面對世界人口的爆發式增長、耕地和自然資源的不斷減少，以及氣候事件的日益嚴峻，農業部門正承受著巨大的壓力。為了在提高產量的同時盡量減少資源使用，全球農民正在轉向物聯網(IoT)和精準農業實踐。本周，來自Agrevolution公司的Munir Hoffman博士和Andreas Heckmann博士就物聯網土壤監測等智能解決方案如何提高農業效率、幫助應對全行業挑戰進行了深入探討。

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1. 給我們講講Agrevolution公司，你們的產品和愿景是什么，客戶是誰?

Agrevolution公司的目標是在全球范圍內開發、制造和銷售我們的兩個核心產品：首先是CLIMAVI，它是一個能源自給自足的物聯網無線傳感器網絡，該網絡可以測量不同深度的土壤水份和溫度以及地面溫度、降雨量和相對濕度(風速可選);其次是FARMALYZER，它是基于CLIMAVI數據以及衛星、地面和機器數據的，以及基于流程的數字化智慧農場管理解決方案。FARMALYZER為客戶提供特定的決策支持，以在氣候風險增加的情況下實現長期農業可持續發展和更高的盈利能力。

通過這些產品，Agrevolution將氣候智慧農業(CSA)愿景轉變為現實世界的農業實踐。我們的客戶是各種類型種植者(耕種、苗圃、種植園、園藝)，以及農業咨詢和農業供應鏈中的其他參與者，如種子公司和化肥公司等。

2. 農業部門面臨哪些挑戰?

為不斷增長的世界人口提供充足的食物，是農業部門的一個關鍵挑戰，特別是在氣候變化情況下。例如，盡管德國以其穩定的氣候而聞名，但在2018年，特定領域的產量損失高達100%。這表明農業已經受到日益加劇的極端氣候的嚴重影響。

與此同時，通過其“從農場到餐桌”戰略，歐盟設定了雄心勃勃的目標，即到2030年將二氧化碳排放量減少一半——與1990年的水平相比。同樣，我們將面臨磷和化石燃料資源資源的萎縮。氣候智慧農業(CSA)是一項關鍵戰略，它使農業實踐適應不斷增多的極端氣候，同時減輕氣候對農業的負面影響。

3. 你如何看待物聯網和精準農業在應對這些挑戰中的作用?

全球農業科技市場以12.8%的復合年增長率增長，預計到2021年將達到約55億美元。通過合并數據源并使用物聯網等新技術，農場活動每公頃可以產生約100,000個數據點。然而，需要將這些數據轉化為可操作的見解，從而以更少的資源(如每公頃化肥、水和能源)實現穩定且更高的產量。最終，這將帶來更高的盈利能力和長期可持續性。

4. 為什么持續的土壤監測很重要?利用土壤數據，農民可以通過哪些方式提高農業效率和作物產量?

植物的生長很大程度上受水分和養分制約，而這兩者在很大程度上是由土壤決定的。了解這些資源的供應對管理土壤——植物系統至關重要，從而優化植物生長并最大限度地減少資源的使用。我們的傳感器可監測不同深度的土壤濕度，從而可以評估土壤的總供水量。將這些信息與土壤溫度和其他土壤特性的數據結合起來，我們就可以建立養分供應模型。

此外，我們的傳感器也可測量地面上的微氣候，然后再將其與衛星數據一起輸入到我們的內部AI混合模型中，以量化資源需求。從經濟角度評估供求之間的差異可以為季節管理決策提供基礎。

5. 為什么需要無線物聯網傳感器來收集微氣候和土壤數據?

天氣，尤其是每個田間地頭的微氣候對產量和作物生長有著巨大影響。想想非生物風險，比如干旱和養分供應，或者生物風險，比如植物疾病。所有這些風險都與土壤和植物冠層的微氣候有關，并且這些情況在整個季節以及每個田間都在迅速發生變化。具體而言，在園藝和果園中，你想要獲得最佳質量，就需要盡快了解相關參數。

如果想要獲得這些預測系統和節省資源的決策支持，則需要一個自主的監測系統，該系統可以幫助你識別潛在風險及其風險對每塊田地產量和質量的影響。這些風險只能通過土壤傳感器來識別，因為它們能夠提供決定植物生長資源可用性的基本信息，例如水。因此，像CLIMAVI微氣候傳感器這樣的物聯網解決方案對于氣候智慧農業系統至關重要。

6. 在這種情況下，無線連接的要求是什么?

農村農業中的無線傳感器網絡需要能源自給自足，并且幾乎不需要維護。此外，在耕土地上常常缺乏網絡連接。因此，低功耗廣域網(LPWAN)，特別是基于MIOTY的解決方案是這個用例的完美選擇。它們可以將數據從傳感器節點發送到5公里以外的網關，并且無需更換電池即可運行數年。

為了獲得最佳性能，你需要在安裝硬件之前先規劃網絡。我們為客戶提供全面的網絡規劃服務，其中包括網關和田間傳感器的最佳位置?；贚PWAN的解決方案和硬件需要適應你的具體使用情況，因此你應該仔細查看物聯網提供商的產品及服務介紹。

7. 從你的角度來看，是什么讓MIOTY技術/ MYTHINGS成為正確的解決方案?

MIOTY是迄今為止市場上最先進的LPWAN技術，它是為要求苛刻的工業應用而開發的。MIOTY的專利電報拆分(TS-UNB)技術即使在擁擠的頻譜中也能實現最低的數據包錯誤率，并且運行時不受其他網絡的干擾。通過這種方法，每個網絡可處理超過100萬臺設備，并且每天最多可處理150萬條消息。TS-UNB提供了工業和農業使用案例中所需的穩健、可擴展和移動的物聯網連接。MIOTY還使客戶能夠運行自己的網絡，并在現實世界中利用物聯網的優勢，而不僅僅是在實驗室中。

BehrTech通過MYTHINGS為MIOTY LPWA網絡提供了一個先進的管理平臺，以實現大規模的設備管理、云/后端集成和網絡故障排除。與其他低功耗廣域網技術相比，我們看到了MIOTY和MYTHINGS平臺的巨大優勢。

8. 你如何看待精準農業的發展趨勢?

在利用遙感(水分脅迫、葉面積指數)或機器(單位面積產量和能源消耗)監測特定數據方面已經取得了很大進展。然而，我們可以看到，這些技術的早期采用者近年來已放棄了這些技術，這僅僅是因為他們被淹沒在無法提供可行見解的大量數據中。只有當與其他數據源集成，分析并轉換為可用于農場主和農場內所有機器的可理解輸出時，許多收集的數據(甚至是產量圖)才會變得有用。這樣，精準農業不僅提高了資源效率，而且也提高了農民的生產力。

我們相信，通過CLIMAVI和FARMALYZER軟件包，我們提供了完美的工具來收集所有必要的數據，以提供有意義的決策支持，同時使農民能夠輕松、高效地實施精準農業實踐。鑒于氣候變化和極端天氣帶來的挑戰日益嚴峻，毫無疑問，精準農業，特別是針對特定地點的土壤、氣候和管理互動的開發，是農業發展的前進方向。