现代农民面临着前所未有的挑战，从养活全球快速增长的人口、最大限度地利用现有土地，到应对气候的不确定性和补充过度使用的土壤中的养分。不过从历史上来看，技术创新总能帮助农民应对新的挑战，今天也不例外，特别是，农民正在不断采用更智能的农业技术，例如精准农业、牲畜可穿戴设备和智能灌溉。
实现这些的关键是物联网(IoT)，通常是用附在农业设备或动物上的设备的形式，实时跟踪并向农民传递有价值的数据，帮助他们提高产量、改善牲畜健康和节约用水等等。
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物联网智能农业应用结合使用了传感器、网关和各种模块。传感器收集环境或系统状况数据，并通过网关将信息通过互联网传输给农民。网关(必须坚固耐用，经得起恶劣条件的考验，并拥有足够的电池寿命，以便在农业环境中充分发挥作用)是重要的解决方案纽带，可接入传感器网络和摄像头，实现数据从一个网络流向另一个网络。最后，物联网模块可确保网关与蜂窝网络、传感器和其他现场设备之间的连接。
值得注意的是，不同的智能农业应用之间也有很多重叠之处。这些基于物联网的农业应用之间最常见的相似之处可能就是它们都利用了远程监控和传感功能。具体来说，物联网连接的设备可帮助农民随时了解整个农业生产中不断变化的情况，让他们能够获得优化农业生产流程所需的实时数据。
精准农业是一种物联网驱动的农业方法，使农民能够观察、测量和应对波动的各种因素，从而提高作物产量，同时最大限度地减少浪费。例如，精准农业解决方案会适时向农民发送有关土壤条件、养分缺乏和降水的警报，警报的适时与否可能就意味着作物歉收与丰收之间的差别。这些方法还使农民可以测量和应对田间和田间的变化，并监测害虫行为和交配模式。此外，借助精准农业应用，农民可以利用历史数据和趋势来了解应该种植哪些种子、最理想的播种时间和收获时间。
精准农业还可应用于跟踪农用设备，如拖拉机和收割机。在这方面，农民可以使用物联网设备跟踪偏远地区的车辆位置，作为防盗的一大手段。其他警报，如状态更新，可防止设备在应该运行时闲置，同样也可以让农民了解这些机器的运行状况，例如发动机温度是否过高。各种各样的警报可帮助农民减少维修费用，延长设备的正常运行时间和使用寿命，从而改善环境管理(Environmental Stewardship)。
另一个物联网农业应用是智能灌溉，它可以实现更精确的水监测和管理，帮助农民最大限度地提高效率、减少浪费，确保作物产量更高、更稳定。与前面的应用非常相似，与物联网连接的灌溉系统可生成实时数据，帮助农民深入了解用水情况。这些数据驱动的洞察使农民能够准确地安排灌溉，防止灌溉不足或灌溉过度。
一些最先进的智能灌溉系统是自动运行的。如果这些系统检测到漏水，不仅会向农民发出警报，还会自动关闭受影响管道的供水，最大限度地减少水的流失。同样，如果智能灌溉系统通过传感数据确定土壤湿度过低，不利于作物的最佳生长，它就会启动喷灌设备。这些创新还可以帮助农民遵守相关的法规，避免罚款，同时造福环境。
正如精准农业可以帮助农民提高农作物产量一样，物联网设备也可以让农民在出现问题时立即采取行动，从而显著改善牲畜的健康状况。农民会在牲畜身上安装连接有传感器的可穿戴设备，这些可穿戴监控设备将数据传输到云端，让农民可以远程监控各种情况。
例如，农民可以观察牲畜的生命体征(例如心率、体温等)，在疾病等问题影响到牛群或羊群的整体健康之前，及时发现并解决这些问题。可穿戴物联网设备还可以跟踪牲畜的繁殖周期和产犊情况，以促进安全、成功的生产。同样，农民可以使用这些物联网可穿戴解决方案来监控牲畜的实际位置，帮助找到生病或失踪的牲畜并优化放牧模式。归根结底，这些物联网技术能让牲畜更健康，从而获得更优质的蛋、奶、肉等。
基于物联网的农业应用将改变游戏规则，彻底改变农业，并帮助解决当今的许多挑战。然而，它们的功能依赖于无线技术，如蜂窝LPWA、4G、Wi-Fi和蓝牙。没有稳定的连接，物联网设备和传感器就无法收集或传输数据。为此，农民必须确保他们的物联网部署能够持续使用这些无线技术。值得庆幸的是，随着连接成本的下降，蜂窝网络的覆盖范围在不断扩大，在不久的将来，这些十分有价值的物联网驱动的农业应用可能会更加普及。
(原文刊登于EDN姊妹网站Embedded，参考链接：Farming smarter with IoT-enabled applications，由Ricardo Xie编译。)
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