网络生态系统如何改变农场的未来

智慧农业是用技术改善农业的科学和艺术。农业创新绝不是新事物——自从轮子和犁的发明以来，该行业几个世纪以来一直在采用新的工具和工作方式。

今天，随着我们进入高科技农场时代，新技术不断涌现，颠覆了农民监测、管理和查看农业各个方面的方式。前任主席肖恩·钱德勒 (Shawn Chandler) 表示，种植足够的食物来养活人口从来都不是一件容易的事，而且随着资源压力的增加，投资于可以减轻行业负担的创新技术比以往任何时候都更加重要 - IEEE 物联网智慧城市工作组。

连接和数据收集的增长

在传统的户外大面积农业中，使用通信网络和联网传感器等关键技术来监测作物状况和环境发生了革命。农业传感器使农民能够从远程测量工具访问实时数据，这些工具报告土壤湿度、温度和 pH 值。

类似地，环境传感器可以测量日照（给定区域的阳光量）、降雨量、风速、气温和湿度。最近，无人机已被用于调查作物或害虫，并在连接到通信网络时实时监测和报告大面积农田。最终，所有这些工具都在帮助农民以更少的实际存在来耕种更多的土地。

随着预算和空间越来越受到限制，越来越多的农民开始使用自动化设备。使用技术，他们可以以最高效率种植、浇水、维护和收获作物，这有助于改善土地、资源和时间的利用。这在种植和浇水方面尤为重要。通过种植，自动化种植可以优化土地利用，并在给定区域内种植最多的植物。

在浇水方面，传统的地表浇水方法由于灌溉和蒸发、过度浇水以及使用的喷头类型而导致效率低下。研究表明，新的灌溉方法可以减少多达 50% 的用水量，同时仍能保持作物产量。通过室内农业，农民还可以精确控制 LED 照明和光周期（作物暴露在光线下的时间长度），以降低能源成本并提高产量。

最后，有了现代农民工具箱中的数据，所有农业领域都可以从数据分析投资中受益。将现有数据集与机器学习和智能系统相结合，可以发现模式并发送警报或通知。所有这些都有助于为农民提供更多信息和改进决策。

新技术，新挑战

事实上，虽然这些新技术对于现代农民来说是显而易见的选择，但它们也面临着一系列挑战。对于任何远程数据收集方法，都需要通信网络来集成来自多个传感器或其他设备（例如现场自动化设备或无人机）的数据。

这种网络意味着第三方网络供应或购买和维护私有网络。虽然最新的专用网络具有最佳的数据吞吐量能力，并且可以管理与数千台设备的通信，但成本和技术支持要求可能令人望而却步。

除此之外，数据存储也是一个需要仔细考虑和提前规划的问题。许多传感器收集数据的数量和频率各不相同。最后，传感器有多种形式，具有不同的功能。

具有许多特性和测量功能的复杂传感器成本更高，并且在需要更换电池之前的性能周期也更短。此外，复杂的传感器往往会传送更大的数据包，这意味着更好的网络吞吐量、更少的传感器或提前定时的通信计划。

智能商业模式通常使用软件来管理企业的供需压力。在农业方面，从农场到餐桌的整个过程都可以通过软件进行管理和传感器监控，从而降低总体成本、提高供应的总体产量和质量，并改善配送物流。

但是，使用此类软件需要技术技能和培训。与此同时，评估数据的人还需要知道何时给作物浇水，或者土壤水分的最低水平是多少。因此，要取得成功的智能农业，必须全面考虑农业和技术知识以确保成功。

在智能农场中，传感器、网络和数据等技术正在整合，以改善整个行业，从播种到收获，再到更远。随着技术改变农场，它也将改变农民，实现对田地和作物的远程监控，并通过数据分析将他们的存在有效地分布在大片土地上，并将他们的注意力引导到最需要他们的地方。随着对农民的要求比以往任何时候都高，这些技术与管理软件相结合正在创建一个虚拟生态系统，在整个农业过程中，资源和生产的食物得到更有效的管理。

作者是肖恩·钱德勒， 过去的椅子 – IEEE 物联网智能城市工作组