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透过物联网,蔬果栽种也能很智慧!

  每年初夏,正是果农们开始准备采收西瓜、芒果等水果的丰收时节,一颗颗散发浓郁果香的果实象征着农民的辛勤和努力,秋冬季节在田中逐渐饱满成熟的稻穗,则是栽种者在历经将近一整年与大自然的搏斗后所获得的最好礼物;只不过,农民们也很可能在这场与自然天候、湿度、温度、日照以及环境的战争中败下阵来,而最终落得所投入的人力、财力和时间皆化为乌有的不幸情景。

  事实上,农耕栽种向来皆被认定为不确定性高、必须看天吃饭的行业,然而,随着物联网、云端运算以及传感技术…等科技的应用与发展日渐成熟,现今的农业已经不可同日而语!

  农业与科技的有效结合

  举例来说,西班牙的无线通信技术公司Libelium已借大数据分析的应用,使得农民的葡萄栽培在减少使用20%的肥料、降低耕种成本的同时,却能提升15%的生产率;墨西哥政府与Google合作,透过卫星图像进行针对该国土地利用、持续农业和物种保育的政策规划;印度政府利用社交网站推特(Twitter)上的讨论话题来了解且分析稻米价格的波动趋势;非洲地区则已建立起手机APP平台以及农业交流平台,进而用以提升当地农民的经济收入;而台湾著名的玉荷包荔枝则在远程监控栽种过程的规划下,已使得产期顺利由原来的一个月延长至三个月,并在稳定市场价格的同时让产量进而提升20%。显见,农业与科技的结合确实能够帮助农民提升作物的产量与质量,同时更有效地将产业的价值极大化。

  也因此,全球各大经济体无不审慎看待这块攸关人类粮食及存亡的领域,同时也积极投入大量资源以推动相关发展。以美国为例,该国每年投入农业科技的创投资金皆以60%以上的速度成长、欧盟则借“农场咨询系统”,企图以农业知识数字化的方式完整地保留并传承珍贵的农耕经验、而日本则正着手透过导入企业化经营的模式,以期使得农业生产能够达到规模经济且进而跨足国际市场。

  因此,我们不妨透过下列面向,对智慧农业的实际运用进行更进一步的了解:

  远程监控

  目前应用于农业的远程监控技术,能够透过物联网针对日照、温湿度、土壤水分…等环境数据进行采集,并且搭配实时监控画面的收集与分析随时掌握农作物的生长情况。举例来说,当耕种环境的实测数据超过了标准范围,那么农民的手机便可能收到预警简讯、提醒他实时开启浇水施肥系统或者保持通风…等。

  此外,远程监控平台除了能够降低人力管理成本,同时也可借助全天候的红外线入侵检测与警示功能,进而确保农产品安全并免于被盗采的风险。

  智慧大棚

  相较于传统农耕方式只能够依靠不确定性高的天气预报进行相应措施,容易导致作物质量良莠不一、无法实时处理不确定性因素及妥善进行风险管理,智能大棚能够借助传感监控系统所回传的数据,自动调整耕种环境的状况;例如,在空气温湿度超过预测值时,由系统自动开启或关闭加湿器及通风设备、当日光不足时自动开启智能光源系统,借助管控平台所精密计算的光合作用流程,全面调控耕种环境的二氧化碳浓度、以及光照和空气的程度,以确保农作物生长在最适当的环境当中。

  其中,智慧大棚还可利用太阳能平板集热系统进行发电,在满足生产时灌溉、施肥、补强光照或温度…等用电需求的同时,也做到对于节能的控制。

  大数据应用

  透过物联网及智能监控系统所搜集且上传至云端的各类资料,可藉由大数据分析出不同阶段农作物的生长关键,并进而将此反馈至下一轮的生产流程当中,以期更加精准地掌握有助于农作物生产优化的环境因子和因应方式,同时更持续优化成长条件且提升产能和质量。其中,所搜集到的信息可绘制为实时数据曲线、用以观察某个时间段内作物的整体生长状况,也可归纳为历史数据曲线以显示耕种环境的年、月、日变化。

  此外,美国目前亦将农业的大数据成功应用至其他方向,包括透过针对土地、气候的分析以了解各地区受天灾影响的程度,进而让农业部风险管理局(RAM)订定出适当的农业保险费率以避免不必要的保险补助支出,以及实时监控各地病虫害状况、同时比对历史数据及进出口数据且透过粮食供应分析以稳定粮食的供给及食品安全。

  信息发布

  有赖于物联网技术的普及,目前已有不少智慧农业平台将实时搜集到的农作环境传感数据提供给一般民众,让人们得以随时接收从播种到使用肥料或农药…等完整的耕种信息,甚至还能够清楚看到菜园、果园的模样,大幅提升农作物生长过程的信息透明度;此外,部分业者则不仅限于提供农作物的生产信息,民众只需扫描产品包装上的二维码,便可在手机上清楚地了解蔬果的生产日期、农药残留检测结果…等信息。

  除此之外,随着无线射频通讯(RFID)和自动化技术而衍生的农作物自动采摘、自动分级且分类包装、电子过磅以及仓储管理…等流程,则让智能农业的管理变得更加完整。

  事实上,农业在人类文明的历史当中一直扮演着支撑工业、服务业及整体经济发展的角色;如今,在科技技术的帮助之下,智慧农业的种植环境已能够被妥善地掌控、农作物的产量及质量可明显提升且稳定、产品来源安全可追溯,而毫无疑问地,人们的生活也因而变得更加安心、健康且带有智慧!