一、农业生产面临的突出问题

在传统农业生产中，存在着诸多问题严重制约着农业的发展和产量的提升。首先，农业生产依赖人工经验，对于土壤状况、气候条件、作物生长阶段等信息的获取和判断不够精准。例如，农民往往凭借多年的种植经验来决定何时浇水、施肥，但不同地块的土壤肥力、保水能力各不相同，统一的浇水施肥方案很难达到最佳效果。

其次，农业生产过程中的环境监测手段落后。天气变化、病虫害的发生等因素对农作物产量有着至关重要的影响，但传统的监测方式往往是农民定期到田间查看，这种方式不仅效率低下，而且不能及时发现问题。据统计，由于病虫害发现不及时，每年全球农业产量损失高达20% - 40%。

另外，农业资源的利用效率不高。水资源、肥料等是农业生产的重要资源，但在传统农业中，存在着水资源浪费、肥料利用率低等问题。例如，大水漫灌的浇水方式不仅浪费大量水资源，还可能导致土壤板结，影响作物生长。

二、农业物联网设备结合边缘计算的创新性解决方案

为了解决传统农业生产中的这些问题，农业物联网设备结合边缘计算技术应运而生。

（一）实时精准监测

农业物联网设备可以实时监测土壤湿度、温度、养分含量、光照强度、空气湿度等多种环境参数。这些设备通过传感器将采集到的数据实时传输到边缘计算节点。边缘计算节点具备强大的计算能力，可以对这些数据进行实时分析和处理。

以土壤湿度监测为例，传统的土壤湿度监测可能需要人工定期测量，而农业物联网设备可以每隔几分钟甚至几秒钟就采集一次数据。通过对这些数据的分析，边缘计算节点可以准确判断土壤的水分状况，当土壤湿度低于设定阈值时，自动触发灌溉系统进行浇水。

（二）智能病虫害预警

农业物联网设备还可以通过图像识别、声音识别等技术对农作物的病虫害进行监测和预警。例如，通过安装在田间的摄像头，实时拍摄农作物的叶片、果实等部位的图像，边缘计算节点利用人工智能算法对这些图像进行分析，判断是否存在病虫害。

如果发现病虫害的迹象，边缘计算节点会立即发出预警信息，提醒农民采取相应的防治措施。这种智能病虫害预警系统可以大大提高病虫害的发现效率，减少病虫害对农作物的危害。据某农业专家介绍：“使用这种智能病虫害预警系统后，病虫害的发现时间平均提前了3 - 5天，防治效果提高了30%以上。”

（三）精准施肥灌溉

基于对土壤养分含量、作物生长阶段等信息的实时监测和分析，农业物联网设备结合边缘计算技术可以实现精准施肥灌溉。边缘计算节点根据作物的需求和土壤的状况，计算出最佳的施肥量和灌溉量，然后控制施肥灌溉设备进行精准作业。

这种精准施肥灌溉方式不仅可以提高肥料和水资源的利用率，减少浪费，还可以避免因过度施肥和灌溉对环境造成的污染。据统计，使用精准施肥灌溉技术后，肥料利用率可以提高20% - 30%，水资源利用率可以提高30% - 50%。

三、农业物联网设备结合边缘计算的显著成果

许多农业生产企业和农户在采用了农业物联网设备结合边缘计算技术后，取得了显著的成果。

（一）产量大幅提升

某大型农业种植基地在引入农业物联网设备结合边缘计算技术后，农作物产量实现了翻倍增长。以小麦种植为例，该基地在采用新技术前，平均亩产为500公斤左右。采用新技术后，通过实时精准监测土壤和环境参数，智能调整施肥灌溉方案，及时预警和防治病虫害，小麦亩产提高到了1000公斤以上。

（二）成本显著降低

农业物联网设备结合边缘计算技术的应用，不仅提高了产量，还降低了农业生产成本。由于实现了精准施肥灌溉，减少了肥料和水资源的浪费，同时智能病虫害预警系统减少了农药的使用量。据该农业种植基地负责人介绍：“采用新技术后，每亩地的肥料成本降低了20%左右，水资源成本降低了30%左右，农药成本降低了15%左右，综合成本降低了10% - 15%。”

（三）农产品质量提升

通过对农业生产过程的精准控制，农产品的质量也得到了显著提升。由于采用了精准施肥灌溉技术，农作物生长更加健康，果实更加饱满，口感更好。同时，智能病虫害预警系统减少了农药的使用量，降低了农产品的农药残留，提高了农产品的安全性。该农业种植基地生产的农产品在市场上受到了消费者的广泛认可，产品价格也比同类产品高出10% - 20%。

四、农业物联网设备的应用场景

农业物联网设备结合边缘计算技术在农业生产的各个环节都有着广泛的应用场景。

（一）种植环节

• 土壤监测：实时监测土壤湿度、温度、养分含量等参数，为精准施肥灌溉提供依据。
• 环境监测：监测光照强度、空气湿度、二氧化碳浓度等环境参数，优化农作物生长环境。
• 病虫害监测：通过图像识别、声音识别等技术对病虫害进行监测和预警。
• 智能灌溉：根据土壤湿度和作物需求，自动控制灌溉系统进行精准灌溉。
• 智能施肥：根据土壤养分含量和作物生长阶段，自动控制施肥设备进行精准施肥。

（二）养殖环节

• 环境监测：监测养殖舍内的温度、湿度、氨气浓度等环境参数，保证养殖动物的健康生长。
• 饲料管理：根据养殖动物的生长阶段和体重，自动控制饲料投喂量和投喂时间。
• 疾病监测：通过传感器监测养殖动物的体温、心率等生理参数，及时发现疾病迹象。
• 智能养殖设备控制：控制通风设备、照明设备等养殖设备，优化养殖环境。

五、农业物联网设备的优势

农业物联网设备结合边缘计算技术具有以下优势：

（一）实时性

边缘计算节点可以对采集到的数据进行实时分析和处理，及时做出决策，避免了数据传输到云端再处理的延迟问题。这对于需要实时响应的农业生产场景，如灌溉、病虫害预警等非常重要。

（二）可靠性

由于边缘计算节点靠近数据源，即使在网络中断的情况下，也可以继续对数据进行处理和分析，保证农业生产的正常进行。

（三）隐私性

农业生产中的一些数据，如土壤状况、作物生长信息等，涉及到农户的隐私。边缘计算技术可以在本地对这些数据进行处理和分析，减少了数据传输到云端的风险，保护了农户的隐私。

六、某农业物联网设备公司的产品介绍

Jiasou TideFlow公司推出的农业物联网设备结合边缘计算技术，为农业生产提供了全面的解决方案。

（一）产品特点

• 高精度传感器：采用先进的传感器技术，能够精准采集土壤、环境等多种参数。
• 强大的边缘计算能力：边缘计算节点具备高性能的处理器和算法，能够对采集到的数据进行实时分析和处理。
• 智能决策系统：根据数据分析结果，自动生成施肥灌溉、病虫害防治等决策方案。
• 远程监控平台：农户可以通过手机、电脑等终端设备远程监控农业生产情况，随时随地掌握农作物的生长状态。

（二）成功案例

该公司的产品已经在多个农业生产基地得到了应用，并取得了显著的成果。例如，在某蔬菜种植基地，使用该公司的农业物联网设备结合边缘计算技术后，蔬菜产量提高了30%以上，农药使用量减少了20%以上，肥料利用率提高了25%以上。

七、总结

农业物联网设备结合边缘计算技术是农业现代化的重要发展方向。它通过实时精准监测、智能病虫害预警、精准施肥灌溉等功能，解决了传统农业生产中存在的诸多问题，实现了农业生产的智能化、精准化和高效化。随着技术的不断发展和完善，相信农业物联网设备结合边缘计算技术将在农业生产中发挥越来越重要的作用，为保障粮食安全、促进农业可持续发展做出更大的贡献。

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