智慧农业MEMS技术真是农场主的“神算子”吗？

据麦姆斯咨询报导，在过去的几十年中，电子测量和分析被更加多地用作提升农业生产率。精准农业确保农民准确掌控农田中每一区域所需的水、肥料、杀虫剂和除草剂的用量，有助提高产量，增加对环境的影响。

动态数据采集和分析还可用作动态监测土壤、农作物和牲畜的状况，并收到预警。根据MarketsandMarkets的市场研究报告表明，2016年智慧农业市场规模为50亿美元，到2022年将快速增长到110亿美元，期间的填充年增长率多达13%。近年来的技术变革，一部分不受移动设备和物联网（IoT）在农业中的应用于所驱动，这意味著传感器、处理器和通信构成的系统成本更加较低，显得更为亲民。

农业应用于所需的测量和传感大部分依赖微机电系统（MEMS）。MEMS将机械结构与电子结合，生产出有智慧农业传感器、控制器和能量收集器。这些智能传感系统具备体积小、成本低、功耗低等优点。

构建的电子器件可以获取掌控、数据采集、自校准和通信等功能。板载处置容许局部计算出来，获取即时对系统并增加必需通过网络传输的数据量。出于实用性的考虑到，这些系统必需成本低、更容易加装、方便使用、寿命长。

系统必须在耗电量较低的情况下还维持“身体强健”；依赖电池、太阳能或能量搜集技术保持数年的寿命。MEMS传感器还包括陀螺仪、加速度计、磁力计，以及测量压力、声音和湿度的器件，也可以用作建构芯片实验室（LoC）系统。加速度计和陀螺仪的人组，如村田SCC2000，可以强化现有技术如GPS的准确性，通过获取关于地形的详细信息，容许更加准确的定位展开犁耕和采收。

加速度计也用来监测牲畜的活动水平，例如，牛花费多少时间行驶、睡觉或躺下睡觉。通过监测牲畜食用和消化的时间，保证其取得充足的营养。此外，当母牛受精时，活动水平急遽减少。

这种情况常常再次发生在夜间，这意味著农民有可能无法及时寻找一头公牛。动态监测可以检测受精再次发生时向农民提早收到警报。

九个月或十个月后，农民可以用于“牛叫”（MOOCALL），这种产品用于加速度计来监测由子宫膨胀引发尾部运动的独有模式。该系统可以在母牛产犊前一小时左右向农民发送到短信。MEMS也可用作监测动物的环境确保情况，例如记录温度、湿度和噪声等环境参数。

在农场，这些将维持在合理范围内，但在运输过程中有可能经常出现极端情况。融合记录的数据和GPS方位信息，不足以保证环境参数在规定的范围内变化。芯片实验室（LoC）是比较较新的事物。LoC将一个或多个实验室功能构建到尺寸为几毫米或厘米的集成电路（IC）上。

例如，悬臂梁（一端相同的悬梁，在显微镜下仔细观察形如体操板），通过在悬臂梁的表面涂覆有与特定毒素分子或病毒融合的受体。目标分子的不存在将转变悬臂的共振频率，从而可以检测病原体的不存在甚至浓度。可以结构多个悬臂，每个对有所不同的病原体敏感度不一样。其它生物化学传感器通过电容的变化观测到分子引发的结构变化。

这些器件只必须少量的待测试材料，就可以实现理想的动态自动化和高通量处置和检验。这样可以在现场展开较慢分析，而不用向病理实验室寄送样品，等上数天或数周才能取得结果。

该技术在食品安全（食品中的病原体或污染检查）、动物疾病防治（奶牛挤奶时检查乳房炎）和分析土壤养分水平方面具备潜在的应用于。尽管有所不同市场研究机构对MEMS市场的预测不尽相同，但快速增长态势都所持悲观态度。例如，ReportsnReports预测，2022年MEMS市场将以9.8%的年增长率超过大约190亿美元；而AlliedMarketResearch预测2022年将超过268亿美元，增长率为11.1%。其它机构的预测表明出有类似于的快速增长水平，但平均值销售价格适当上升。

MEMS和物联网在农业中有许多有可能的应用于。这些技术将发挥作用，容许农民通过提升生产力和增加环境影响来符合世界持续增长的人口对农作物的市场需求。

随着成本的上升，更好的农民将从智慧农业MEMS技术中受益。

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