什么是農(nóng)業(yè)自動(dòng)化?

通過使用傳感器收集環(huán)境和機(jī)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(gè)方面，無論是牲畜還是農(nóng)作物，這就是農(nóng)業(yè)自動(dòng)化。最終目標(biāo)是提高作物的質(zhì)量和數(shù)量，同時(shí)減少浪費(fèi)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(gè)字：數(shù)據(jù)。這些傳感器最顯著的優(yōu)勢(shì)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(jìn)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(shí)問題可能是隱藏的和不可預(yù)測(cè)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(gè)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(jìn)行成本管理、減少浪費(fèi)和因生產(chǎn)過剩而節(jié)約用水。

預(yù)計(jì)，到 2050 年世界人口將達(dá)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(dòng)化解決方案來增強(qiáng)他們的生產(chǎn)力。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化已準(zhǔn)備好將農(nóng)業(yè)的未來推向新的高度。農(nóng)業(yè)自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)做法。

在下面了解有關(guān)傳感器如何對(duì)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(cè)環(huán)境條件方面發(fā)揮著重要作用。它們提供的測(cè)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(cè)天氣，以應(yīng)對(duì)不良?xì)夂驐l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(gè)方面可以通過多個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量，即：

光學(xué)傳感器：這些傳感器使用光來測(cè)量土壤屬性，并已被開發(fā)用于確定土壤的粘度、有機(jī)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?dú)怏w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(cè)土壤中的特定離子。測(cè)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(píng)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(duì)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(duì)植物有害并污染土壤和水。同時(shí)，過量使用同一種農(nóng)藥，害蟲會(huì)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(jià)的，但同時(shí)也是一種非常有效的害蟲檢測(cè)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(cè)害蟲的流行方式。植物在受到壓力時(shí)會(huì)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(shí)別此類害蟲并進(jìn)行防護(hù)。

牲畜跟蹤和溯源

就像用于監(jiān)測(cè)土壤的傳感器一樣，一些設(shè)備可用于監(jiān)測(cè)牲畜。連接到動(dòng)物的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以提供有關(guān)它們的健康、運(yùn)動(dòng)和物理位置的信息，同時(shí)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(dòng)物離開其區(qū)域時(shí)發(fā)出警報(bào)，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(jìn)行分析和可視化之后可用于進(jìn)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(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為人類可讀的形式。實(shí)時(shí)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(dòng)化的特點(diǎn)

(1) 自動(dòng)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(cè)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(gè)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(yán)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(cè)土壤營養(yǎng)狀況，以便在需要時(shí)按適量施肥。

無人機(jī)配備了傳感器和攝像頭，用于成像、測(cè)繪和測(cè)量使用。分為陸地和空中無人機(jī)。地面無人機(jī)是在輪子上勘測(cè)場(chǎng)地的機(jī)器人。另一方面，空中無人機(jī)是可以遠(yuǎn)程控制或可以通過軟件編成的飛行計(jì)劃自動(dòng)飛行的飛行機(jī)器?？梢詮臒o人機(jī)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(jī)調(diào)查并收集數(shù)據(jù)后，將它們帶到附近的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(dòng)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(cè)和控制氣候，無需人工干預(yù)。使用不同的傳感器測(cè)量環(huán)境參數(shù)，對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)管理。

根據(jù)天氣、土壤數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行作物預(yù)測(cè)，對(duì)于農(nóng)民決定作物生產(chǎn)計(jì)劃具有重要意義。為了預(yù)測(cè)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(jìn)行分析，供農(nóng)民決定生產(chǎn)哪種作物。

作物傳感器

近幾個(gè)世紀(jì)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(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)向農(nóng)民提供有關(guān)所有農(nóng)場(chǎng)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(chǎng)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(fù)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(xiàng)技術(shù)將降低成本，生產(chǎn)更多作物，保護(hù)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(jī)器人

整地、除草、中耕、水果收獲將很快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。農(nóng)業(yè)機(jī)器人將取代體力勞動(dòng)，并使農(nóng)業(yè)流程自動(dòng)化。

機(jī)器人集群

想象一下數(shù)百個(gè)嵌入傳感器的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，收集農(nóng)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息。收集到的數(shù)據(jù)會(huì)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(chǎng)問題的自動(dòng)分析報(bào)告。

機(jī)器人集群已經(jīng)在以色列農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，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(xiàng)名為 MARS 移動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人集群的項(xiàng)目，這是一項(xiàng)由歐盟資助的農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究。

自動(dòng)拖拉機(jī)

啟用 GPS 定位技術(shù)的自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)將有助于減少農(nóng)業(yè)中的人為錯(cuò)誤，這在當(dāng)今非常重要。

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

自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)可以解決這個(gè)問題，農(nóng)民可以遠(yuǎn)程導(dǎo)航。New Holland、John Deere 和 Mahindra 等所有主要拖拉機(jī)公司都在投資這項(xiàng)技術(shù)。很快印度農(nóng)民就能在農(nóng)場(chǎng)使用遙控自動(dòng)拖拉機(jī)。

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(shí)間、進(jìn)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(shí)時(shí)決策，將使農(nóng)業(yè)實(shí)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(zhǔn)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(chǎng)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(chǎng)中進(jìn)行使用并讓農(nóng)民負(fù)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(jì)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(jì)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(shí)施農(nóng)業(yè)自動(dòng)化可以帶來積極的變化。

讓我們期待結(jié)果……

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