无线传感器、农场物联网（IoFT）和大数据将如何影响未来农业？

 

整体来看，全球农业发展主要特点及趋势有以下几点： 食品和燃料需求的提高；全球化和市场波动加剧；农场合并和农村企业专业化；农业公司的环境可持续性和合规性（从原材料到产品上市的全过程）；农场经营缺乏熟练劳动力；精准农业的普及；农场管理趋于专业化。

 

在掌握趋势的前提下，我们就可以尝试了解近期和未来农业技术的发展方向，以下信息来自John Deere Farm Sight（Trends & Issues in Agricultural Technology 2013，Jerry Roell）。

 

21世纪初，农业机械中采用了各种先进技术，如亚英寸级GPS导航系统、自动导航和平行循迹。当今农业运用技术主要有精准农业、精密灌溉、局部控制、可变速率、农场测绘。我们预计，未来无线连接、移动计算、云计算、物联网（IoT）及大数据等新技术可能会影响未来农业领域的发展。用以下几个例子进行说明：

利用无线传感器监测土壤、植物和气候
 

2014年的一项研究（Computer Standards & Interfaces）中称，传感器能够测定物理性质并将其转换为直观信息。随着技术的普及和传感器尺寸的缩减，传感器现已涉足生活中几乎每个领域。农业是能将传感器和无线网络技术物尽其用的行业之一。未来农场可以利用土壤传感器测量土壤温度、湿度、电容率、水流量、水位、电导率、盐分含量；使用植株叶片传感器测量作物光合作用、湿度、温度、CO2等指标；还能利用传感器测量一些气候指标，比如温度、湿度、大气压力、风速和方向。传感器的运用能帮助确定不同地区对养分和水分的需求，并主动制定解决方案，帮助改进农场的经营。

 

农场物联网
 

农场物联网这个术语指的是一种新兴趋势，即几台设备同时连接到用户和其他联网设备。其主要理念是，让农场上的拖拉机、收割机、喷雾器、卡车、筒仓、灌溉系统、温室系统等“智能设备”联网进行数据采集及交换，允许多台设备同时或单独运作，为数据输入、车队和设备管理、牲畜营养控制和农场采购等提供便利（The Internet of Things: Implications for agriculture. Https://www.fcc-fac.ca/en/ag-knowledge/technology-and-innovation/the-internet-of-things-implications-for-agriculture.html ）。

 

未来，“智慧农场”将是这样的：农场气象站和土壤传感器可在作物需要施用杀菌剂时发出警报，水流控制阀根据传感器检测到的数据自动开启或关闭；植物湿度传感器与收割机联网，指示最佳收获时间；监测家畜温度、心率、呼吸等数据的装置将在第一时间对动物的健康问题或外界刺激发出警报；业务管理方面，农场主和雇工也能轻松调阅设备零部件的磨损程度及农场物料的库存水平。举例来说，物联网的传感器将自动监测燃料、食品和农药库存，当库存水平低于规定值时，自动向供应商下达采购订单。

 

大数据
 

信息的产生和收集对于农民的决策将越来越重要。然而，在如今纷繁复杂、不断变化的环境下，既无时间也无能力对农场中每块区域的信息进行分析。在此背景下，大数据分析应运而生。

 

商业智能领域的龙头企业SAS称：“大数据是一个术语，描述了影响企业日常业务的大量（结构化和非结构化）数据，但真正重要的不是数据量，而是如何利用数据。通过对大数据的分析获得更好的决策和战略方向。”

 

大数据的应用有多种方式，例如创建模型用于预测降雨量、温度和虫害。农场物联网集成的设备可自行确定拖拉机、收割机和卡车等设备的操作顺序和时间，并根据具体区域的特性选取种子品种。

 

虽然硅谷的创业公司和大型跨国企业都在竞相开发这类先进技术，但新技术的盈利能力、可扩展性和安全性等问题仍值得考虑。无线传感器、农场物联网和大数据等技术可能面临的挑战有：

 

- 农场设备生成的数据归属于农民还是设备制造商？
 

- 植入和维护如此复杂系统的成本是多少？ 收益大于成本吗？
 

- 传输和运算如此大量的数据，要用怎样的宽带连接设施？不同品牌下的产品如何保证都能被连接？
 

- 智能农场生成的巨量数据要存储在哪里？
 

- 安全方面：如何保护这些系统免遭黑客的恶意攻击？

 

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