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智能农业需要明智的商业实践

来源：http://www.hneyq.com 作者：亿金电子 2024年11月22

在为智能农业应用开发产品时，供应链前瞻性思维会带来回报，与在采用 AI/ML 和智能传感器的其他领域具有专业知识的芯片供应商合作也是如此。

IoT 彻底改变了智能农业实践

智能农业（又名智能农业）的双重目标是提高产量和提高盈利能力。通过提高农作物（以及牲畜和乳制品）的质量和数量，同时优化种子和杀虫剂等投入品的使用，可以实现这些目标。然而，这种优化需要增加物联网（IoT）的使用，2023 年底的一篇 IoT Business News 文章指出“......借助 IoT 技术，智能农业正在改变我们种植和管理农作物和牲畜的方式。物联网涉及传感器、设备和机器连接到互联网，从而实现数据收集、分析和实时决策。

物联网在分层智能农业生态系统中有效地提供了关键的连接。

智能农业物理层主要是支持 IoT 的设备，监控各种参数，例如温度、湿度以及土壤和作物健康状况。一些传感器将位于内部或地面上，其他传感器将安装在空中（安装在无人机上），其他传感器将位于附着在牲畜上的 RFID 标签内。

数据通常实时传输到边缘层以进行即时分析。然后，它被传递到云层进行更深入的分析，并根据天气预报以及例如农作物支付的投入和价格的实时成本做出决策。

人工智能（AI 或模仿人类智能的机械）广泛用于云层，而机器学习（ML，更多地是关于模式识别和数据推理）用于边缘层，并且越来越多地以使用边缘处理的“智能传感器”的形式用于物理层。

（由人类和 AI ）根据收集的数据做出的决策可用于为自动化农业机械提供指令，例如，管理/维护土壤质量，在产生最佳效果的地方播种，并仅在必要时施用水和杀虫剂。

此外，自动化机器收集和分析的实时数据可用于做出即时决策。例如，带有基于 ML 的摄像系统的移动机械可以识别植物和杂草之间的区别，并在它穿过田地时进行适当的处理。事实上，这种实时和本地化的分析和行动就是所谓的精准农业（PA）的最佳状态，美国政府问责局（GAO）表示：“精准农业技术可以通过精确应用水、肥料和饲料等投入品来改善资源管理，从而提高农业生产效率。

从本质上讲，我们已经使一个极高科技的生态系统成为可能，但在我的开场白中，我说“盈利能力”是一个目标。

产品开发

可以理解的是，可以在源头捕获的数据越多，可以自动化的操作越多越好。因此，现场对基于 IoT 的系统以及也使用 IoT 的自动化机械有很大的需求。事实上，农业市场中的 IoT 预计将“......从 2024 年的 184.3 亿美元增长到 2032 年的 717.5 亿美元，在预测期间（2024-2032 年）的复合年增长率（CAGR）为 18.52%）“（Shubham Munde）。

从产品开发的角度来看，有许多技术挑战需要解决。大多数传感系统将位于偏远地区，因此它们需要电池供电（由太阳能电池支持），并且很可能需要网状网络技术来将数据从物理层传输到边缘和层。系统需要坚固耐用才能在恶劣环境中运行，理想情况下，一旦投入使用就不需要维护。至于安装在机械或车辆上的系统，它们将需要应对高振动水平、机械冲击和可能的灰尘。

对于一个能够在太空和其他行星上工作设备的行业来说，这些并不是不可克服的挑战。然而，智能农业需要具有成本效益的解决方案，并尽可能降低项目风险。因此，在整个产品开发工作流程中以及产品投入使用后，必须采用智能业务和工程实践（见图 2）。

关于流程，值得注意的是，在产品的要求和功能确定后，立即引入合作伙伴，尽管实际上可能需要退后一步，重新审视第一阶段。事实上，由于产品的要求和功能仍在定义中，因此存在包括合作伙伴的争论。

例如，在智能传感、人工智能、机器学习、低功耗电子和射频方面具有现有经验的第三方可以在设备选择方面提供宝贵的帮助。在这方面，Microchip 是理想的合作伙伴，因为我们的器件（包括微控制器（MCU）、微处理器（MPU）、FPGA、以太网解决方案和智能传感器）不仅用于智能农业，而且在汽车和工业应用中也得到了验证。

技能短缺和供应链

与 Microchip 合作还可以帮助那些为智能农业应用开发产品的人克服工程领域目前面临的两个主要挑战。

首先，全球工程技能短缺。波士顿咨询集团最近的一项调查显示，92% 的全球公司领导者将吸引和留住人才列为他们的三大优先事项，BCG 的一篇文章（与 SAE International 合作撰写）引用了该调查指出，“工程人才尤其供不应求，供需差距越来越大，这使重要行业的进步面临风险，并有可能对经济产生巨大的负面影响——相当于到 2030 年美国预计的所有人才缺口对 GDP 的预计影响的近 40%。

毫不奇怪，OEM 正在招聘刚从大学毕业的工程师。虽然毕业生将拥有核心工程资格，但他们将没有实践经验。此外，虽然人们正在努力在农业设备中看到更多支持 AI/ML 的自动化，但事实是这不会在一夜之间发生。那些刚从大学毕业的人对正在设计的产品、系统和设备的农业应用知之甚少。

Microchip 是理想的合作伙伴，因为尽管智能农业是一个相对全球化的新市场，但我们已经在向其中销售产品;产品在设计时考虑了低功耗、高性能、安全性和 AI/ML，并且在许多情况下都存在开发套件。此外，我们的供应链专家负责处理关键客户，帮助开发人员解决开发过程中出现的任何挑战 - 通常是在现场。

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此文关键字： Microchip晶振物联网

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