物聯卡（）：農業1.0是指依靠個人體力勞動的農業經營模式，其生產技術較為落后。農業2.0是機械化農業，是以機械化生產為主的生產經營模式，改善了“面朝黃土背朝天”的農業生產條件。農業3.0即信息化（自動化）農業，是以現代信息技術的應用和局部生產作業自動化、智能化為主要特征的農業。那么新興的農業4.0又是什么？

隨著人口的增長，可耕地的面積也在迅速減少。為了增加可用耕地的農業產出，一種可行的方案是投資技術。

農業革命的各個階段都圍繞著可持續性、糧食生產、能源和農業技術發展等主題。

傳感器和數字技術可以讓農民更好地獲悉農田和農作物的狀況。妥善利用這些收集的數據可大幅提高作物產量和效率。著重于各種農業工具和傳感器技術之間的交互，可使農業實踐獲得顯著進展。

農業傳感器可用于監測農作物的健康狀況、雜草、微生物和害蟲，產量估算和預測，相當于在空中、土壤中以可穿戴設備的形式給作物部署“五官”（物聯網傳感器），建立傳感網絡。本文著重介紹了在智慧農業和環境監測系統中使用的一些傳感器系統。

多年來，農業一直被科技領域忽視，并沒有什么現代技術的加持。如今，隨著不同技術的發展成熟，科技的浪潮正吹向農業領域。隨著互聯互通的普及，農業領域擁有了GPS精確制導的拖拉機、基于傳感器的灌溉系統、空中害蟲監測、智能牲畜監測以及與大數據相連的農民。我們正在見證農業領域進行著不斷的技術革新，以適應不斷變化的數字化世界。

農業4.0是一種利用傳感器、智能工具、衛星、物聯網、遙感和近距離數據采集等技術進行農場管理和精細農業的新方法。它是關于連接性、智慧的數字農業，是綜合內部和外部農場的運營網絡。

據說，農業4.0于2010年代初左右啟動，其技術包括低成本和優化的傳感器、執行器、微處理器、納米技術、高帶寬蜂窩通信、云計算和人工智能(AI)。

智慧農業

傳統上的精細農業主要是基于GPS傳感器進行自動操作的拖拉機和收割機，智慧農業的出現使農業的重心悄然發生了變化，例如決策施肥的劑量，或使用植物保護資源優化特定區域的作物發展。

由數據和信息驅動的農業是發展智慧農業的總趨勢。地球觀測和導航衛星利用從地面傳感器收集的數據來協助農民決定如何、何時和何地分配資源以取得最佳效果。

衛星裝有多個傳感器，通過各種植物條件和參數，如生長季節的生物量和葉綠素含量，獲得關于目前田間每個地點作物生長狀況和發展的數據。這些數據有助于農民更新作物狀況，以便采取具體的植物保護和施肥措施。農民還可以隨時通過智能手機或平板電腦監控各種參數。

認知傳感技術

利用傳感技術認知系統可以優化精細農業。該系統可以使用機器學習來測試各種新參數并揭示各種參數之間的關聯。

一個先進的傳感器技術認知系統，應實時提供溫度、濕度、光照、土壤pH值、降水、灌溉時間等狀況的反饋。這個系統可以確定影響作物生長的關鍵要素。擁有基于云計算服務的認知系統可以實時從世界各地的案例中學習，從而為每個季節應如何照料作物提供更好的解決方案和建議，以獲得更好的收益。

智能噴灑技術

為了消滅雜草和影響作物生長的不受歡迎的植物，除草劑是農作物及農田必不可少的，然而除草劑在很大程度上會對農作物及環境造成一定的影響。在智慧農業中，智能噴灑技術可利用攝像頭傳感器來區分雜草和作物。這種方法只針對雜草噴灑除草劑，從而保護農作物和環境。

植物特異性除草劑的應用需要傳感器系統對植物進行識別和分化。然而，在雜草發育的早期階段，要識別出小雜草并不容易。現代技術，可編程真彩傳感器可用于雜草和作物的實時識別和鑒定。這可以通過收集基于植物反射特性、自然和人工背景的數據來實現。根據這些數據，利用數學算法和決策模型來識別作物和雜草。

農業物聯網

農業物聯網是一個新技術領域，在改善全球糧食生產力方面具有巨大潛力。物聯網傳感器可以部署在地面或水中，以收集相關目標的數據，如土壤濕度和作物健康狀況。收集到的數據通過無線方式存儲在服務器或云系統中，農民可以通過平板電腦和手機上的互聯網輕松訪問這些數據。

物聯網的應用包括農用車輛跟蹤和牲畜監測，以及在耕地、農產品供應鏈、溫室監測和其他農場運營方面的應用。農民可以通過像Nano Ganesh（一種移動的水泵遙控）這樣的連接選項遠程控制農場的活動。

各種各樣的傳感器被部署在一個農場，并向在線儀表板報告。農民不需要實地巡查農場，就可以根據實時情況做出快速而明智的決定，從而節省時間和成本。

農業物聯網解決方案的應用案例正在不斷增加。不少企業正在農業物聯網應用領域尋找新的商機。他們正在開發融合傳感器和通信系統的集成系統。物聯網傳感器和云計算將大大提高數據流的質量，進而幫助農民做出更好的決策。

數字畜牧業

隨著人口的增長，牛奶和肉類的需求量也在增加。數字和傳感器技術在牲畜管理方面也得到了相應的應用。精細畜牧業利用先進技術，如微流體、聲音分析儀、圖像檢測技術、汗液和唾液傳感、血清學診斷等，優化每只動物的產出。

更明智的生產、適當的營養以及增加動物福利會減少畜牧業對資源的影響。有些公司致力于牲畜的福利，而其他公司則致力于動物的健康管理。

雞的虛擬現實系統

有了這樣的技術，像雞這樣的牲畜會被盡可能人道地對待。計算機接口和虛擬環境相結合，以滿足每種動物的需要和愿望。圍欄旨在提供一個舒適和健康的家。該系統為牲畜提供了在虛擬世界中自由活動的權力，為它們提供了比在現實世界中更好的待遇。每個圍場都裝有獨立過濾的空氣囊，以防止傳染病和寄生蟲在整個設施內傳播。

生物傳感器正被用于動物健康管理。追蹤項圈和電子馬鞍等新型可穿戴技術正被用于動物、寵物和牲畜的健康成長。在基于IOT的運動傳感器和麥克風的幫助下，農場主可以通過智能手機檢查牲畜的健康狀況和位置。

農業無人機

帶有熱傳感器、照相機、激光雷達和多光譜等技術的無人機給農業帶來了顯著的效益。帶有傳感器的農業無人機可以讓農民從空中的視角看到他們的田地，從無人機上收集的信息和數據可以發現諸如灌溉、土壤變化、害蟲和真菌感染等問題。有時很難用肉眼來區分健康植物和不健康的植物。多光譜圖像可以用作區分健康和不健康的植物，并使農民能夠及時采取行動。

多光譜成像系統

多光譜傳感器收集可見(紅、綠、藍)波長以及紅外(IR)輻射和紫外(UV)光。這些技術被用于監測植物健康狀況，識別缺陷和蟲害，優化施肥和評估水質。

將多光譜傳感器集成到無人機上，該傳感器可收集可見光波段圖像、多光譜圖像以及植被指數，包括歸一化植被指數(NDVI)或歸一化植被紅邊(NDRE)數據。它幫助農學家和農民更精確地識別作物健康問題。

AI加持農業

中國和印度正在著力于人工智能(AI)的創新和發展，以協助農民進行種植決策和農作物保護。人工智能有望推動農業革命，用更少的資源生產更多的糧食。一個使用大數據管理技術和云計算的人工智能系統旨在為農民提供有效的決策。

傳感器根據水果的完美成熟度來監測水果的生長過程，通過調節光線來加速或減緩成熟的速度。這種精細農業需要相當大的計算能力。

智能算法被應用到農業技術中，使它們能夠學習和自學。人工智能和智能算法可以分析大量有關天氣、環境和歷史信息的數據，從而可準確地預測在什么地方、什么時候以及如何種植作物，以獲得最佳性能和產量。人工智能與農業物聯網的結合具有很大的潛力。