- 新的農業技術改變智能農業的格局
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2021/11/8
2021 年，一項技術已經徹底改變了現代農業的三個領域：精準農業、數字農業和智能農業。
僅在 1992 年至 2012 年之間，美國農業企業就因開發損失了大約 3100 萬英畝的耕地。
描述 1992 年至 2012 年間農業用地如何轉變為城市和住宅開發項目。圖片由美國農田信托基金和現代農民提供
這些農民、農藝師和測量員的任務是了解土壤、海拔和種植技術之間的關系的復雜工作。人們一直在努力提高這些勞動密集型農業過程的效率。
您可能聽說過諸如精準農業、數字農業或智能農業之類的術語——所有這些術語都有自己不同的技術要求。每個都使用不同的設備和組件來實現最終目標。盡管存在一些重疊，但這三種技術在我們的現代農業領域都具有獨特的價值。
對于這些部門中的每一個，農業技術（“ag-tech”）被認為是農業和生態系統管理成功的關鍵。
精耕細作
當今的精準農業技術以優化和準確性為中心。精準農業的目標是以受控、集中的方式促進作物生長和牲畜飼養——使用多種技術：
自動駕駛汽車、無人機和機器人
GPS系統
傳感器
自動化硬件和軟件
土壤采樣
遠程信息處理
許多人認為約翰迪爾 1990 年配備 GPS 的拖拉機開創了精準農業。從那時起，商業農場和小型農場都擴展到非傳統的“下一代”機械形式，以有效地規劃其運營。
約翰迪爾利用 NASA 的 GPS 技術，該技術催生了自動駕駛拖拉機并普及了精準農業。圖片由約翰迪爾和NASA 提供
這一新的農業技術浪潮旨在應對現有農業技術的挑戰，如土壤管理、分區種植等。
作為此類技術的一個例子，EarthOptics 開發了一種可安裝在全地形車輛上的自動探地雷達設備。被稱為GroundOwl，它結合了土壤壓實傳感器和 ML 工具，使農民能夠在不同深度更有效地耕作。該程序輸出土壤條件的 3D 描述，使農民能夠精確控制他們如何移動表土。
數字農業
數字農業使用連接的設備來獲取有關預先劃分的土地的連續數據。每個農場或田地都被有效地分割成大小相等的同質單位，這些單位精確定位和分散。
這個過程需要傳感器或嵌入式標簽，尤其是牲畜。通過 EID（電子識別）標記常見的農場動物，農民可以跟蹤這些放牧群體并采用輪牧策略。嵌入式轉發器是可掃描的，通常與步行式閱讀器或連接的加工廠兼容。
RFID 牛標簽現在是許多農場的常見主食。圖片由 Amelicor 提供
電子標簽正在取代長期存在的印刷標簽——盡管普及率僅為 5%。EID 可以將一頭牛（及其肉）與其確切的原產農場聯系起來，但比傳統標簽貴得多。
這就是硬件方面的事情。這些設備還需要數據庫和定性軟件來存儲和分析這些數據。通過這種方式，數字農業融合了精準農業和智能農業——我們名單上的下一個進入者。
智能農業
農民和生產者依賴大量分布式傳感器；這些電子設備收集現場條件的實時數據并將其傳輸到配套應用程序。這些數據點要么觸發與農場設備（灌溉、施肥等）相關的自動修復過程，要么提出量身定制的行動計劃。這通常是 AI 算法完成繁重工作的地方。
光電探測器和光電二極管是光學傳感器的重要組成部分，可以測量土壤含量，包括粘土、水分和有機物質。圖片由 Vishay 和Mouser 提供
以下是智能農業傳感器測量的示例：
溫度
濕度
土壤養分含量
土壤酸堿度
土壤濕度
光照強度
疾病侵擾
Mouser Electronics 提供了許多專門的農業傳感器來捕獲這些讀數。位置傳感器與 GPS 衛星連接——支持智能和精準農業技術。光學傳感器使用光通過反射來評估土壤特性。由于其離子敏感二極管，電化學傳感器可以探測土壤的酸度讀數和養分。機械傳感器（連同雷達）可以測量土壤壓實度。它們的彈簧和儀表在穿透土壤時測量阻力。最后，介電傳感器測量水分含量。
農業科技在行動
農場和商業設施可能非常龐大。即使是小型家庭農場的平均面積也為 231 英畝，而最大的農場通常會消耗 2,086 英畝的土地。農場一個角落的天氣或生長條件與另一個不同的情況并不少見。這就是為什么智能、本地化的氣象站對各種規模的農場都變得流行且可行的原因。這些站點以特定的時間間隔將信息中繼到中央單元，從而使作物管理更快、更有針對性。
LoRa SoC在橡膠行業的革命中也發揮著獨特的作用。一類新的低范圍、低功率 WAN 設備正在自動化從樹叢中提取橡膠的過程。這已經提高了收獲速度、提取產量和工人安全。STMicroelectronics 上個月早些時候與 CIHEVEA 一起發布了其最新的芯片設計，CIHEVEA 為樹木安裝了電子攻絲機。ST 的 LoRa 半導體使這些設備能夠運行并接收來自中央控制器的信號。
ST 表示，其 STM32WL LoRa 模塊嵌入到新型割膠工業機器人中，以最大限度地提高中國和東南亞的種植效率。圖片由意法半導體提供
網絡服務器網格中繼來自這些 STM32WLE5 單元的任何數據，用于測試和調試目的。前提是農民可以因此執行更智能的預防性維護或根據需要將故障機器下線。在內部，Arm Cortex-M4 保持運行，而 sub-GHz 無線電允許通信。ST 設計的外圍組件完善了該封裝。
如果更多像這樣的工具變得具有成本效益且無處不在，那么在不久的將來，智能農業可能會又向前邁進了一步。
設計更智能的農業未來
如圖所示，農業世界是許多新電子產品的完美試驗臺。工程師正在進入一個領域，例如，土壤分析方法在 30 年前沒有改變。新開發的潛力很大，像自動橡膠收割機這樣的設備只是冰山一角。
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