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物联网使农业和智能农业成为可能

文章作者:Vishal Goyal

物联网使农业能够帮助实现预期的结果，并帮助作出知情的决定。随着超低功耗和精确技术的出现，现在可以通过物联网连接所有可能的作物和牲畜……

农业是世界上最主要的食物来源。它不仅为许多行业提供食物，而且为许多国家的GDP和经济增长做出了重大贡献。它也是许多国家的主要收入来源。

随着城市化的演变，天气变化和人口增加，农业部门面临着许多挑战。强烈需要增加每个单位面积的生产。由于使用资源，肥料和农药，传统方法耕作导致农场的降低。

智慧农业已成为提高产量、优化利用资源的重要举措。智能农业对于有机农业和种植消费者需要的水果、蔬菜或粮食类型也非常重要。

智能农业不仅对农作物很重要，对牲畜也很重要。技术可以帮助增加牲畜的产量，改善它们的健康状况，避免疾病的爆发或传播。

农业物联网包括传感器、处理、连接、网关和云解决方案，根据具体用例进行工作优化。

物联网在农业用例中的作用

作物监测

为了获得庄稼土壤的最大生产率，需要监测湿度和温度的环境。重要的是不仅要监控绝对湿度和温度，而且更长时间的变化。该数据可以与作物的理想配置文件相关联。该监测还有助于识别何时以及杀虫剂和肥料的何时以及如何用于最小化其使用。

绿房子

随着各种水果和蔬菜的需求日益增长，为特定类型的植物创造理想的植物来增长和蓬勃发展是重要的。IOT启用温室监控其环境条件并调整以避免任何偏差。

遥远的灌溉

远程灌溉是监测的下一步，他们根据土壤和环境温度和湿度来控制灌溉。物联网使灌溉系统不仅能节约用水，还能确保为作物提供适量的水。在物联网灌溉中，灌溉取决于土壤湿度，而不是基于预先或预先确定的灌溉间隔。

畜牧业监测

在物联网农场中，对羊、猪、鸡和牛等牲畜的健康状况进行监测，以确定任何疾病、授精期和活跃期。物联网使传感器可以安装在牲畜的耳朵或身体的其他部位，以监测它们的体温和活性。对温度异常的家畜，可以进行隔离和医疗，以避免疾病对其他家畜的爆发。牲畜的活跃性不仅与健康有关，而且与产出的质量有关。从活跃的奶牛比从闲置的奶牛生产更多的牛奶。

物联网还使农场能够监测饲养牲畜的环境，以确保它们处于适当的生活条件中。

Geo击剑

在大农场中，牲畜被允许漫游并生活在自然状态。虽然他们没有被锁定，但重要的是要确保他们的安全性，并且他们不会离开农场。因此，需要使用支持GPS的跟踪器监控。跟踪器由运动传感器组成，以监控其运动，如果牲畜移出指定区域，如果牲畜移动，则会监视其动作和GPS以产生警报。

物联网支持智能农业的架构

农业中的典型物联网系统包括以下块

传感器
信号调节
处理与安全
电源管理
连接
定位

传感器

传感器用于检测作为任何物联网系统基础的外部输入。

加速度计用于检测农场的运动、活动水平、入侵等。
湿度和温度传感器用于土壤监测、环境空气监测和牲畜健康监测。这些传感器为农业用例中的物联网实现提供了关键输入。
压力传感器可以检测到最终用于测量高度的大气压。由于压力传感器需要开口的隔膜来检测压力，因此它们也容易发生水和化学污染。因此，需要一种压力传感器，其可以保持从氯和溴等化学物质中的安全性。

连接

农业中的连通性可以从以下应用需求来看

范围:对于室内监测，可以采用蓝牙、BLE、Wi-Fi等短距离射频技术，从传感器节点收集数据，发送到网关进行进一步传播。对于大型农场的监控，GPRS和LPWAN等远程技术是首选，因为它们可以直接连接到电信基础设施。网格技术，如BLE Mesh和6LowPan可以增强短程技术的范围，使其适合户外使用。
能源消耗:农业领域的大多数应用都是由非充电电池供电的，因此BLE、RF subGhz和LPWAN(如Sigfox)等技术比Wi-Fi、蓝牙和GPRS等耗电量呈指数级增长的技术更受青睐。

因此，我们专注于本文中的BLE和Subghz，因为它们似乎是农业生态系统中最合适的连接技术。

低功耗蓝牙[BLE]是一种无线个人区域网络(WLAN)技术，在为设备增加智能手机连接的同时，它只消耗传统蓝牙和Wi-Fi的一小部分电流。它工作在2.4Ghz频率范围内，这是一个全球免费ISM频段。BLE Mesh是物联网解决方案的Mesh网络中连接多个BLE设备的软件解决方案。Mesh解决方案的引入使得即使设备不在网络的直接范围内，也可以进行连接。

意法半导体的BlueNRG-2是一款超低功耗BLE 5.0认证的芯片系统，它提供了传感器的无缝连接、隐私1.2、安全连接4.2、8dbm输出功率，以及到物联网设备的可靠BLE链接。此外，它支持标准完全兼容的SIG BLE Mesh。

低功耗广域网(LPWAN)技术是连接方面的另一场革命，因为它们允许连接数公里，但消耗的电力非常少，甚至可以用一个不可充电的硬币电池供电。Sigfox是一种LPWAN技术，提供全球云计算、远程连接和非常低的电流消耗。

为了在联合解决方案中提供短程和远程技术的优势，意法半导体公司推出了一种独特的解决方案，将BLE和Sigfox无线电S2-LP结合为一个通用解决方案。双无线电通过Sigfox和智能手机使用BLE提供远程连接。智能手机连接到Sigfox设备将实现用户界面[UI]，通过Air固件更新[OTA]，直接配置和控制。

智慧胜过优势

农业IOT最重要的方面之一是能够分析各种作物或牲畜的数据，并将它们与实际生产力相关联。人工智能使用自然启发的计算方法的组装，并且机器学习是指使机器能够识别底层模式的技术，以便通过分析数据来进行预测和建议。但随着IOT启用的农业设备的数量众多，从传感器发送到云的原始数据会在云中所需的数据带宽和计算能力中看到升级。

当一些分析移动更接近感测节点或边缘时，可以有效地利用人工智能。边缘计算提供数据隐私和降低的带宽要求以及云计算。边缘计算意味着节点本身的智能感应和处理，因此这些设备的选择非常重要。智能节点分析数据，运行传感器算法，估计上下文，并将数据发送到云以进行进一步处理。