在美國，越來越多的公司使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將智能和傳感"植入"產(chǎn)品，使得普通的設(shè)備有能力感知、學(xué)習(xí)并與環(huán)境互動，這些設(shè)備有的還參與到了"機(jī)對機(jī)"的交流。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)讓美國農(nóng)業(yè)在應(yīng)對自然災(zāi)害、病蟲害、畜禽疾病等方面表現(xiàn)優(yōu)異，其提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)出效率的效果十分明顯。
物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍和成效
"物聯(lián)網(wǎng)"的概念讓互聯(lián)網(wǎng)不僅專為方便人類利用電腦在全球網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交流，它也成為一個平臺讓設(shè)備與它們周圍的世界進(jìn)行電子交流。數(shù)據(jù)在設(shè)備間傳送，為實現(xiàn)不同目的被共享和重復(fù)使用，形成一個充滿信息的世界。
美國華盛頓無黨派智庫信息技術(shù)創(chuàng)新基金會高級分析師丹尼爾·卡斯特羅對記者說，在全球范圍內(nèi)，美國在利用物聯(lián)網(wǎng)科技促進(jìn)智能、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)上處于領(lǐng)導(dǎo)地位。就覆蓋主體而言，美國農(nóng)業(yè)軟件公司OnFarm創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官蘭斯·多尼(LanceDonny)表示，美國大農(nóng)場采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量相對更多。研究顯示，美國大農(nóng)場對技術(shù)的采用率高達(dá)80%。而對于小農(nóng)場而言，由于設(shè)備的安裝和維護(hù)成本高，它們使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量相對更少。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)利用數(shù)據(jù)分析來根據(jù)需要自定義操作，以便根據(jù)不同土壤輸入成分將農(nóng)業(yè)產(chǎn)出最大化，并通過監(jiān)控所有過程(比如灌溉用水)來減少浪費。溫度、空氣濕度、光線強(qiáng)度和土壤濕度可以通過不同傳感器檢測并連接到一個系統(tǒng)，在必要時觸發(fā)警報，或者自動啟動澆水或通風(fēng)等操作。這套技術(shù)可以應(yīng)用于灌溉、糧倉、捕蟲等方面。
比如智能灌溉，可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收集土壤成分?jǐn)?shù)據(jù)及其他環(huán)境要素來減少水的浪費。這種系統(tǒng)可以分析收集數(shù)據(jù)、根據(jù)需求有選擇地給不同地塊澆水，可用于各種商業(yè)范圍，如農(nóng)場、葡萄園等。
農(nóng)民也可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)動態(tài)和精確地掌握農(nóng)作物病蟲害、畜禽疾病等信息，及時采取應(yīng)對措施，這樣可以節(jié)省時間和資金，還可以將農(nóng)藥使用最小化。
很多農(nóng)業(yè)機(jī)械裝有傳感設(shè)備，方便農(nóng)民獲取信息和進(jìn)行決策。比如，播種設(shè)備和GPS控制相連可以防止重疊播種的浪費。還有約翰·迪爾拖拉機(jī)公司(JohnDeere)推出的一款干草打包機(jī)，可以感受濕度并自動向拖拉機(jī)傳輸信號指揮打包機(jī)運動的快慢。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以用于糧倉的自動化管理。SmartBob是一個可以電子測量并報告糧倉或其他食品儲存容器內(nèi)成分水平的儀器，農(nóng)民可以使用它遠(yuǎn)程管理玉米、種子等散裝貨物庫存。CheckItOut可以讓農(nóng)民在線監(jiān)控糧倉溫度，如果溫度升至超過可接受的范圍，農(nóng)民將接受到警報提示。
此外，為保證食品安全，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的解決方案可以讓消費者跟蹤并監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)場到餐桌的全過程?？沙掷m(xù)農(nóng)業(yè)實踐活動不僅幫助滿足直接社會需求，同時還保護(hù)了土地及其他自然資源，造福下一代人。
成本與標(biāo)準(zhǔn)是攻關(guān)重點
多尼說，美國農(nóng)業(yè)部的環(huán)境質(zhì)量激勵計劃(EQIP)中有部分資金支持保持土壤水分的設(shè)備，這些設(shè)備中大部分是連接設(shè)備。不過，這項計劃只有很少一部分資金支持這些設(shè)備。"我不了解任何其他的支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的計劃。"談到物聯(lián)網(wǎng)在美國農(nóng)業(yè)中的普及率，卡斯特羅說:"成本仍然是個問題。這項技術(shù)還需要產(chǎn)生收益來自我維持。"
據(jù)多尼介紹，傳感器的成本一般在50到1500美元之間。傳感器的準(zhǔn)確度和分辨率越高，其成本越高。并且大部分傳感器自身無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流，需要再花一筆錢購置登記器或發(fā)射器，這個成本大多在幾百到一千多美元。再者，生產(chǎn)者一般無法自己安裝和維護(hù)傳感器和發(fā)射器，這又需要一筆錢。而遙感技術(shù)的成本和覆蓋范圍也成問題。目前大多數(shù)設(shè)備的連接是通過無線、衛(wèi)星(900兆赫茲或2.4千赫茲)。使用無線和衛(wèi)星傳播的成本可能很高，因為設(shè)備密度要增加，并且很多農(nóng)場無線覆蓋區(qū)域有限。此外，900兆赫茲和2.4千赫茲的帶寬對一些作物不太適用，因為作物冠層高度限制了發(fā)射器和接受器之間的跨距。
與此同時，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化有待加強(qiáng)。如果沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就失去了價值，這也正是數(shù)據(jù)的價值。"目前農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)沒有標(biāo)準(zhǔn)，盡管有一些組織正在解決這個問題。"多尼表示，但要確定任何標(biāo)準(zhǔn)，需要行業(yè)達(dá)成共識，這可能需要幾年時間?，F(xiàn)在的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)非常混亂，形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)需要時間。目前AgGateway和OADA正在研究農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問題。AgGateway是一家非盈利性的商業(yè)聯(lián)合組織，致力于推進(jìn)電子商務(wù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和推動信息和通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)的使用。OADA是一個幫助農(nóng)民全面、安全獲取數(shù)據(jù)的開放式項目。美國農(nóng)業(yè)與生化工程師協(xié)會(ASABE)也在支持這項建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的工作。
卡斯特羅說，長期來看，從事農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的公司需要的是可以相互識別的可操作標(biāo)準(zhǔn)，這樣不同設(shè)備才能在一起工作，否則不同設(shè)備傳回的信息格式不能兼容。
未來發(fā)展:致力于以更少的資源產(chǎn)出更多的作物
談到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來，多尼說，總體而言，他對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)非常樂觀。這不一定是對設(shè)備方面的樂觀，而是對數(shù)據(jù)價值非常樂觀。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的真正價值是將數(shù)據(jù)從每個設(shè)備上提取出來并加以分析。如果將數(shù)據(jù)從一個農(nóng)場的五個層級(土壤、作物、設(shè)備、人和圖像)抽取出來并進(jìn)行分析，就能進(jìn)行預(yù)測和建議，從而達(dá)到降低農(nóng)場內(nèi)在風(fēng)險(比如天氣波動)、幫助農(nóng)民增加產(chǎn)量及最大程度提高水、肥料、勞動力和化學(xué)試劑利用效率的目的。
多尼介紹，有預(yù)測顯示未來幾年連接設(shè)備的增長會加速。預(yù)計到2020年，美國平均每個農(nóng)場將擁有50臺連接設(shè)備。
另據(jù)一些業(yè)內(nèi)人士分析，傳感器的功能將隨著時間推移越來越強(qiáng)大，將來會在定制化的天氣和環(huán)境數(shù)據(jù)上有更多突破。傳感器和無線通訊設(shè)備的成本正在下降，也會推動很多新的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的出現(xiàn)，比如作物營養(yǎng)管理、通過網(wǎng)絡(luò)控制的無人機(jī)等。
此外值得關(guān)注的是，美國種業(yè)巨頭孟山都公司2013年10月份宣布，斥資約9.3億美元現(xiàn)金收購保險公司Climate。孟山都希望應(yīng)用該公司的數(shù)據(jù)分析來創(chuàng)造"下一個農(nóng)業(yè)時代"。孟山都的這項舉動證實了將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的巨大商業(yè)趨勢。通過使用多年來建立的天氣數(shù)據(jù)，Climate提供的保險政策覆蓋藍(lán)莓、牛油果等美國聯(lián)邦政府保險項目不覆蓋的作物。孟山都首席執(zhí)行官休·格蘭特認(rèn)為，這樣的服務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了保險，讓資源得到更好分配的作用，并強(qiáng)調(diào)稱"當(dāng)農(nóng)民可以用更少的資源產(chǎn)出更多作物時，每個人都會受益。"
多尼接受記者采訪時表示，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅需要早期采用者的引領(lǐng)，還需要對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行投資，以便降低使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成本、增加使用該技術(shù)的可靠度，從而使該技術(shù)的大面積應(yīng)用成為可能。
