Soil Monitoring – Smart Agricultural Sensor Network
土壤監測——智慧農業感測器網路
行動物聯網雲端縮時應用方案
物聯網土壤監測使用技術，使農民和生產者能夠最大限度地提高產量、減少疾病，並優化資源。物聯網感測器可以測量土壤溫度、NPK、體積含水量、光合輻射、土壤水勢和土壤氧含量。然後將來自物聯網感測器的數據傳輸回中心點（或雲）進行分析、可視化和趨勢分析。
然後可以使用由此產生的數據來優化農業操作、辨識趨勢，並對條件進行細微調整，以最大限度地提高作物產量和品質。物聯網在農業中的應用被稱為智慧農業（或智能農業），物聯網是精準農業的核心組成部分。
我可以使用智慧農業/物聯網感測器測量什麼？
智慧農業專注於土壤、天氣和作物條件。鑑於天氣和灌溉的重要性，許多智慧農業解決方案與智慧環境（空氣質量）和智慧水（污染、濁度、營養素）相結合，形成完整的解決方案。下面列出了最常見的物聯網感測器：
土壤溫度
土壤溫度是影響地下植物活動的重要因素，影響根的生長、呼吸、氮的分解和礦化。物聯網感測器可以通過測量氣溫和其他因素來估計土壤溫度；然而，最準確的測量是使用埋在土壤中的探頭。
根據相關植物的根部結構，可以在不同深度安裝多個探頭。可以使用使用紅外技術的不同類型的物聯網傳感器監測地表土壤溫度。
- 土壤溫度。
- 非接觸表面溫度。
土壤濕度
也可以使用帶有電極的埋地探頭，來監測土壤的水分含量。在水文學中，土壤科學和農業水分含量在土壤化學、植物生長和地下水補給中，起著非常重要的作用。由於以下幾個原因，土壤水分含量非常重要：
- 土壤中的水是所有作物和植物的關鍵營養素。
- 水是光合作用的重要組成部分。
- 作物產量在很大程度上受到土壤中水的可用性的影響。
- 土壤水分是植物生長所需可溶性食物養分的重要載體。
- 土壤水分有助於調節土壤溫度。
土壤科學是一個複雜的領域，足以說明；它超出了本文的範圍！Libelium 的物聯網和智慧農業技術可以衡量以下內容：
- 土壤濕度（3 x 深度）
- 電導率。
- 體積含水量。
- 土壤水勢。
太陽輻射
物聯網感測器可以測量在光合作用中，發揮重要作用的不同類型的太陽輻射。除了基本的勒克斯光照水平外，物聯網還可以測量以下內容：
- 太陽能 – 光合作用有效輻射。
- 太陽能 - 紫外線。
- 太陽能——短波。
太陽輻射會對植物生長產生真正的影響，物聯網使你能夠監控太陽水準，以了解相關性和趨勢。
天氣
降雨/降水、風、濕度和大氣壓力，都在植物生長中起著非常重要的作用。我們的智慧農業系統支持多個先進的氣象站。氣象站和土壤感測器，讓你可以 360 度全方位了解你的農業經營情況。物聯網氣象站可以測量以下內容：
- 降水（光學和翻斗測量）。
- 溫度。
- 濕度。
- 空氣壓力。
- 風速。
- 風向。
NPK 土壤感測器
氮、磷和鉀（鉀肥）感測器在市場上相對較新，但提供了一種可以使用物聯網感測器，測量這些關鍵土壤養分的方法。NPK IoT 感測器使用各種技術，但 TDR 是這些感測器使用的常用方法。NPK 感測器支持將 RS485 整合到 IoT 解決方案中，包括 LoRaWAN 和數據記錄器。
組合式 NPK 感測器可以測量：
- 氮
- 磷
- 鉀
- 酸鹼度
- 歐共體
- 溫度
- 水分
注意： NPK 感測器處於開發階段，這些感測器的準確度/靈敏度因供應商而異。MTG 正在幫助試驗一些下一代 NPK 感測器，有望提高這些感測器的精度。
其他測量
我們支持許多其他用於農業的物聯網感測器，並且在特定的利基場景中很有價值。雖然不是土壤監測，但它們增強了任何物聯網佈署。這些額外的感測器包括：
- 蒸汽壓力
- 土壤含氧量。
- 葉和流芽溫度。
- 葉濕。
- 樹幹、莖和果徑。
物聯網和智慧農業的無線通信
物聯網解決方案的一個主要優勢是提供廣泛的無線通信選項。物聯網不僅限於行動覆蓋廣泛的城市地區；支持 LoRaWAN、4G、Zigbee、Sigfox、WIFI 和衛星意味著智慧農業/農業解決方案適用於城市、農村和非常偏遠的環境。物聯網系統的低功耗特性意味著節點和感測器可以由電池、太陽能或其他可再生能源供電。
應用
幾乎所有農作物或農業企業都可以使用物聯網優化其運營。我們已經看到對以下方面的特殊興趣：
- 大麻和大麻
- 大豆
- 土豆
- 杏仁
- 櫻桃、蘋果
遠端環境呢？
如前所述，Libelium IoT 支持廣泛的通信協議，並且頻寬相對較低。在使用衛星通信，將這些數據傳輸回雲之前，你可能擁有一個使用 LoRaWAN（即 15 公里）的本地感測器網路。
這種傳輸可以是即時的，也可以是定期分批的。物聯網、衛星和農業的使用與分佈在廣泛區域的偏遠農業社區和定居點特別相關 —— 也許是缺乏或不存在行動或傳統寬頻覆蓋。
我可以控制灌溉系統、供暖或照明系統嗎？
任何精準農業或自動化系統的第一部分，都是測量元素。物聯網和智慧農業解決方案每天收集數千個數據點。一旦對這些數據進行分析、格式化和關聯，系統就可以使用它來觸發智慧響應，或自動化基礎設施的其他方面。
例如，當土壤濕度低於某個水準時，軟體可以觸發你的灌溉系統。如果水分含量增加到次優水準，系統可以向操作人員或農業人員發出警報。有了物聯網和農業，可能性是無限的。
我可以測量浸出或肥料流失嗎？
可以測量水中的硝酸鹽，而磷酸鹽則稍微困難一些。因此，使用這種技術，你可以估計施肥後的肥料流失。水中的磷酸鹽檢測稍微專業一點，大多數技術仍然依賴於試劑。
我如何使用這些數據？
數據和洞察力的有效使用實際上，取決於你的環境和應用。
- 基於 Web 的儀表板可以可視化數據。
- 行動應用 app 和行動優化網頁，可以為行動設備可視化數據。
- 可以使用 Excel、PowerBI 或 Tableau 等分析工具導入或訪問數據。
- 如果超過閾值（即 NPK 水準、土壤濕度等），儀表板和監控系統可以生成警報
了解有關土壤監測和物聯網的更多資訊
這篇報導目的在作為物聯網土壤監測的入門。土壤科學的研究領域非常廣泛，土壤的特徵和重要屬性，因作物或特定土壤條件而異。如果你想討論物聯網如何幫助你的業務或幫助優化產量、減少疾病和提高品質。
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