现代农民面临着前所未有的挑战，从养活世界快速增长的人口、最大限度地利用可用土地，到应对气候不确定性和补充过度使用的土壤中的养分。从历史上看，技术创新总是使农民能够应对新的挑战，今天也不例外；特别是，农民正在采用智能农业技术，例如精准农业、牲畜可穿戴设备和智能灌溉。
使这些方法成为可能的关键技术是物联网 (IoT)，其形式是通常连接到农业设备或动物上的设备，可以实时跟踪和向农民传递有价值的数据，帮助他们提高产量、改善牲畜健康和节约用水，以及许多其他好处。
每个支持物联网的农业应用的组件
支持物联网的智能农业应用利用传感器、网关和模块的组合。传感器收集环境或系统条件，并通过网关通过互联网将这些信息传输给农民。网关（必须坚固耐用以承受恶劣条件并具有足够的电池寿命以在农业环境中充分发挥作用）是提供对传感器网络和摄像头的访问的重要解决方案链接，使数据从一个网络流向另一个网络。最后，物联网模块确保从网关到蜂窝网络、传感器和其他现场设备的连接。
还值得注意的是，不同的智能农业应用之间存在相当大的重叠。这些物联网驱动的农业应用之间最常见的相似之处可能是它们利用了远程监控和传感功能。具体而言，物联网连接设备可帮助农民随时了解整个农业运营中不断变化的条件，使他们能够访问优化农业流程所需的实时数据。
精准农业
精准农业是一种物联网驱动的农业方法，它允许农民观察、测量和应对波动变量，从而提高作物产量，同时最大限度地减少浪费。例如，精准农业解决方案将向农民发送有关土壤条件、营养缺乏和降水的及时警报，这些警报可能意味着作物的歉收和成功。这些方法还允许农民测量和应对田间和田间变异，并监测害虫行为和交配模式。此外，通过精准农业应用，农民可以利用历史数据和趋势来了解要种植哪些种子、最理想的种植时间和收获时间。
精准农业还可以应用于跟踪农业设备，如跟踪器和收割机。在这方面，农民可以使用物联网设备跟踪偏远地区车辆的位置。这种技术也是防止盗窃的一个很好的防御手段。其他警报，如状态更新，可以防止设备在应该运行时闲置。同样，这些通知可以告诉农民这些机器的运行状况，例如发动机温度是否过高。此类警报可帮助农民减少昂贵的维修，提高设备的正常运行时间和使用寿命，从而改善环境管理。
智能灌溉
另一个支持物联网的农业应用是智能灌溉，它可以实现更精确的水监测和管理，帮助农民最大限度地提高效率并减少浪费，确保作物产量更好、更稳定。与之前的应用非常相似，物联网连接的灌溉系统会生成实时数据，帮助农民深入了解他们的用水情况。这些数据驱动的见解使农民能够准确地安排灌溉，防止利用不足或过度浇水。
一些最先进的智能灌溉系统是自主的。如果其中一个系统检测到泄漏，它不仅会向农民发出警报，还会自动关闭受影响管道的水，以最大限度地减少水损失。同样，如果智能灌溉系统通过传感数据确定土壤湿度水平过低，无法实现最佳作物生长，它可以启动喷水器。这些创新还可以帮助农民遵守法规，避免昂贵的罚款，同时造福环境。
牲畜可穿戴设备
正如精准农业帮助农民优化作物产量一样，物联网设备也可以让农民在出现任何问题时立即采取行动，从而显著改善牲畜的健康状况。特别是，农民会将带有连接传感器的可穿戴设备连接到牲畜身上。这些可穿戴监测设备将数据传输到云端，让农民可以远程监测许多变量。
例如，农民可以观察牲畜的生命体征（例如心率、体温等），以便在这些问题影响牛群或羊群的整体健康之前发现和解决疾病等问题。可穿戴物联网设备还可以跟踪牲畜的繁殖周期和产犊情况，以促进安全、成功的结果。同样，农民可以使用这些物联网可穿戴解决方案来监控牲畜的实际位置，帮助找到生病或失踪的动物并优化放牧模式。最终，这些物联网技术可以促进动物更健康，从而生产出质量更好的鸡蛋、牛奶、肉类等。
物联网的关键要素：连接性
物联网支持的农业应用是游戏规则改变者，将彻底改变农业并帮助解决当今的许多挑战。然而，它们的功能依赖于无线技术，如蜂窝 LPWA 和 4G、Wi-Fi 和蓝牙。如果没有稳定的连接，物联网设备和传感器就无法收集或传输数据。为此，农民必须确保他们的物联网部署能够持续使用这些无线技术。值得庆幸的是，随着连接成本的下降，蜂窝覆盖范围继续扩大到美国，这可能会在不久的将来增加这些有价值的物联网驱动的农业应用的普及率。
作者：Greg Oppenheim
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