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「物联网」技术文章—物联网在农牧业中的诸多应用


农业是世界各地食物的主要来源 。 它不仅为许多行业提供食物和原材料 ， 还能够大大促进所有国家的GDP增长和经济增长 。 此外 ， 它还是许多国家的主要收入来源 。
随着城市化的发展、天气的变化和人口的增加 ， 农业部门面临着诸多挑战 。 亟需增加单位面积的产量 。 由于对资源、肥料和农药的无节制使用 ， 传统的耕作方式导致了农田退化 。
智能农业日益成为增加产出和优化资源利用的重要举措 。 对于消费者所需的水果、蔬菜或粮食的有机耕作和种类增加 ， 智能农业同样非常重要 。
智能耕作不仅对农作物非常重要 ， 还对牲畜也有着重要的意义 。 技术可以帮助增加牲畜产量 ， 改善其健康状况 ， 并且可以避免任何疾病的爆发或传播 。
农业物联网（IoT）由传感器、处理、连接、网关和云解决方案构成 ， 这些解决方案根据具体用例进行工作优化 。
物联网在农业用例中的作用
作物监测
为了获得最大的作物生产力 ， 需要对土壤和环境的湿度和温度进行监测 。 重要的是 ， 不仅要对绝对湿度和温度进行监测 ， 还要对短时间和长时间的变化进行监测 。 该数据可以和作物的理想状况相关联 。 这种监测还有助于确定需要使用农药和肥料的时间和用量 ， 以便最大限度地减少其用量 。
温室
随着对各种水果和蔬菜的需求的不断增长 ， 为特定类型的植物的生长和繁茂创造理想的条件 ， 变得非常重要 。 支持物联网的温室可以进行环境条件监测并作出调整 ， 以避免任何偏差 。
远程灌溉
远程灌溉是下一步监测举措 ， 其中根据土壤以及环境温度和湿度进行灌溉控制 。 支持物联网的灌溉系统不仅可以节约用水 ， 还可以确保为作物提供适量的水份 。 在支持物联网的灌溉中 ， 根据土壤湿度确定是否需要灌溉 ， 而不是根据预设或预定的间隔进行灌溉 。
牲畜监测
在支持物联网的农场中 ， 对绵羊、猪、鸡、牛等牲畜进行健康监测 ， 从而确定所有疾病、授精期和活跃度 。 将支持物联网的传感器安装在牲畜的耳朵或其他身体部位 ， 以监测其体温和活跃度 。 对于温度异常的牲畜 ， 可以进行隔离并提供医疗护理 ， 以免疾病传染到其他牲畜 。 牲畜的活跃度不仅与健康息息相关 ， 还与产出质量相关 。 活跃牛只的产奶量要多于懒散牛只的产奶量 。
支持物联网的农场还会对饲养牲畜的环境进行监测 ， 以确保其具备适当的生活条件 。
地理围栏
在大型农场中 ， 可以允许牲畜在自然条件下放养和生存 。 在不对牲畜进行锁定的情况下 ， 重要的是要确保其安全性 ， 并确保其不会远离农场 。 因此 ， 需要使用支持GPS的跟踪器对其进行监测 。 跟踪器包括用于监测其运动的运动传感器 ， 和支持GPS的地理围栏 ， 以便在牲畜离开指定区域时发出警报 。
支持物联网的智能农业的架构
「物联网」技术文章—物联网在农牧业中的诸多应用
本文插图
在农业中使用的典型物联网系统包括以下模块
传感器
信号调节
处理与安全性
能源管理
连接
定位
意法半导体可以提供各式各样的半导体设备 ， 能够满足上述各种模块的需求 。 在本文中 ， 我们将重点介绍构成所有物联网系统基础的传感器和连接解决方案 。
传感器
传感器用于检测外部输入 ， 构成了所有物联网系统的基础 。
【「物联网」技术文章—物联网在农牧业中的诸多应用】加速度计用于检测运动、活动水平、农场侵入等 。 意法半导体的超低功耗加速度计LIS2DW12具有可配置的噪音模式 ， 能够在精度和电流消耗之间进行选择 ， 甚至具有优化功率的自动睡眠和唤醒功能 。
湿度和温度传感器用于土壤监测、环境空气监测和牲畜健康监测 。 这些传感器为农业用例中物联网的可实施性提供了数据输入 。 意法半导体的HTS221为湿度和温度传感器二合一芯片 ， 包括感测元件和模拟前端 ， 可通过数字串行接口提供测量信息 。 感测元件包括聚合物电介质平面电容器结构 ， 能够检测相对湿度的变化 。 STTS22H是一种超低功耗高精度数字温度传感器 ， 在整个工作温度范围内都具有高性能 。 STTS22H是一种带隙温度传感器 ， 可单个ASIC中集成了模数转换器、信号处理逻辑和I2C/ SMBus 3.0接口 。


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