完全听“指令”,就能种好菜、养好花。 农业物联网,即在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

这种案例其实挺多的。25000平方米的钢架温室大棚,每年培育20多个蔬菜品种优质种苗达亿株,可供3万多亩商品蔬菜种植;1000万棒香菇、木耳、平菇、银耳、灵芝、秀珍菇等菌种,年产量达400多吨。这是广西桂北山区最大的蔬菜(食用菌)集约化育苗基地——省级农业产业化重点龙头企业,广西禾美生态农业股份有限公司位于融水的智慧农业种植基地。
作为省级农业示范区,禾美生态多年来已实现集约化生产,无疑具备良好的智慧农业带头示范意义。但禾美生态也和我国大多数农业企业一样,长期以来缺乏对农业生产数据的积累与利用,缺少农业物联网的基础设施搭建,以及智能化的种植管理,虽然拥有先进的温室大棚,却仍旧沿用传统的人工监测控制的模式。
譬如在食用菌温室大棚,CO2浓度、空气温湿度严重影响着作物的健康生长,禾美生态一直沿用老的工作方法,依靠工作人员逐一到温室大棚中利用检测仪进行测量,一旦浓度超标,或是温度过高,工作人员便手动开关大棚的风机、侧窗、天窗等。这种方式不仅耗费大量的人力成本,最为关键的是效率低下,生产风险高,一旦不能及时发现异常情况,往往会造成重大的损失。
这种高度依赖人的传统管理方式,一直制约着禾美生态温室大棚的转型发展。为了加强温室种植的智能化、标准化,禾美生态引入慧云信息的智慧农业监控系统,打造智能大棚。
智能大棚为温室种植节本增效,促进农业转型
蔬菜育苗与食用菌的培育需要非常精细化的管理,需要精准监测温室大棚的气候环境、土壤环境、作物长势、病虫害情况等。慧云信息通过在大棚中搭建“农业物联网”监控网络,对禾美生态25000平方米的温室大棚进行智能监控,实时监测土壤湿度、土壤PH值、空气温湿度和气压、光照强度、CO2浓度等
同时实现对大棚的各种设施设备进行远程自动化控制,当温室内环境失调时,系统能够马上启动预警装置,通知管理人员,及时采取补救措施,这样大大杜绝了以往环境失调而管理人员发现不及时导致损失的现象。比如当温室内的CO2浓度超过适宜值,系统就会自动预警提醒管理者,并自动打开通风装置,保证温室内作物始终保持在最佳生长状态。


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