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物联网在农业中的应用有哪些

发布时间:2020-10-29


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        随着社会生产力的提高、粮食产量的增长,商品的种类越来越丰富,对农业来说,卖方市场逐渐转变为买方市场,农产品滞销的情况时有发生,农业的创新发展面临着巨大考验。

粮食需求增长:随着全球人口的增加和质量需求的提升,粮食需求也跟着水涨船高。

专家人数减少:盈利能力和产业吸引力都很低,导致产业能够依赖的专家人数不断减少。

低效率:传统谷物、蔬菜、水果等的种植,以及畜牧业的养殖,都面临效率低下、市场不流通、信息开放程度不足的问题。

高收益风险:播种与收成,出生与屠宰,像这样的时间周期,还有日益加剧的气候变化,都在给农产品未来的利润带来很大的不确定性。

如今农民不再是身份的象征,而是一种平等的职业。并且这个文明发展史上最古老的行业,正在与科技结合,爆发更强大的生命力。

精准农业是物联网在农业最著名的应用之一,适用于大面积作物种植。我们今天就先通过它来了解物联网在农业中的应用。


土壤墒情监测站-长图_t1.jpg

抛弃一些拗口的概念,从本质上讲,精准农业的概念可以归纳为三个层面:数据的采集、分析与应用。所有的物联网应用皆是如此。

美国《国家地理》杂志曾发文分析精准农业最受欢迎的三项技术。

土壤与产量制图(Soil and yield mapping)

指导系统(Guidance systems)

可变速率技术--VRT技术(Variable-rate tech)

1. “土壤与产量制图”与“农业数据的采集”

常见的,农民按照一定形状大小将农田网格化,采集每个格子的土壤样本,通过分析土壤结构和含氮量等化学性质来绘制地图,就可以从地图中知道哪一格要多浇水,哪一格要多施肥。

传感器采集数据是我们很容易想到的另一种方式。将大量传感器部署在农田中,让其自动、实时地获取环境参数。但作物种植需要检测的参数种类着实不少,传感器所获得的单点数据,很难呈现农田的整体样貌效果。

因此还可以谈谈无人机。无人机在飞行过程中收集多光谱、热和视觉图像,这些图像信息经过处理,可以表现出作物监测、田间分析、土地的成像、测绘等结果。

产量制图也是如此。用于收割作物的智能化机械设备,配备了GPS系统和产量监测仪,在收割作物的同时收集地理位置信息,用数据揭示农田每个区域的产量变化。将这些新的旧的方法结合起来,农民就能获得当下农田的各项参数,分析数据采取对应措施。


2. “指导系统”与“3S技术


3S,指的是RS、GPS、GIS。

RS是遥感,不接触物体本身,用传感器收集目标物的电磁波信息,经处理分析后识别目标物。作用是提供图像基础信息。

GPS是全球定位系统,作用是确定图像位置信息。

GIS是地理信息系统。处理好的图像录入GIS,可以用来进行后续的数据管理和应用分析。

目前,3S已成为现代测绘广泛应用的技术。

在农业场景里,智能化农业机械中导入了GIS系统,在运行时,GPS系统会将机械实时运行的状态与GIS信息对应,这样就可以大大提升效率,实现更高效的运行路径、更精准的播种灌溉。这也是农业使用频率非常高的一项技术。

3. 可变速率技术--VRT技术


可变速率技术(VRT)允许农民优化田间每一部分的投入,在需要的地方和时间种植不同类型、不同数量的种子,放置适量的化肥和农药。

这种技术需要部署在机械设备中,应用的时候与GIS相协同。但目前来看,VRT的成本很高,采用率也相对减少。

以上我们谈的精准农业,适用于大面积的作物种植,且系统相对复杂,一套体系的成本相对较高。不过,后续的效益将会大于投入成本。种植面积越大,收回成本的速度也就越快。

物联网在农业中的其他应用

比如家禽家畜的养殖,可分成三个层次。

通过传感器监测动物生命体征,确保无疾病产生;

在一些广域放牧的情况下,用位置传感器或GPS辅助跟踪牛、羊等动物的位置,减少走失,提升管理效率;

通过传感器数据监测,更准确地预测和调度挤奶时间和屠宰日期,最大限度地提高产量。

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