Farmer's Pride International
A Catalyst for Socio-Economic Transformation
An Agriculture Subsidiary of the Hunter's Global Network PTY LTD
农业的未来
智能农业技术
什么是智能农场？
智能农业是一个新兴概念，指的是使用现代信息和通信技术管理农场，以增加产品的数量和质量，同时优化所需的人力。
当今农民可用的技术包括：
传感器：土壤、水、光、湿度、温度管理
软件：针对特定农场类型或与用例无关的专用软件解决方案 物联网平台
位置：GPS、卫星等
机器人：自动拖拉机、加工设备等。
数据分析：独立分析解决方案、下游解决方案的数据管道等。
这些技术已经如何改变农业，未来又会带来哪些新变化？
自主和机器人劳动
用自动化代替人工是多个行业的发展趋势，农业也不例外。农业的大多数方面都是异常劳动密集型的，其中大部分劳动由重复和标准化的任务组成——这是机器人和自动化的理想利基。
我们已经看到农业机器人或 AgBots 开始出现在农场并执行从种植和浇水到收割和分类的各种任务。 最终，这股新的智能设备浪潮将使用更少的人力生产更多更高质量的食品成为可能。
无人驾驶拖拉机
拖拉机是农场的核心，根据农场的类型及其辅助设备的配置，可用于许多不同的任务。 作为 自动驾驶技术的进步，拖拉机有望成为最早被改装的一些机器。
在早期阶段，仍需要人工设置田地和边界图，使用路径规划软件对最佳田地路径进行编程，并确定其他操作条件。 仍然需要人工进行定期维修和保养。
减少劳动力，提高产量和效率
将自主机器人技术融入农业的核心理念仍然是减少对体力劳动的依赖，同时提高效率、产品产量和质量。
与他们的前辈大部分时间都花在繁重的劳动上不同，未来的农民将把时间花在修理机器、调试机器人编码、分析数据和规划农场运营等任务上。
正如所有这些 agbot 所指出的，在农场的基础设施中内置强大的传感器和物联网骨干是必不可少的。真正“智能”农场的关键在于所有机器和传感器能够相互通信以及与农民进行通信，即使它们是自主操作的。
哪个农民不想鸟瞰他们的田地？ 曾经这需要雇用直升机或小型飞机飞行员飞越一处房产进行航拍，配备相机的无人机现在可以以极少的成本生成相同的图像。
此外，成像技术的进步意味着您不再局限于可见光和静态摄影。 相机系统涵盖从标准摄影成像到红外、紫外甚至高光谱成像的所有领域。其中许多相机还可以录制视频。 所有这些成像方法的图像分辨率也都提高了，“高分辨率”中的“高”值继续上升。
所有这些不同的成像类型使农民能够收集比以往更详细的数据，增强他们监测作物健康、评估土壤质量和规划种植地点以优化资源和土地利用的能力。 能够定期进行这些实地调查可以改进 2D 和 3D 种子种植模式、灌溉和位置映射的规划。 借助所有这些数据，农民可以优化其土地和作物管理的各个方面。
但是，在农业领域产生无人机辅助影响的不仅仅是相机和成像能力——无人机也被用于种植和喷洒。
互联农场：传感器和物联网
创新、自主的农业机器人和无人机很有用，但真正让未来农场成为“智能农场”的是将所有这些技术结合在一起：物联网。
基于物联网的智能农业周期
物联网的核心是您可以从事物（“T”）中提取并通过互联网（“I”）传输的数据。
为了优化耕作过程，安装在农场上的物联网设备应以重复周期收集和处理数据，使农民能够对新出现的问题和环境条件的变化做出快速反应。智能农业遵循这样一个循环：
1. 观察
传感器记录来自作物、牲畜、土壤或大气的观测数据。
2. 诊断
传感器值通过预定义的决策规则和模型（也称为“业务逻辑”）馈送到云托管的 IoT 平台，以确定检查对象的状况并识别任何缺陷或需求。
3. 决定
在发现问题后，IoT 平台的用户和/或机器学习驱动组件确定是否需要针对特定位置进行处理，如果需要，则需要进行哪些处理。
4. 行动
在最终用户评估和行动之后，循环从头开始重复。
农业问题的物联网解决方案
许多人认为物联网可以为从种植农作物到林业的所有农业领域增加价值。在本文中，我们将讨论物联网可以彻底改变的两个主要农业领域：
精耕
农业自动化/机器人化
1.精准农业
精准农业或精准农业是基于物联网的方法的总括概念，可以使农业更加可控和准确。简而言之，植物和牛得到了它们需要的精确治疗，由机器以超人的精确度确定。与经典方法的最大区别在于，精准农业允许每平方米甚至每株植物/动物而不是田地做出决策。
通过精确测量田间的变化，农民可以提高杀虫剂和化肥的有效性，或者有选择地使用它们。
2. 精准畜牧业
与精准农业一样，智能农业技术使农民能够更好地监控个体动物的需求并相应地调整其营养，从而预防疾病并增强畜群健康。
大型农场主可以使用无线物联网应用程序来监控他们的牛的位置、健康状况和健康状况。有了这些信息，他们可以识别生病的动物，从而将它们与畜群分开，以防止疾病传播。
智能温室中的自动化
传统温室通过人工干预或比例控制机制来控制环境参数，这往往会导致生产损失、能源损失和人工成本增加。
物联网驱动的智能温室可以智能地监测和控制气候，无需人工干预。根据作物的具体要求，部署了各种传感器来测量环境参数。该数据存储在基于云的平台中，以便在最少的人工干预下进行进一步处理和控制。
农业无人机
农业是结合地面和空中无人机进行作物健康评估、灌溉、作物监测、作物喷洒、种植、土壤和田间分析以及其他领域的主要垂直领域之一。
由于无人机在飞行时收集多光谱、热图像和视觉图像，它们收集的数据为农民提供了一系列指标的见解：植物健康指数、植物计数和产量预测、植物高度测量、树冠覆盖图、田间水池测绘、侦察报告、库存测量、叶绿素测量、小麦中的氮含量、排水测绘、杂草压力测绘等。
重要的是，基于物联网的智能农业不仅针对大规模农业运营；它可以为有机农业、家庭农业等新兴农业趋势增加价值，包括饲养特定的牛和/或种植特定的文化、保存特定或优质品种等，并增强对消费者、社会和市场意识的高度透明的农业.
食品互联网或农场 2020
如果我们拥有物联网 (IoT) 和 医疗物联网 ( IoMT ) ，为什么不拥有一个用于食物的物联网？欧盟委员会项目互联网食品和 农场 2020 (IoF2020)，一部分 Horizon 2020 工业领导力，通过研究和定期会议探索物联网技术在欧洲食品和农业行业的潜力。
物联网让人们相信，由传感器、执行器、摄像头、机器人、无人机和其他连接设备组成的智能网络将为农业带来前所未有的控制和自动化决策水平，从而在这个最古老的农业中建立持久的创新生态系统。行业。
第三次绿色革命
智能农业和物联网驱动的农业正在为所谓的第三次绿色革命铺平道路。
气候智能型农业
未来 20 年，提高小农作物、畜牧业、渔业和林业生产系统的生产力和收入将是实现全球粮食安全的关键。
世界上大多数穷人直接或间接依赖农业，经验表明，农业增长往往是减少贫困和提高粮食安全的最有效和最公平的战略。气候变化增加了实现农业系统所需增长和改善的挑战，其影响已经显现。气候智能型农业 (CSA) 是一种以全面有效的方式应对这些相互关联的挑战的方法。本简报旨在概述该方法及其主要特征，并回答有关它的常见问题。
气候智能型农业是一种帮助指导行动转变和调整农业系统的方法，以有效和可持续地支持气候变化下的发展和粮食安全。 “农业”涵盖作物和畜牧生产，以及渔业和森林管理。 CSA 不是一个新的生产系统——它是一种确定哪些生产系统和扶持机构最适合应对特定地点的气候变化挑战、维持和提高农业能力以支持可持续发展的粮食安全的方法。大大地。
粮农组织于 2010 年在为海牙农业、粮食安全和气候变化会议准备的背景文件中首次提出了这一概念（粮农组织，“气候智能型”农业政策、实践和粮食安全、适应和减缓融资。2010） ，在国家粮食安全和发展目标的背景下，实现三个主要目标（粮农组织，气候智能型农业资料手册，2013 年）： • 通过提高农业生产力和收入来可持续地提高粮食安全； • 建立复原力并适应气候变化 • 与预期趋势相比，开发减少温室气体排放的机会
可持续提高农业生产力和收入
世界上大约 75% 的穷人生活在农村地区，农业是他们最重要的收入来源。经验表明，在以农业为生的人口比例较高的国家，农业部门的增长在减少贫困和提高粮食安全方面非常有效（世界银行，世界发展报告，2008 年）。通过提高资源利用效率来提高生产力和降低成本是实现农业增长的重要手段。 “产量差距”表明农民在农场获得的产量与技术上可行的最大产量之间的差异，对于发展中国家的小农来说是相当大的（粮农组织，
粮食和农业状况。 2014）。同样，畜牧业的生产力通常远低于其应有的水平。通过提高农业生态系统的生产力和提高土壤、水、肥料、牲畜饲料和其他农业投入的效率来缩小这些差距，可以为农业生产者提供更高的回报，减少贫困并增加粮食供应和获取。与过去的趋势相比，这些相同的措施通常可以降低温室气体排放量。
建立抵御气候变化的能力
减少甚至避免气候变化的这些负面影响是可能的——但这需要制定和实施有效的适应战略。鉴于气候变化对特定地点的影响，以及农业生态和农业、畜牧业和渔业系统的巨大差异，即使在国家内部，最有效的适应策略也会有所不同。已经确定了一系列潜在的适应措施，可以为任何特定地点制定有效的适应战略提供一个良好的起点。其中包括通过使用农业生态原则和景观方法来增加生态系统服务，从而增强农业生态系统的复原力。通过生产或收入多样化来减少风险敞口，以及建立支持有效和及时使用投入的投入供应系统和推广服务，包括抗压作物品种、牲畜品种以及鱼类和林业品种，也是可以提高抵御力的适应措施的例子.
与预期趋势相比，开发减少温室气体排放的机会
包括土地利用变化在内的农业是温室气体排放的主要来源，约占人为温室气体排放总量的四分之一。农业主要通过作物和牲畜管理以及其作为森林砍伐和泥炭地退化的主要驱动因素的作用导致排放。由于在一切照旧的增长战略下预期的农业增长，预计农业的非二氧化碳排放量将增加。
减少农业温室气体排放的方法不止一种。通过可持续集约化降低排放强度（例如二氧化碳当量/单位产品）是农业减缓的一项关键战略（Smith, P. et al. in Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change Ch. 11. IPCC, Cambridge Univ. Press, 2014）。该过程涉及实施提高投入使用效率的新做法，以使农业产出的增加大于排放的增加（Smith, P. et al. in Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change Ch. 11. IPCC，剑桥大学出版社，2014 年）。
另一个重要的减排途径是提高农业的碳封存能力。植物和土壤有能力从大气中去除二氧化碳并将其储存在它们的生物质中——这就是碳封存的过程。增加作物和畜牧系统中的树木覆盖率（例如通过农林业）和减少土壤干扰（例如通过减少耕作）是农业系统中固碳的两种方法。然而，这种形式的减排可能不是永久性的——如果树木被砍伐或土壤被耕作，储存的二氧化碳就会被释放出来。尽管存在这些挑战，但增加碳封存是减缓的巨大潜在来源，特别是因为产生碳封存的农业实践对于适应和粮食安全也很重要。
