cookieOptions = {...}; ‧ 農業物聯網:智慧農業的 8 個技術用例(以及需要考慮的挑戰) - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2021年10月4日 星期一

 

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VEST嵌入式系統解決方案賦能智慧農業


IV-7070 八合一物聯網微型氣象站


Eastern Peak



隨著物聯網 (IoT) 的日益普及,連接設備已滲透到我們生活的方方面面,從健康和健身、家庭自動化、汽車和物流,到智慧城市和工業物聯網。

因此,物聯網、聯網設備和自動化在農業中的應用,是合乎邏輯的,因此,幾乎可以極大地改善農業的各個方面。當自動駕駛汽車和虛擬實境不再是科幻幻想,而是日常發生時,人們怎麼還能依靠馬和犁?

在過去的幾十年裡,農業經歷了許多技術變革,變得更加工業化和技術驅動。透過使用各種智慧農業小工具,農民可以更好地控制飼養牲畜和種植農作物的過程,使其更具可預測性並提高效率。

再加上消費者對農產品的需求不斷成長,這促進了全球智慧農業技術的日益普及。2020 年,物聯網在農業領域的市場比重,達到 56 億美元。

在本文中,我們將探索農業中的物聯網應用案例,並檢查它們的好處。因此,如果你正在考慮投資智慧農業,或計劃為農業建物聯網解決方案,請立即投入。

什麼是智慧農業?定義和市場規模

現代農業有多種說法。例如,AgriTech 泛指技術在農業中的應用。

另一方面,智慧農業主要用於表示物聯網解決方案,在農業中的應用。那麼什麼是使用物聯網的智慧農業?透過使用物聯網感測器,收集環境和機器指標,農民可以做出明智的決定,並改善他們工作的幾乎每個方面 —— 從牲畜到作物種植。

例如,透過使用智農業感測器來監測作物的狀態,農民可以準確定義他們必須使用多少農藥和化肥才能達到最佳效率。這同樣適用於智農業的定義。

智慧農業

儘管智慧農業物聯網,以及一般的工業物聯網,不如消費者連接設備那麼受歡迎;然而,市場仍然非常活躍。物聯網解決方案在農業中的應用不斷成長。也就是說,COVID-19 對農業市場新科技中的物聯網,產生了積極影響。供應鏈的中斷和合格工人的短缺,已將其複合年成長率推高至 9.9%。事實上,根據最近的報告,到 2021 年,智慧框架市場應用金額比率,將達到 62 億美元。

與此同時,全球智農業市場規模,預計到 2025 年將成長兩倍,達到 153 億美元(而 2016 年略高於 50 億美元)。

由於市場仍在發展,願意加入的企業仍有充足的機會。在未來幾年內為農業打造物聯網產品,可以讓你成為早期採用者,從而幫助你鋪平成功之路。

但是,為什麼首先要考慮為農業建物聯網應用?

智慧農業的好處:物聯網如何塑造農業

技術和物聯網具有在許多方面改變農業的潛力。也就是說,物聯網可以透過 5 種方式改善農業

  • 數據,由智慧農業感測器收集的大量數據,例如天氣狀況、土壤品質、作物生長進度,或牛的健康狀況。這些數據可用於追踪你的總體業務狀況,以及員工績效、設備效率等。
  • 更好地控制內部流程,從而降低生產風險預見生產產量的能力,使你能夠規劃更好的產品分銷。如果你確切知道要收穫多少農作物,就可以確保你的產品不會出現未售出的情況。

智能農業的好處

  • 由於對生產的控制增加,成本管理和減少浪費能夠看到作物生長或牲畜健康方面的任何異常,你將能夠降低失去產量的風險。
  • 透過流程自動化提高業務效率。透過使用智慧設備,你可以在整個生產週期中自動化多個流程,例如灌溉、施肥或害蟲控制。
  • 提高產品品質和產量透過自動化實現對生產過程的更好控制,並保持更高標準的作物品質和生長能力。

因此,所有這些因素最終都可以帶來更高的收入

既然我們已經概述了物聯網如何在農業領域有利地應用,讓我們來看看列出的好處,如何在現實生活中找到它們的應用。

農業中的物聯網應用案例(示例)

有許多類型的農業物聯網感測器,以及一般農業物聯網應用:

1.監測氣候條件

可能最受歡迎的智慧農業小工具是微氣象站,結合了各種智慧農業感測器。他們位於整個現場,從環境中收集各種數據,並將其發送到雲端。所提供的測量可用於繪製氣候條件圖,選擇合適的作物,並採取必要的措施來提高其能力(即精準農業)。

此類農業物聯網設備的一些示例是 IDVIEWallMETEOSmart Elements 和 Pycno

農業物聯網設備

2. 溫室自動化

通常,農民使用人工干預來控制溫室環境。物聯網感測器的使用,使他們能夠獲得有關溫室條件的準確即時資訊,例如光照、溫度、土壤條件和濕度。

除了獲取環境數據外,氣象站還可以自動調整條件,以匹配給定參數。具體來說,溫室自動化系統使用類似的原理。

例如, IDVIEWFarmapp 和 Growlink 也是提供此類功能的物聯網農業產品。

GreenIQ 也是一款使用智慧農業感測器的有趣產品。它是一款智灑水控制器,可讓你遠端管理灌溉和照明系統。

綠色智商

3. 作物管理

農業中的另一種物聯網產品和精準農業的另一種元素,是作物管理設備。就像微氣象站一樣,它們應該放置在田間,以收集特定於農作物的數據;從溫度和降水到葉水勢和整體作物健康。

因此,你可以監控作物生長和任何異常情況,以有效預防,任何可能損害產量的疾病或蟲害。耕地和 Semios 可以作為如何使用的情況下,可以在現實生活中提供良好的表示。

用於作物管理的耕地設備

4. 牛的監測和管理

就像作物監測一樣,物聯網農業感測器可以連接到農場的動物身上,以監測它們的健康狀況和記錄性能。牲畜追踪和監控,有助於收集有關牲畜健康狀況、福利和物理位置的數據。

例如,此類感測器可以辨識生病的動物,以便農民將它們與畜群分開並避免污染。使用無人機進行即時牛群追踪,還有助於農民減少人員開支。這與用於寵物護理的物聯網設備類似

例如,Allflex 和 Cowlar 的 SCR 使用智慧農業感測器(項圈標籤),來提供每頭奶牛的溫度、健康、活動和營養洞察,以及有關牛群的集體資訊。

牛監控和管理

5. 精準農業

也被稱為精準農業,精準農業就是關於效率,和做出準確的數據驅動決策。它也是物聯網在農業中最廣泛、最有效的應用之一。

透過使用物聯網感測器,農民可以收集有關田間小氣候和生態系統,各個方面的大量指標:照明、溫度、土壤條件、濕度、二氧化碳水平和害蟲感染。這些數據使農民能夠估計他們的作物所需的最佳水、肥料和殺蟲劑數量,減少開支,並種植更好、更健康的作物。

例如,CropX 建構了物聯網土壤感測器,可以測量土壤濕度、溫度和電導率,使農民能夠單獨處理每種作物的獨特需求。結合地理空間數據,這項技術有助於為每個領域,創建精確的土壤圖。Mothive 提供類似的服務,幫助農民減少浪費、提高產量並提高農場的可持續性。

6. 農業無人機

也許最有前途的農業技術進步之一,是在智慧農業中使用農業無人機。無人機也被稱為 UAV(無人駕駛飛行器),比飛機和衛星更能收集農業數據。除了監視功能外,無人機還可以執行大量以前,需要人工完成的任務:種植作物、防治病蟲害和感染、農業噴灑、作物監測等。

閱讀更多:為什麼要使用農業無人機?主要優勢和最佳實踐

 

例如,DroneSeed 製造用於在森林砍伐地區植樹的無人機。使用這種無人機的效率是人類勞動的 6 倍。一個感覺飛農業無人機 eBee SQ,採用多光譜圖像分析,來估算作物的健康,並配備以實惠的價格。

農用無人機

7. 智慧農業的預測分析

精準農業和預測數據分析齊頭並進。雖然物聯網和智慧感測器技術,是高度相關的即時數據的金礦,但數據分析的使用可以幫助農民理解它,並做出重要預測:作物收穫時間、疾病和侵染風險、產量等. 數據分析工具,有助於使本質上高度依賴天氣條件的農業,變得更易於管理和預測。

例如,Crop Performance 平台可幫助農民提前了解產量和品質,以及他們對不利天氣條件(如洪水和乾旱)的脆弱性。它還使農民能夠優化每種作物的水和養分供應,甚至選擇產量性狀以提高品質。

應用於農業,SoilScout 等解決方案,使農民能夠節省高達 50% 的灌溉用水,減少因過度澆水造成的肥料損失,並在不受季節或天氣條件影響的情況下,提供可行的見解。

8. 端到端農場管理系統

一種更複雜的農業物聯網產品方法,可以用所謂的農業生產力管理系統來表示。它們通常包括安裝在現場的許多農業物聯網設備和感測器,以及具有分析功能和內置會計/報告功能的強大儀表板。

這提供了遠端農場監控功能,並允許你簡化大部分業務營運。FarmLogs 和 Cropio 代表了類似的解決方案

除了列出的物聯網農業用例外,一些突出的機會包括車輛追踪(甚至自動化)、儲存管理、物流等。

作物農場管理系統

開發智慧農業解決方案之前需要考慮的事項

正如我們所見,物聯網在農業中的用例是無窮無盡的。智慧設備可以透過多種方式,幫助你提高農場的績效和收入。然而,農業物聯網應用開發並非易事。如果你正在考慮投資智慧農業,則需要注意某些挑戰。

1.硬體

要為農業建 IoT 解決方案,你需要為你的設備選擇感測器(或創建自定義感測器)。你的選擇將取決於你想要收集的資訊類型,以及你的解決方案的總體目的。無論如何,感測器的質對產品的成功非常重要:這取決於所收集數據的準確性及其可靠性。

2. 大腦

數據分析應該是每個智慧農業解決方案的核心。如果你無法理解所收集的數據本身,那麼它本身將無濟於事。因此,你需要擁有強大的數據分析能力,並應用預測算法和機器學習,以便根據收集的數據獲得可操作的見解。

3.維護

硬體維護是一項對農業物聯網產品相當重要的挑戰,因為感測器通常用於現場,很容易損壞。因此,你需要確保你的硬體耐用且易於維護。否則,你將需要更頻繁地更換感測器。

4. 流動性

智慧農業應用,應針對田間使用進行量身訂製。企業主或農場經理應該能夠透過智慧手機,或桌上型電腦,在現場或遠端訪問資訊。

此外,每個連接的設備都應該是自主的,並且有足夠的無線範圍,與其他設備進行通信,並將數據發送到中央伺服器。

智能農業應用程序開發

5. 基礎設施

為了確保您的智能農業應用程序運行良好(並確保它可以處理數據負載),您需要一個可靠的內部基礎設施。

此外,您的內部系統必須是安全的。未能正確保護您的系統只會增加有人闖入、竊取您的數據甚至控制您的自動拖拉機的可能性。

6. 連通性

在許多農業設施之間傳輸數據的需求,仍然對採用智慧農業構成挑戰。毋庸置疑,這些設施之間的連接應該足夠可靠,以承受惡劣的天氣條件,並確保無中斷運行。今天,物聯網設備仍然使用不同的連接協議,儘管目前正在努力製訂該領域的統一標準。5G 和網路等技術的出現,有望幫助找到解決此問題的方法。

7. 數據收集頻率

由於農業行業的數據類型多種多樣,因此確保最佳數據收集頻率,可能存在問題。來自現場、航空和環境感測器、應用程序、機械和設備的數據,以及處理後的分析數據,可能會受到限制和監管。如今,安全即時地交付和共享這些數據,是當前智慧農業面臨的挑戰之一。

8. 農業數據安全

精準農業和物聯網技術意味著處理大量數據,這增加了犯罪者可用於數據盜竊和駭客攻擊的潛在安全漏洞的數量。不幸的是,農業數據安全在很大程度上,仍然是一個陌生的概念。例如,許多農場使用無人機將數據傳輸到農業機械。這種機器連接到 Internet,但幾乎沒有安全保護,例如用戶密碼或遠端訪問身份驗證。

一些基本的物聯網安全建議,包括監控數據流量、使用加密方法保護敏感數據、利用基於人工智慧的安全工具,即時檢測可疑活動的痕跡,以及將數據儲存在區塊鏈中,以確保其完整性。為了充分受益於物聯網,農民必須熟悉數據安全概念,訂製內部安全政策,並遵守這些政策。

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聯合國糧食及農業組織 (FAO) 稱,全球人口預計到 2050 年將超過 90 億。要為特定人口生產足夠的食物,農業產量必須增加 50%。

由於農業經營資源有限(大部分適合耕種的土地已經在使用),增加產量的唯一途徑是提高生產效率。毫無疑問,智慧農業可以在多大程度上,幫助應對這一挑戰;事實上,似乎沒有它是不可能的。在Eastern Peak,我們為農業開發定制的物聯網解決方案,根據您的特定需求量身定制。

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如何開始?

從牲畜跟踪到高級田間測繪,智慧農業中的物聯網應用因農場而異,具體取決於你的細分市場、氣候和地區。在許多情況下,開箱即用的工具將無關緊要,你可能需要量身訂製的智慧農業物聯網解決方案。在 Eastern Peak,我們會單獨接觸每位客戶,以滿足他們的獨特需求。

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