智慧农业，一种综合性方法，旨在使农场更互联和智能来提高农业生产力和效率。

智慧农业至关重要，因为在全球范围内，我们正在面临资源枯竭、可耕地面积减少以及巨大的劳动力短缺等问题。这是摆在我们面前的一项艰巨任务——粮食和农业组织预测，到2050年，世界人口将达到91亿，这将要求粮食产量增加50%。

为此，农业领域提出了基于物联网的解决方案，以提高作物产量，减少水、农药和化肥的使用，降低粮食生产成本，减少径流和对自然生态系统的影响，并提高工人的安全性。

农业科技初创公司已将物联网应用于农业的方方面面——从Granular（提供高频卫星图像监控整个农场运营的农场管理软件）到La Ruche Qui Dit Oui（提供电子商务市场，无需中间人即可使农民直接与供应商或消费者建立联系）。

机器人和无人机

随着越来越多的农民使用农业机器人和无人机，农场变得更加高效，进而生产出质量更高、产量更高的农作物，并且所需的人力也更少。

当前，农业机器人主要用于收割作物。它们还可以定位并拔除杂草，监测环境条件，并进行土壤分析。此外，配备高分辨率摄像头的机器人可以在田间行走、检查和监测作物或牲畜，并向农民的智能手机发送实时图像。

无人机可用于土壤与田地的分析、喷洒（农药、施肥等）作物、作物监测、灌溉与健康评估等。而且农业无人机也是数据收集的最好工具。

精准农业与预测分析

精准农业使用预测分析来自动收集和分析有助于提高农场效率、产量的数据。精准农业有助于消除肥料的过度使用，并可以降低农业对环境的总体影响，同时仍可提高农作物的产量。这一点很重要，尤其是在2018年有超过1.13亿人处于重度饥饿状态，还有1.43亿人距离重度饥饿仅有一步之遥。

预测分析着眼于农场的历史数据，以作出决策。它需要传感器和气象站提供土壤、气候和农作物的大量数据，并使用机器学习来开发供农民参考的模型。

精准农业技术的一个例子是Gamaya，Gamaya借助人工智能和高光谱成像技术极大地提高了农业生产的效率和可持续性。该解决方案通过监测作物反射的光线，并在光谱波段进行测量，以预测农作物的健康状况。

牲畜数据

物联网设备为农民远距离监测其牲畜状况提供了大好机会。能够获得有关牲畜及其健康的数据，意味着农场管理员可以更快地做出更好的决策，从而带来更高利润。

智能设备可以帮助农民监测牲畜的饲料和饮用水（并在需要时提供更多）、位置和整体健康状况，包括繁殖能力。（来自物联之家网）设备可以在牲畜出现症状之前提醒农民注意潜在的健康问题。传感器通过移动网络发送数据，然后算法处理这些数据并向农民提供见解。

例如，Cowlar为奶牛制作了智能项圈。项圈可以监测奶牛的体温、活动和行为，例如它是否在吃东西、睡觉、反刍还是跛行。这些数据传输到太阳能路由器，该路由器收集2公里范围内所有奶牛的数据，然后发送到农民的智能手机上。

传感器

无线传感器监测作物状况，并将数据发送到智能手机。这有助于农民根据需要进行快速调整，以提高产量和质量。

智慧农业使用各种类型传感器，其中光学传感器可以测量土壤的物理特性，电化学传感器可以测量土壤酸碱度和土壤养分水平，其他传感器可以测量土壤的密实度、湿度或渗透性，并监测空气温度和湿度。

一些传感器，如植物传感器（phytech），直接附着在植物上，可以持续测量茎直径的变化。该信息由phytech的算法进行分析，使种植者可以随时了解植物的生长状况。

智能灌溉

一般来说，传统的灌溉方法浪费了高达50％的水资源。而智能灌溉是一种提高灌溉效率的新兴技术。

智能灌溉控制器可以根据当地的天气数据，如温度、风、太阳辐射和湿度来调整灌溉计划。它们可以计算蒸散量，即土壤表面蒸发和植物蒸腾的组合。此外，一些系统可以测量土壤中的水分并将读数传送给控制器。

WaterBit Carbon是智能灌溉传感器的一个例子。该装置将土地分成众多 “微地块”，它可以监测土壤湿度、土壤温度、植物健康状况等因素。然后，其远程阀门控制器使农民可以管理流向田间不同地块的水量。

下一代农业

通过利用机器人、传感器、预测分析和人工智能等技术农业创新，下一代农业极大地改变了农民监测和种植粮食作物的方式。通过使大部分流程自动化，它创造了新的农业模式，进而提高了生产效率和产量。

例如，Bowery是一家室内农业科技初创公司，在新泽西州的一家工业园区内种植水培绿叶蔬菜。这里有一个自动化系统，用于控制整个植物农场。植物生长在室内的垂直托盘系统中，托盘上装有传感器和摄像头，以控制植物水分、光线和养分的摄入。该公司表示，一平方英尺室内农场的生产力是同等耕地面积的100倍。

智慧农业的关键

智慧农业的关键不仅在于拥有传感器、农用机器人和其他监测作物和环境的装置，而且还在于确保所有东西都能通过物联网进行连接，以便将数据发送给农民，这样农民就可以利用这些数据更有成效地管理农作物或牲畜。