农业物联网：常见挑战与解决方案

农业领域正在经历快速的数字化转型，而物联网是这一转变背后的关键驱动力之一。世界各地的农民依靠物联网应用来监测土壤和天气状况、追踪牲畜健康状况、自动化灌溉系统管理以及预测作物产量。这些应用以及其他诸多用例有助于提高农业领域的生产力、可持续性和运营效率。

虽然物联网为农业带来了诸多优势，但其实施也伴随着多重风险，可能会阻碍项目的成功。以下是农民和农业企业面临的一些常见的物联网实施挑战，以及一些经济高效的应对技巧。

什么是农业物联网？

农业物联网是广义智慧农业概念的一个组成部分，它利用传感器、无人机等互联设备以及软件平台来收集和分析与农业相关的数据，包括土壤状况、肥料需求和天气模式。这使得农民能够远程实时监测和管理农业运营，从而提高盈利能力和可持续性。

农业物联网应用的挑战及其应对方法

数据集成与管理

农场使用的物联网设备会产生大量数据。来自不同来源的数据，例如土壤湿度传感器、气象站和机械上的 GPS 追踪器，通常格式各异，因此很难将其整合到一处。

为了解决这些数据相关的问题，建立可靠的数据集成和管理基础设施至关重要。作为一种技术解决方案，农业公司可以采用集中式云平台，例如 AWS IoT Core 和 Microsoft Azure IoT，或采用专业的农业技术平台，例如 Climate FieldView 和 Trimble Ag Software。这些平台使农民能够统一来自不同来源的数据，对其进行标准化，并更轻松地进行分析。

农民可以使用通用数据标准和通信协议，例如消息队列遥测传输 (MQT)、约束应用程序协议 (CSP) 或用于农业机械的 ISO 11783，以确保不同供应商的设备、传感器和平台之间的互操作性，并实现无缝的数据集成和交换。

此外，农民还可以采用开放式 API，例如 FIWARE 和 FarmOS API，这有助于集成来自不同供应商的物联网系统和设备，从而消除供应商锁定风险。它在扩大农场经营规模或引入新技术时尤其有益，因为它无需彻底改造现有的基础设施。

高昂的前期成本

在农业综合企业中采用物联网技术可能成本过高，尤其对于资金有限的小农户而言。农民需要购买和安装传感器、无人机等物联网设备，设计和实施软件解决方案，进行员工培训等等。因此，大多数农民要么推迟采用物联网技术，要么干脆放弃。

首先，缺乏资金投资物联网技术的农民可以考虑迭代式技术实施。他们可以先采用基本的软件功能，然后在预算允许的情况下再扩展其功能。这种方法有助于优化初始成本，并在早期阶段取得初步成果。

其次，农民可以依靠开源技术来最大限度地降低初始和持续的许可成本。使用诸如 ThingsBoard 等经过验证的免费工具进行数据收集和 Grafana 进行可视化，可以为农民提供灵活性，并从一开始就节省成本。

或者，农民可以申请政府补贴和补助，以帮助抵消设备和员工培训的成本。许多地区都支持数字农业，以提高农业综合企业的效率和可持续性。

数据安全问题

物联网设备定期收集、传输和存储大量农业数据，帮助农民做出明智的决策，例如何时收获。这些数据，包括GPS数据或化肥和农药使用数据，都可能被利用进行盗窃或破坏。如果物联网设备和系统未得到适当更新或缺乏强大的安全措施，可能会导致财务损失、农场运营中断和声誉受损。

为了保护农业数据，农民必须实施全面的网络安全策略。首先，他们必须定期更新软件以修复漏洞。其次，必须使用强大的加密协议（例如高级加密标准 (AES)）来增强物联网解决方案，以确保安全的数据传输和存储，并设置强大的身份验证和访问控制。此外，农民必须将物联网设备隔离在单独的网络上，并部署监控系统以检测任何可疑活动。

对农民进行信息安全基础知识和使用物联网设备的最佳安全实践的教育也至关重要。这可能包括培训课程，教授员工整体安全原则、如何识别网络钓鱼攻击以及如何创建和管理强密码。

缺乏技术专业知识

许多农民由于缺乏或缺乏物联网系统正确设置、安全保障和持续维护的技术专业知识，难以使用物联网技术。因此，农民可能无法有效利用该技术，错失其全部潜力，并增加网络安全风险。

要成功实施物联网系统，必须具备深厚的技术专业知识，尤其是在部署和配置物联网设备（例如传感器、网关和控制器）方面。除了硬件设置外，公司还必须建立强大的数据管理流程，制定网络安全实践，并确保与现有农业工作流程无缝集成。

对于缺乏经验丰富的内部团队的农业公司来说，选择一家提供物联网托管服务的供应商（涵盖物联网咨询、实施、技术维护和安全保障）是明智之举。这将使农民无需亲自深入研究复杂的技术，即可从物联网中获益匪浅。

缺乏可靠的互联网连接

许多农村和偏远地区缺乏稳定快速的互联网连接，这使得农民难以使用需要持续实时数据传输的物联网设备。

农民可以考虑利用现代卫星技术（例如 Starlink）来消除这种担忧。即使在传统基础设施无法覆盖的偏远地区，这项技术也能提供高速互联网。此外，农民还可以使用低功耗广域网，例如 LoRaWAN 或 NB-IoT。这些网络允许设备以最低的功耗进行远距离数据发送。

此外，农民还可以采用边缘计算技术。边缘计算无需将所有数据都发送到云端，而是允许他们在本地处理数据。它减少了对持续互联网连接的依赖，并能够更快地访问实时数据。因此，即使互联网连接不太稳定、中断或不稳定，农民也能保持农业物联网系统的高效平稳运行。

寻找物联网合作伙伴

农业物联网为提高作物产量、减少资源消耗和提高可持续性提供了巨大的机会。然而，物联网的实施面临着诸多挑战，例如高昂的前期成本、数据安全问题、缺乏内部技术专业知识以及偏远地区的互联网连接不稳定。

幸运的是，大多数挑战都可以通过与精通农业和物联网技术的可靠IT供应商合作来解决。专业的物联网技术供应商提供端到端服务，包括物联网基础设施设计、集成、持续的技术援助和安全支持，以减轻农民的负担，并确保物联网系统安全、可扩展且符合智慧农业的真正目标。