農(nóng)業(yè)在世界文明的發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的作用，對(duì)中華文明來(lái)說(shuō)更是如此。
比如各朝代生產(chǎn)工具的演變、水利灌溉工程的興修、耕作和管理技術(shù)的進(jìn)步、地區(qū)的擴(kuò)大。我們很早就能從歷史課本中了解到“重農(nóng)抑商”，體會(huì)歷朝統(tǒng)治者對(duì)農(nóng)業(yè)的重視。
但時(shí)至今日，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高、糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)，商品的種類(lèi)越來(lái)越豐富，對(duì)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，賣(mài)方市場(chǎng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橘I(mǎi)方市場(chǎng)，農(nóng)產(chǎn)品滯銷(xiāo)的情況時(shí)有發(fā)生，農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展面臨著巨大考驗(yàn)。
糧食需求增長(zhǎng)：隨著全球人口的增加和質(zhì)量需求的提升，糧食需求也跟著水漲船高。
專(zhuān)家人數(shù)減少：盈利能力和產(chǎn)業(yè)吸引力都很低，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)能夠依賴(lài)的專(zhuān)家人數(shù)不斷減少。
低效率：傳統(tǒng)谷物、蔬菜、水果等的種植，以及畜牧業(yè)的養(yǎng)殖，都面臨效率低下、市場(chǎng)不流通、信息開(kāi)放程度不足的問(wèn)題。
高收益風(fēng)險(xiǎn)：播種與收成，出生與屠宰，像這樣的時(shí)間周期，還有日益加劇的氣候變化，都在給農(nóng)產(chǎn)品未來(lái)的利潤(rùn)帶來(lái)很大的不確定性。
如今農(nóng)民不再是身份的象征，而是一種平等的職業(yè)。并且這個(gè)文明發(fā)展史上最古老的行業(yè)，正在與科技結(jié)合，爆發(fā)更強(qiáng)大的生命力。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)最著名的應(yīng)用之一，適用于大面積作物種植。我們今天就先通過(guò)它來(lái)了解物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。
拋棄一些拗口的概念，從本質(zhì)上講，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念可以歸納為三個(gè)層面：數(shù)據(jù)的采集、分析與應(yīng)用。所有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用皆是如此。
美國(guó)《國(guó)家地理》雜志曾發(fā)文分析精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)最受歡迎的三項(xiàng)技術(shù)。
土壤與產(chǎn)量制圖(Soil and yield mapping)
指導(dǎo)系統(tǒng)(Guidance systems)
可變速率技術(shù)--VRT技術(shù)(Variable-rate tech)
1.“土壤與產(chǎn)量制圖”與“農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集”
常見(jiàn)的，農(nóng)民按照一定形狀大小將農(nóng)田網(wǎng)格化，采集每個(gè)格子的土壤樣本，通過(guò)分析土壤結(jié)構(gòu)和含氮量等化學(xué)性質(zhì)來(lái)繪制地圖，就可以從地圖中知道哪一格要多澆水，哪一格要多施肥。
傳感器采集數(shù)據(jù)是我們很容易想到的另一種方式。將大量傳感器部署在農(nóng)田中，讓其自動(dòng)、實(shí)時(shí)地獲取環(huán)境參數(shù)。但作物種植需要檢測(cè)的參數(shù)種類(lèi)著實(shí)不少，傳感器所獲得的單點(diǎn)數(shù)據(jù)，很難呈現(xiàn)農(nóng)田的整體樣貌效果。
因此還可以談?wù)劅o(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中收集多光譜、熱和視覺(jué)圖像，這些圖像信息經(jīng)過(guò)處理，可以表現(xiàn)出作物監(jiān)測(cè)、田間分析、土地的成像、測(cè)繪等結(jié)果。
產(chǎn)量制圖也是如此。用于收割作物的智能化機(jī)械設(shè)備，配備了GPS系統(tǒng)和產(chǎn)量監(jiān)測(cè)儀，在收割作物的同時(shí)收集地理位置信息，用數(shù)據(jù)揭示農(nóng)田每個(gè)區(qū)域的產(chǎn)量變化。
將這些新的舊的方法結(jié)合起來(lái)，農(nóng)民就能獲得當(dāng)下農(nóng)田的各項(xiàng)參數(shù)，分析數(shù)據(jù)采取對(duì)應(yīng)措施。
2.“指導(dǎo)系統(tǒng)”與“3S技術(shù)”
3S，指的是RS、GPS、GIS。
RS是遙感，不接觸物體本身，用傳感器收集目標(biāo)物的電磁波信息，經(jīng)處理分析后識(shí)別目標(biāo)物。作用是提供圖像基礎(chǔ)信息。
GPS是全球定位系統(tǒng)，作用是確定圖像位置信息。
GIS是地理信息系統(tǒng)。處理好的圖像錄入GIS，可以用來(lái)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用分析。
目前，3S已成為現(xiàn)代測(cè)繪廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
在農(nóng)業(yè)場(chǎng)景里，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械中導(dǎo)入了GIS系統(tǒng)，在運(yùn)行時(shí)，GPS系統(tǒng)會(huì)將機(jī)械實(shí)時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)與GIS信息對(duì)應(yīng)，這樣就可以大大提升效率，實(shí)現(xiàn)更高效的運(yùn)行路徑、更精準(zhǔn)的播種灌溉。這也是農(nóng)業(yè)使用頻率非常高的一項(xiàng)技術(shù)。
3.可變速率技術(shù)--VRT技術(shù)
可變速率技術(shù)(VRT)允許農(nóng)民優(yōu)化田間每一部分的投入，在需要的地方和時(shí)間種植不同類(lèi)型、不同數(shù)量的種子，放置適量的化肥和農(nóng)藥。
這種技術(shù)需要部署在機(jī)械設(shè)備中，應(yīng)用的時(shí)候與GIS相協(xié)同。但目前來(lái)看，VRT的成本很高，采用率也相對(duì)減少。
以上我們談的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，適用于大面積的作物種植，且系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，一套體系的成本相對(duì)較高。不過(guò)，后續(xù)的效益將會(huì)大于投入成本。種植面積越大，收回成本的速度也就越快。
物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的其他應(yīng)用
比如家禽家畜的養(yǎng)殖，可分成三個(gè)層次。
通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)動(dòng)物生命體征，確保無(wú)疾病產(chǎn)生;
在一些廣域放牧的情況下，用位置傳感器或GPS輔助跟蹤牛、羊等動(dòng)物的位置，減少走失，提升管理效率;
通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和調(diào)度擠奶時(shí)間和屠宰日期，最大限度地提高產(chǎn)量。
還有一波神奇操作是，去年，荷蘭著名的高等學(xué)府瓦赫寧根大學(xué)面向全球人工智能團(tuán)隊(duì)，發(fā)起了一場(chǎng)國(guó)際人工智能溫室種植大賽——種黃瓜。
瓦赫寧根大學(xué)提供黃瓜生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，參賽團(tuán)隊(duì)利用原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型，一方面通過(guò)傳感器、攝像頭等工具收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，另一方面人工智能算法根據(jù)數(shù)據(jù)作出決策，控制溫室內(nèi)的“操作參數(shù)”，比如光照、溫濕度、通風(fēng)、澆水灌溉等等，完全減少人的干預(yù)。
最后，我們看到了騰訊AI黃瓜的成果圖。
企業(yè)加入“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”
有哪些企業(yè)參加上面這類(lèi)“AI+農(nóng)業(yè)”的比賽呢?微軟、騰訊、英特爾等等……
可以說(shuō)，關(guān)注農(nóng)業(yè)的企業(yè)單位從來(lái)不止“少數(shù)幾家”。
2018年，阿里推出人工智能養(yǎng)豬項(xiàng)目——200公里豬，強(qiáng)調(diào)豬肉的肉質(zhì)口感。當(dāng)時(shí)還任阿里云總裁的胡曉明表示，豬運(yùn)動(dòng)的公里數(shù)將成為判斷豬肉品質(zhì)的新標(biāo)準(zhǔn)。
在這個(gè)項(xiàng)目里，攝像頭圖像識(shí)別技術(shù)可以自動(dòng)采集豬的體形數(shù)據(jù)，記錄每頭豬的運(yùn)動(dòng)距離、時(shí)間和頻率;聲學(xué)特征和紅外測(cè)溫技術(shù)可以識(shí)別豬的體溫、叫聲，判斷是否患病，預(yù)警疫情;采集到的數(shù)據(jù)將匯集到云平臺(tái)，形成每一頭豬的資料檔案，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及措施應(yīng)對(duì)。
京東也在更早前推出“跑步雞”項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)跑足100萬(wàn)步的足月安全雞。
在這個(gè)項(xiàng)目，最關(guān)鍵的設(shè)備是給每只雞綁的腳環(huán)(這個(gè)腳環(huán)要確保記錄步數(shù)精確，步數(shù)實(shí)時(shí)可見(jiàn)，并且不會(huì)有任何養(yǎng)殖期間的物理?yè)p壞)。腳環(huán)內(nèi)部植入傳感器，應(yīng)用了符合禽類(lèi)生物學(xué)特征的仿生計(jì)步算法;以及運(yùn)用LoRa/NB-IoT低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進(jìn)行信號(hào)傳輸，確保腳環(huán)不會(huì)中途沒(méi)電;最后數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)關(guān)到達(dá)云平臺(tái)，在平臺(tái)上對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
華為也有和合作伙伴一起推出基于NB-IoT的牛聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，主要解決奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)效率過(guò)低，影響牛場(chǎng)產(chǎn)奶量的難題。做的就是實(shí)現(xiàn)奶牛的及時(shí)配種，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)奶牛發(fā)情期。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展
發(fā)展的關(guān)鍵是效益。
回到最關(guān)鍵的效益問(wèn)題，我們可以從兩個(gè)方面看。
1.提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和使生產(chǎn)多樣化，將農(nóng)產(chǎn)品與低利潤(rùn)率商品作出區(qū)分;
2.必要時(shí)還可以加上“品牌化打造、溢價(jià)提升、精細(xì)化操作、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)化”等現(xiàn)代化發(fā)展思維方式。
用科技提升效率，用渠道打造市場(chǎng)，農(nóng)業(yè)作為一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)發(fā)展前進(jìn)。
