13、智慧农业：物联网与无线传感器网络的应用

智慧农业：物联网与无线传感器网络的应用

1. 农业现状与挑战

在当今时代，农业面临着诸多挑战。气候的变化和不稳定的降雨，如全球变暖导致的气候异常，已经影响了农业生产周期数十年。传统的农业方法逐渐降低了原材料的产量，这使得农业发展面临困境。以下是农业行业面临的具体挑战：
- 信息不足：缺乏关于生产及其参数、天气预报和销售分布的信息。
- 技术基础设施薄弱：信息和通信技术（ICT）基础设施较差，农民文化水平有限，对ICT在农业中的益处认识不足。
- 研究能力欠缺：营销和研究中心缺乏研究技能。
- 气候条件多变：严重的气候变化对农业生产造成不利影响。
- 劳动力问题：年轻人和受过教育的人对农业职业兴趣较低。
- 成本问题：农业机械成本高，且人工劳动较多。

2. 智慧农业的兴起

为了应对这些挑战，智慧农业应运而生。智慧农业结合了多种智能技术，如物联网（IoT）、云计算、大数据分析、移动计算、无线传感器网络和数据挖掘等，旨在提高农业生产效率和质量。

2.1 物联网（IoT）

物联网是一种将现实世界中的设备通过互联网连接起来的网络。在农业中，物联网可以实现远程监控和控制，帮助农民实时了解农田的气候、湿度、温度、土壤肥力等信息。物联网的特点包括：
- 通信：通过无线协议实现设备之间的数据共享，用于监控和控制。
- 连接性：通过安全网络连接传感器和其他设备。
- 事物：包括传感器、执行器等设备，用于收集和传输信息。
- 数据：是物联网的核心，用于驱动智能决策。
- 智能：通过预处理和数据分析，使传感器具备智能决策能力。
- 行动：