什么是农业-农业是什么-农业是立国之本
农业 4.0 是一种新方法，它利用传感器来进行农场管理和精细农业；它利用智能工具来进行农场管理和精细农业；它利用卫星来进行农场管理和精细农业；它利用物联网来进行农场管理和精细农业；它利用遥感来进行农场管理和精细农业；它利用近距离数据采集来进行农场管理和精细农业。传感器收集的数据让农民能够快速地做出反应，也能动态地做出反应，这样就能最大限度地提高作物产量。
全球人口在增长，气候变化在发生，粮食存在短缺，这些都是世界上极具挑战性的问题。联合国粮食及农业组织（FAO）指出，要在 2050 年养活全世界的人口，作物产量需提高约 50%。
人口在增长，可耕地的面积迅速减少。为提升可用耕地的农业产出，投资技术是一种可行的方案。
农业革命的各个阶段围绕着一些主题。这些主题包括可持续性。也包括粮食生产。还包括能源。以及农业技术发展。
传感器和数字技术能够让农民更清楚地知晓农田和农作物的状况。合理利用这些收集来的数据能大大提升作物产量和效率。重点关注各种农业工具与传感器技术之间的相互作用，能让农业实践取得显著的进步。
农业传感器能够监测农作物的健康状况，还能监测杂草、微生物和害虫。它可以进行产量估算和预测。它就像是在空中以及土壤中以可穿戴设备的形式，给作物部署了“五官”（物联网传感器），从而建立起了传感网络。本文主要介绍了在智慧农业和环境监测系统中使用的一些传感器系统。
多年来，农业在科技领域一直未受重视，也未获得现代技术的助力。如今，伴随不同技术逐渐发展成熟，科技的浪潮开始涌向农业领域。随着互联互通变得普及，农业领域有了能进行 GPS 精确制导的拖拉机，有了基于传感器的灌溉系统，有了空中害虫监测手段，有了智能牲畜监测设备，还有了与大数据相连的农民。数字化世界在不断变化，农业领域的技术革新也在持续进行。
农业 4.0 是一种新方法，利用传感器、智能工具、卫星、物联网、遥感以及近距离数据采集等技术来进行农场管理和精细农业。它是关于连接性的，是智慧的数字农业，也是综合内部和外部农场运营网络的。
据说，农业 4.0 在 2010 年代初开始启动。它的技术包含低成本的传感器，还有优化后的传感器；包含执行器，也包含微处理器；包含纳米技术；包含高带宽的蜂窝通信；包含云计算；包含人工智能（AI）。
智慧农业
传统上的精细农业主要依托 GPS 传感器来驱动自动操作的拖拉机和收割机。智慧农业的出现，让农业的重心发生了悄然改变，比如能够决定施肥的剂量，或者利用植物保护资源来优化特定区域的作物发展。
发展智慧农业的总趋势是由数据和信息驱动的农业。地球观测和导航卫星会利用从地面传感器收集到的数据，以此来帮助农民决定如何分配资源、在何时何地分配资源以达到最佳效果。
卫星配备了多个传感器，它能依据各种植物条件与参数，像生长季节的生物量以及叶绿素含量等，获取关于当前田间每个地点作物生长状况和发展的相关数据。这些数据有助于农民对作物状况进行更新，从而能够采取具体的植物保护和施肥措施。并且，农民还可以随时借助智能手机或平板电脑来监控各种参数。
认知传感技术
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传感技术认知系统能够优化精细农业。它可以借助机器学习去测试各种新参数，并且能够揭示各种参数之间的关联。
一个先进的传感器技术认知系统，能够实时给出温度的反馈，能够实时给出湿度的反馈，能够实时给出光照的反馈，能够实时给出土壤 pH 值的反馈，能够实时给出降水的反馈，能够实时给出灌溉时间的反馈。这个系统可以明确影响作物生长的关键要素。拥有基于云计算服务的认知系统，就可以实时从世界各地的案例中进行学习，进而为每个季节应该如何照料作物提供更优的解决方案，为每个季节应该如何照料作物提供更好的建议，以获取更好的收益。
智能喷洒技术
为了消灭那些影响作物生长的不受欢迎的植物即杂草，除草剂对于农作物及农田来说是必不可少的。然而，除草剂在很大程度上会给农作物及环境带来一定的影响。在智慧农业里，智能喷洒技术能够利用摄像头传感器去区分杂草和作物。这种方式只是针对杂草进行除草剂的喷洒，以此来保护农作物和环境。
植物特异性除草剂的应用需传感器系统对植物进行识别与分化。但在杂草发育的早期，识别小杂草并非易事。现代技术中，可编程真彩传感器可用于对杂草和作物进行实时识别与鉴定。这可通过收集基于植物反射特性以及自然和人工背景的数据来达成。依据这些数据，利用数学算法和决策模型来识别作物与杂草。
农业物联网
农业物联网属于一个新技术领域，它在提升全球粮食生产力方面有着极大的潜能。物联网传感器能够被部署在地面或者水中，用来收集诸如土壤湿度以及作物健康状况等相关目标的数据。所收集到的数据以无线的方式被存储在服务器或者云系统里，农民能够借助平板电脑和手机上的互联网便捷地访问这些数据。
物联网的应用涵盖了农用车辆的跟踪以及牲畜的监测，还包括在耕地、农产品供应链、温室监测和其他农场运营等方面的应用。农民能够借助像 Nano（一种可移动的水泵遥控装置）这样的连接方式，远程操控农场的各项活动。
一个农场部署了各种各样的传感器，这些传感器向在线仪表板进行报告。农民无需实地巡查农场，就能依据实时情况做出快速且明智的决定，进而节省了时间和成本。
农业物联网解决方案的应用案例呈现出不断增加的态势。许多企业在农业物联网应用领域积极探寻新的商机。他们致力于开发将传感器与通信系统相融合的集成系统。物联网传感器与云计算能够显著提升数据流的质量，从而有助于农民做出更为优良的决策。
数字畜牧业
人口增长的同时，牛奶的需求量在增加，肉类的需求量也在增加。数字和传感器技术在牲畜管理领域得到了应用。精细畜牧业运用先进技术，像微流体技术，声音分析仪，图像检测技术，汗液和唾液传感技术，血清学诊断技术等，以优化每只动物的产出。
生产更明智、营养适当以及提升动物福利，会降低畜牧业对资源的影响。部分公司专注于牲畜的福利，还有些公司专注于动物的健康管理。
鸡的虚拟现实系统
有了这样的技术，牲畜如鸡会被以尽可能人道的方式对待。计算机接口与虚拟环境相融合，以满足每一种动物的需求和愿望。围栏的目的是提供一个舒适且健康的家。该系统给予牲畜在虚拟世界中自由活动的权利，为它们提供比在现实世界中更优的待遇。每个围场都安装有独立过滤的空气囊，以防止传染病和寄生虫在整个设施内传播。
生物传感器正被应用于动物健康管理。新型可穿戴技术如追踪项圈和电子马鞍等，正被用于动物、宠物以及牲畜的健康成长。借助基于 IOT 的运动传感器和麦克风，农场主能够通过智能手机来检查牲畜的健康状况和位置。
农业无人机
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农业无人机配备热传感器、照相机、激光雷达和多光谱等技术，给农业带来了显著效益。配备传感器的农业无人机能让农民从空中视角查看田地。从无人机收集的信息和数据可发现灌溉、土壤变化、害虫和真菌感染等问题。有时用肉眼难以区分健康植物与不健康植物。多光谱图像能够用来区分健康的植物与不健康的植物，还能让农民有能力及时采取行动。
多光谱成像系统
多光谱传感器会收集可见的波长，包括红色、绿色和蓝色波长，同时还会收集红外辐射以及紫外光。这些技术被运用在监测植物的健康状况方面，能够识别出植物的缺陷和虫害，还可以优化施肥工作，并且能够评估水质。
多光谱传感器被集成到了无人机上。这个传感器能够收集可见光波段的图像，还能收集多光谱图像以及植被指数，其中包含归一化植被指数（NDVI）或者归一化植被红边（NDRE）的数据。它对农学家和农民识别作物健康问题起到了帮助作用，使其能够更精确地进行识别。
AI加持农业
中国在着力进行人工智能（AI）的创新与发展，目的是协助农民进行种植决策和农作物保护。印度也在做同样的事情。人工智能有希望推动农业革命，能够用更少的资源产出更多的粮食。一个利用大数据管理技术和云计算的人工智能系统，其宗旨是为农民提供有效的决策。
传感器监测水果生长过程依据的是水果的完美成熟度，它能通过调节光线来控制成熟速度，使其加速或减缓。这种精细农业对计算能力的需求是相当大的。
智能算法被应用于农业技术，能让其具备学习和自学的能力。人工智能及智能算法能够对大量关于天气、环境和历史信息的数据进行分析，进而可以精准地预测在何地、何时以及怎样种植作物，以获得最优的性能和产量。人工智能与农业物联网相结合，潜力巨大。
结 语
农民借助互联网和物联网传感器，例如利用带有摄像头传感器的无人机从空中对农田进行扫描，就能够实时监测农田，进而获取与土壤和作物实时感知相关的各种信息，并且不会受到时间和地域的限制。此外，具备现代传感器技术的 AI 能够依据现场和环境的变化来调整管理策略。
传感器让农民能够迅速做出反应，并且能够动态地去最大限度地改善作物的生长条件，以此提高产量和粮食生产率。如今，我们正步入农业 4.0 时代，众多现代技术正被运用到农业当中，这标志着农业革命进入了新的阶段。
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