随着物联网(IoT)的日益普及，连接设备已经渗透到我们生活的方方面面，从健康健身、家庭自动化、汽车和物流，到智慧城市和工业物联网。物联网、连接设备和自动化将在农业中得到应用是大势所趋，改善了农业的几乎每个方面。当在过去的几十年里，农业经历了一系列的技术变革，变得更加工业化和技术驱动。通过使用各种智能农业设备，农民可以更好地控制饲养牲畜和种植作物的过程，使其更可预测，并提高其效率。这与消费者对农产品的需求不断增长一起，促进了智能农业技术在全球范围内的推广。今天我们将探讨农业中的物联网方案案例，并研究它们的好处。
什么是智慧农业?
现代农业有很多种说法。智能农业主要用于表示物联网解决方案在农业中的应用。那么什么是使用物联网的智能农业呢?通过使用物联网传感器收集环境和机器指标，农民可以做出明智的决策，并改善他们工作的几乎每个方面——从畜牧业到农作物种植。
例如，通过使用智能农业传感器来监测作物的状态，农民可以准确地定义他们必须使用多少农药和化肥才能达到最佳效率。智能农业的定义也是如此。尽管智能农业物联网以及工业物联网总体上不像消费者连接设备那么受欢迎;然而，这个市场仍然充满活力。农业物联网解决方案的采用正在不断增长。由于市场仍在发展中，对于愿意加入的企业来说，仍有充足的机会。在未来几年为农业构建物联网产品可以使您成为早期采用者，从而帮助您铺平成功之路。
但是，为什么要首先考虑为农业构建物联网应用呢?
智慧农业物联网的优势
技术和物联网有可能在许多方面改变农业。也就是说，物联网可以通过6种方式改善农业:
- 大量的数据由智能农业传感器收集，天气条件、土壤质量、作物生长进度或畜牧的健康。这些数据可用于跟踪您的业务状况，以及员工绩效、设备效率等。
- 更好地控制内部流程，从而降低生产风险. 预见生产产出的能力使您能够计划更好的产品分销。如果你确切地知道你要收获多少作物，你就可以确保你的产品不会被卖出去。
- 由于提高了对生产的控制，成本管理和浪费减少. 能够看到作物生长或牲畜健康的任何异常情况，您将能够减轻损失产量的风险。
- 通过流程自动化提高业务效率. 通过使用智能设备，您可以在生产周期中自动化多个过程，例如灌溉、施肥或虫害防治。
- 提高产品质量和产量. 通过自动化实现对生产过程的更好控制，并保持作物质量和生长能力的更高标准。
- 减少环境足迹。自动化还带来了环境效益。智能农业技术可以通过提供更精确的覆盖来减少农药和化肥的使用，从而减少温室气体排放。
因此，所有这些因素最终都能带来更高的收益。现实生活中得到应用的智慧农业物联网场景。
智慧农业物联网应用场景案例
农业物联网传感器种类繁多，农业物联网应用也多种多样:
1、监测气候状况
最受欢迎的智能农业设备可能是气象站，它结合了各种智能农业传感器。它们位于整个油田，从环境中收集各种数据并将其发送到云端。所提供的测量结果可用于绘制气候条件图，选择适当的作物，并采取必要措施提高其能力(即精准农业)。
2、温室自动化
通常，农民使用人工干预来控制温室环境。物联网传感器的使用使他们能够获得关于温室条件的准确实时信息，如照明、温度、土壤状况和湿度。除了获取环境数据外，气象站还可以自动调整条件以匹配给定的参数。具体来说，温室自动化系统使用了类似的原理。
3、作物管理
农业中的另一种物联网产品和精准农业的另一个元素是作物管理设备。就像气象站一样，它们应该被放置在田间，收集特定于农作物种植的数据;从温度和降水到叶片水势和作物整体健康。因此，您可以监控作物生长和任何异常情况，以有效预防任何可能损害产量的疾病或虫害。阿拉贝尔和Semios可以很好地说明如何在现实生活中应用这个用例。
4、牲畜管理
就像农作物监测一样，物联网农业传感器可以连接到动物身上，以监测它们的健康状况并记录它们的表现。牲畜跟踪和监测有助于收集有关牲畜健康、福祉和物理位置的数据。例如，这种传感器可以识别生病的动物，这样农民就可以将它们与畜群分开，避免污染。使用无人机实时跟踪牲畜也有助于农民减少人力支出。这与用于宠物护理的物联网设备类似。
5、精确农业
也被称为精准农业，精准农业是关于效率和做出准确的数据驱动决策。这也是物联网在农业中最广泛、最有效的应用之一。通过使用物联网传感器，农民可以收集有关田间小气候和生态系统各个方面的大量指标:光照、温度、土壤状况、湿度、二氧化碳水平和虫害感染。这些数据使农民能够估计其作物所需的最佳水、化肥和农药量，减少开支，种植出更好、更健康的作物。
6、农用无人机
最有前途的农业技术进步是在智能农业中使用农业无人机。无人机在收集农业数据方面，无人机比飞机和卫星装备得更好。除了监视能力，无人机还可以执行大量以前需要人工劳动的任务:种植作物、防治虫害和感染、农业喷洒、作物监测等。
7、智慧农业的预测分析
精准农业和预测数据分析相辅相成。虽然物联网和智能传感器技术是高度相关的实时数据的金矿，但数据分析的使用有助于农民理解这些数据，并提出重要的预测:作物收获时间、疾病和虫害风险、产量等。数据分析工具有助于使高度依赖天气条件的农业更易于管理和预测。
8、远程农场管理系统
所谓的农业生产力管理系统可以代表农业物联网产品更复杂的方法。它们通常包括许多农业物联网设备和传感器，安装在场地上，以及一个强大的仪表板，具有分析功能和内置的会计/报告功能。提供了远程农场监控功能，简化大多数业务操作。除了列出的物联网农业用例外，包括车辆跟踪(甚至自动化)、存储管理、物流等。
9、自动化系统
机器人自动化也为农业自动化机器领域提供了一个充满希望的未来。一些农民已经在使用无人控制的自动收割机、拖拉机和其他机器和车辆。这样的机器人可以完成重复性、挑战性和劳动密集型的任务。现代农业机器人包括自动拖拉机，可以在指定的路线上工作，发送通知，在计划的时间开始工作等等。这种拖拉机无人驾驶，降低了农民的劳动力成本。
此外，智能农业还使用机器人播种、除草和浇水。这些工作要求很高，而且是劳动密集型的。这些农业机器人工作精细，大大减少了对植物和环境的危害。
智能农业解决方案潜在风险
物联网在农业中的用例有很多。智能设备有很多方式可以帮助提高农场的绩效和收入。然而，农业物联网应用开发也存在一定的风险。
1、硬件匹配
要为农业构建物联网解决方案，需要为设备选择传感器(或创建自定义传感器)。取决于您希望收集的信息类型和解决方案的一般目的。传感器的质量对于产品非常重要，传感器收集数据的准确性及其可靠性。
2、数据分析
数据分析应该是每个智慧农业解决方案的核心。如果你无法理解收集到的数据，那么收集到的数据本身就没有什么帮助。因此，需要拥有强大的数据分析能力，并应用预测算法和机器学习，以便根据收集到的数据获得可操作的见解。
3、维护设备
硬件维护是农业物联网产品的首要挑战，因为传感器通常用于现场，很容易损坏。因此，您需要确保您的硬件耐用且易于维护。否则，你将需要更频繁地更换传感器。
4、远程监控
智慧农业应用程序应该为现场使用量身定制。企业主应该能够在现场或通过智能手机或台式电脑远程访问信息。，每个连接的设备都应该是自主的，并且有足够的无线范围来与其他设备通信，并将数据发送到中央服务器。
5、安全防护
为了确保您的智能农业应用程序运行良好(并确保它能够处理数据负载)，您需要一个可靠的内部基础设施。内部系统必须是安全的。如果不能正确保护你的系统，只会增加有人闯入的可能性，窃取你的数据，甚至控制农场设施开关。
6、连接可靠
在许多农业设施之间传输数据的需求仍然对智能农业的采用构成挑战。不用说，这些设施之间的连接应该足够可靠，能够承受恶劣的天气条件，并确保不中断的运行。物联网设备仍然使用不同的连接协议，尽管目前正在努力开发该领域的统一标准。5G和天基互联网等技术的出现有望帮助我们找到解决这一问题的办法。
7、数据采集
由于农业行业中数据类型的多样性，确保稳定高效的数据收集频率会很困难。来自现场、空气和环境传感器、应用程序、机械和设备的数据，以及经过处理的分析数据，都可能成为限制和法规的对象。安全、及时地交付和共享这些数据是当前智能农业面临的挑战之一。
8、农业数据安全
精准农业和物联网技术意味着要处理大量数据，这增加了潜在的安全漏洞，这些漏洞可以被用于进行数据盗窃和黑客攻击。不幸的是，农业数据安全在很大程度上仍然是一个陌生的概念。许多农场使用无人机向农业机械传输数据。这种机器连接到互联网，但几乎没有安全保护，例如用户密码或远程访问身份验证。
一些基本的物联网安全建议包括监控数据流量，使用加密方法保护敏感数据，利用基于人工智能的安全工具实时检测可疑活动的痕迹，以及将数据存储在区块链中以确保其完整性。为了充分受益于物联网，农民必须熟悉数据安全概念，建立内部安全政策，并坚持执行。
