M2M技術(shù)催生智能農(nóng)業(yè)： 農(nóng)民將成最酷職業(yè)

高科技不僅可以促進(jìn)城市發(fā)展，同樣能助力農(nóng)業(yè)發(fā)展一未來(lái)的農(nóng)民不會(huì)再過(guò)著面朝黃土背朝天的生活，畜牧業(yè)的發(fā)展方式也會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。

圖1未來(lái)智能農(nóng)場(chǎng)里的奶?？梢园l(fā)短信

現(xiàn)在，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求量在增加，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也呈上漲趨勢(shì)一價(jià)格增長(zhǎng)較快的是原材料和能源。與此同時(shí)，農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格卻在下跌，尤其是傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格。農(nóng)業(yè)要振興，就必須實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)以及增加產(chǎn)量。

眼下的農(nóng)民都成了技術(shù)專家一他們開始用移動(dòng)設(shè)備管理自己的農(nóng)場(chǎng)，大幅度提高了管理的精確性。不僅如此，他們也不再只關(guān)注市場(chǎng)漲跌或者設(shè)備的運(yùn)行情況。在M2M(Machine-to-Machine)技術(shù)的幫助下，他們還可以掌握實(shí)時(shí)的土壤質(zhì)量、土壤濕度以及家畜的心理狀態(tài)。

全面控制設(shè)備

必須在短期內(nèi)種植并收獲的農(nóng)作物非常適合使用M2M技術(shù)一因?yàn)閷?duì)于這類作物來(lái)說(shuō)，精準(zhǔn)掌握燃料庫(kù)存以及控制機(jī)器操作是非常重要的。M2M傳感器可以控制機(jī)器，并監(jiān)視其運(yùn)行情況。

農(nóng)民朋友可以通過(guò)GPS和無(wú)線局域網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化對(duì)機(jī)器的控制。為了提高控制的精準(zhǔn)度，他們也可以參考通過(guò)GPRS傳輸?shù)綑C(jī)器上的校正數(shù)據(jù)。通過(guò)顯示屏，他們可以看到所有信息，從而控制機(jī)器并設(shè)置機(jī)器之后的動(dòng)作。一旦機(jī)器沒(méi)有執(zhí)行命令，警報(bào)器就會(huì)發(fā)出警報(bào)。此外，警報(bào)器還可以防止機(jī)器被盜。

自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以保證讓機(jī)器一直行駛在預(yù)定軌道上,檢測(cè)到的土壤代碼可以幫助機(jī)器向指定位置精確施肥或播種。

圖2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionFarming)的工作原理

傳感器使一切成為可能

使用傳感器可以讓機(jī)器自動(dòng)開啟。例如，水泵不僅可以在水位達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)開啟，還可以在檢測(cè)到附近有牲畜時(shí)開啟。不過(guò)，要實(shí)現(xiàn)上述功能，必須要有移動(dòng)接口或者基于PC的接口。

通過(guò)傳感器確認(rèn)土壤濕度之后再澆水，不僅能夠適時(shí)為作物補(bǔ)充水分，而且能有效節(jié)省水資源；通過(guò)傳感器來(lái)監(jiān)控或者調(diào)控溫室內(nèi)的溫度和日照，也能夠節(jié)省水資源和能源。農(nóng)民朋友們通過(guò)智能手機(jī)就可以調(diào)節(jié)溫室的遮陽(yáng)和通風(fēng)，這樣一來(lái)，他們的工作時(shí)間就大大減少，晚上和周末有充分的休息時(shí)間。

糧倉(cāng)和飼料倉(cāng)也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控一除了監(jiān)控庫(kù)存,還可以監(jiān)控溫度和濕度。倉(cāng)庫(kù)的消耗數(shù)據(jù)會(huì)被記錄下來(lái)，當(dāng)庫(kù)存低于警戒線時(shí)，傳感器會(huì)通過(guò)GSM或者GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)觸發(fā)警報(bào)器。傳感器還可以檢測(cè)糧食和飼料是否出蟲或者腐爛，一旦發(fā)現(xiàn)情況也會(huì)發(fā)出警報(bào)。

施肥優(yōu)化

與其他行業(yè)不同，農(nóng)業(yè)對(duì)氣候(風(fēng)向、日照、氣壓、濕度、雨水等)的依賴很大，同時(shí)還要提防病蟲害的發(fā)生。何時(shí)播種、何時(shí)收獲、何時(shí)澆水、澆多少水、何時(shí)施肥、何時(shí)除蟲，都要視具體的天氣情況和病蟲害情況決定。

水在土壤中是如何活動(dòng)的？碳循環(huán)和氮循環(huán)是怎樣進(jìn)行的？這些問(wèn)題，土壤中的傳感器都能回答。它們可以探測(cè)出土壤的濕度和養(yǎng)料的豐富程度，并在合適的時(shí)候給作物澆水或者施肥，而且完全不會(huì)影響日常的耕作。

如果能掌握天氣預(yù)報(bào)、嚴(yán)寒和暴風(fēng)雨預(yù)警數(shù)據(jù)的話，農(nóng)民朋友就可以更好地規(guī)劃耕作了。IP攝像頭可以幫助農(nóng)民朋友監(jiān)控作物的生長(zhǎng)和健康狀況，并控制雜草的數(shù)量。

大數(shù)據(jù)土壤接口

業(yè)界正在研究一種封閉的全自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，其中包括了全面收集數(shù)據(jù)、分析檢測(cè)結(jié)果等各個(gè)步驟。研究這個(gè)系統(tǒng)的第一步就是研發(fā)智能微塵（smartdust）。智能微塵是以RF為基礎(chǔ)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總稱，包括微機(jī)電系統(tǒng)傳感器、機(jī)器人或者其他設(shè)備，可以探測(cè)周圍諸多環(huán)境參數(shù)，包括光線、溫度、搖動(dòng)以及化學(xué)復(fù)合物等等。

播種機(jī)器和上述埋在土壤中的全自動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成了“土壤接口”，可以將作物的實(shí)時(shí)情況（作物細(xì)胞、分子層面的變化）反饋給農(nóng)民朋友。不過(guò)，由于價(jià)格昂貴，現(xiàn)在大面積使用這種技術(shù)的可能性不大。

圖3ZimPlantTechnology公司生產(chǎn)的磁傳感器可以讓植物說(shuō)話

動(dòng)物與機(jī)器的對(duì)話：最新的研究成果

M2M技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用最為引人注目，所有品種的牲畜都可以被監(jiān)控。但是，對(duì)牲畜的監(jiān)控是有場(chǎng)所限制的，只能監(jiān)控牲畜棚里的各項(xiàng)參數(shù)，如活動(dòng)情況、進(jìn)食情況、對(duì)環(huán)境的反應(yīng)靈敏度、鳥類下蛋的大小、料肉比等等。

關(guān)于文章開頭提到的能發(fā)短信的奶牛一這是歐洲的一個(gè)M2M技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目，有5000個(gè)農(nóng)場(chǎng)參加。參加項(xiàng)目的奶牛體內(nèi)都被植入了傳感器，可以通過(guò)短距離無(wú)線通信信號(hào)發(fā)出信息，數(shù)據(jù)收集員可以在指定地點(diǎn)（例如牧場(chǎng)、必經(jīng)道路）讀取奶牛的生命體征數(shù)據(jù)。

圖4MSR動(dòng)物博客記錄的奶牛一天之內(nèi)的咀嚼活動(dòng)

會(huì)發(fā)短信的奶牛和會(huì)寫日記的豬

用傳感器監(jiān)控牲畜的目的是為了及時(shí)了解其發(fā)情期并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)生產(chǎn)時(shí)間。一旦奶牛的行為或體溫出現(xiàn)異常，傳感器就會(huì)自動(dòng)發(fā)出短信，提醒獸醫(yī)或者農(nóng)場(chǎng)主注意。

這些數(shù)據(jù)會(huì)被收集到一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中。一頭奶牛一年的數(shù)據(jù)傳輸量約為200MB，這些數(shù)據(jù)不僅可以讓奶牛提高產(chǎn)量，還有別的用途一加拿大地區(qū)的部分奶牛產(chǎn)奶后會(huì)自動(dòng)更新自己的推特（Twitter）。

在伊比利亞，自由放牧的豬會(huì)發(fā)信息向飼主匯報(bào)自己的身體狀況及目前所處位置，這樣可以避免豬群之間疾病的傳播。背后的技術(shù)

使用上述所有應(yīng)用程序的基礎(chǔ)是穩(wěn)定可用的蜂窩連接以及M2M技術(shù)SIM卡，開啟漫游功能之后就可以使用多個(gè)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)。

如果GSM網(wǎng)絡(luò)不夠用，還可以使用窄帶和寬帶的868MHz技術(shù)。只有在網(wǎng)絡(luò)連接、應(yīng)用程序及其融合順利進(jìn)行的情況下，M2M技術(shù)才能真正體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。

圖5M2M技術(shù)為大數(shù)據(jù)分析提供了一系列原始數(shù)據(jù)

為了給每一位客戶提供個(gè)性化的M2M技術(shù)服務(wù),Orange公司在布魯塞爾建立了自己的國(guó)際M2M中心。這里可以計(jì)劃、制定、測(cè)試M2M項(xiàng)目，并在投入運(yùn)行之后提供管理服務(wù)。各種傳感器和測(cè)量設(shè)備都可以通過(guò)M2M技術(shù)與數(shù)字、模擬或者串行接口連接起來(lái)。

使用M2M技術(shù)的設(shè)備必須滿足抗打擊以及防水方面的要求，最常使用的就是RFID系統(tǒng)，包括應(yīng)答器和讀取器。

讀取器由射頻器、帶接口的控制模塊以及一根天線或者線圈組成。應(yīng)答器一般是密封的，其動(dòng)力來(lái)自電容器。應(yīng)答器安裝在牲畜體內(nèi)或者體外，可以被傳感器檢測(cè)到。

農(nóng)民將成為世界上最酷的職業(yè)

由于傳感器和芯片的成本太高，M2M技術(shù)目前還未在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中大批投入使用，但情況不會(huì)永遠(yuǎn)這樣。DaVinci研究所所長(zhǎng)、資深未來(lái)研究學(xué)者ThomasFrey認(rèn)為，消費(fèi)者和生產(chǎn)者的數(shù)量在共同增長(zhǎng)，只要這個(gè)趨勢(shì)延續(xù)下去，未來(lái)對(duì)傳感器的需求就會(huì)逐漸增長(zhǎng)。

垂直農(nóng)業(yè)為我們描述了一副似乎在科幻小說(shuō)中才會(huì)出現(xiàn)的場(chǎng)景：從地下到地上的每一層都是高生產(chǎn)效率的溫室和生產(chǎn)基地，配備全自動(dòng)的機(jī)器人技術(shù)。

隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品需求的不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)會(huì)成為推動(dòng)技術(shù)革新的強(qiáng)勁動(dòng)力，未來(lái)農(nóng)民的工作內(nèi)容以及職業(yè)形象也會(huì)徹底改變用ThomasFrey的話來(lái)說(shuō)就是：未來(lái)，農(nóng)民是世界上最酷的職業(yè)。

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