为农业插上智能化翅膀

本期导读：

在规模化种植引发的市场新需求下，无人机与互联网、物联网及大数据等现代技术密切结合。其中，农业无人机也被喻为是一把开启智慧农业的钥匙，其市场更是渐入佳境。

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在过去，摄影师基本都使用单反拍摄美景，或者使用智能手机等固定设备，随着无人机的高速规模化发展，由无人机“缔造”的航拍模式席卷了全世界，无人不为航拍美图所吸引。

无人机不止应用在照片拍摄，它在各种各样的领域都有所涉足，包括交通、地质、警用、农业等。其中在农业领域上无人机渐渐被大家熟知，无数个植保无人机“飞驰”在农田上。

植保无人机用于执行农林植物保护作业，可通过无线电遥控设备和自备程序控制装置进行操纵，由飞行平台、飞控、喷洒装置三部分组成，利用地面遥控或导航飞控来实现药剂、种子、粉剂等农业作业。农业工作者只要操控遥控器，就能在家指挥无人机进行全过程的农业工作。几天的工作量可以在几小时内完成，而这也是智慧农业的重要体现。

让农业搭载智能化的东风

翻开历史长卷，人类将飞机用于农业植保领域，最早可以溯源到20世纪初。1906年，美国开始采用载人飞机喷洒化学农药消除牧草害虫；1949年，用于大规模农田植保的固定翼飞机在美国研制成功；1987年，日本研制出世界上第一架农用无人机，并在次年进行市场销售。

植保无人机可以按照提前规划的航线、设定的基础飞行参数来进行农业作业，农业工作者通过无线通信网络即可对机器实现远程监控。相比传统的人工或半机械化植保方式，植保无人机的优势极其突出，具有喷洒效率高、使用方便、成本低等优点。其中，喷洒效率是传统人工的15-80倍，农药使用量、用水量分别比传统人工至少节约50%和90%。以棉田为例，拖拉机开进棉田则会碾压棉花、导致减产。

而使用无人机喷洒，不仅可以让农业工作者免受暴露于农药的风险，还可以做到实时、均匀、准确喷洒，最大限度减少渗入地下水的剂量。植保无人机在农业场景广受欢迎，正在推动农业迈向现代化、规模化和智能化发展阶段。

飞控传感器的工作原理

如上文所说，植保无人机由飞行平台、导航飞控、喷洒机构三部分组成，其中不可缺少的核心设备非飞控莫属。飞控最基本的功能是控制一架飞机在空中飞行时实时平衡方向，由IMU来测量飞行数据，感知飞机当前的倾角数据并把该信号传输给飞控内部里负责运算的单片机。根据当前飞行数据，单片机计算出一个补偿方向与补偿角，接着将这个补偿数据传输给舵机使其执行命令，完成补偿动作，之后传感器感知到飞机已经保持平稳，将实时数据再次给单片机，单片机便会停止补偿信号。这就形成了一个循环，大部分飞控基本上都是10HZ的内循环，也就是1秒刷新十次。若没有飞控的话，当一个角开始倾斜，那飞机就会快速地失去平衡导致坠机，或者说气压计测量不到自己的高度位置的话就会一直加油门或者一直降油门而彻底失去人力控制。

起初中国植保无人机只有2524架，到了2020年农业植保无人机数量已达5.5万余部，植保无人机作业面积达4.5亿余亩。数据显示，在疫情、春耕、5G等多方面因素影响下，2020年-2021年中国农业无人机市场规模增长迅猛，2021年市场规模达到28.63亿元，同比增长率为124.2%。2022年-2025年，中国农业无人机市场将保持稳定增长，预计2025年市场规模可达115亿元。

展望未来

以往欧美的农场上能够以极少的人力来实现高产量，一大重要原因就是自动化程度高。随着无人机和AI等技术的到来，正在将农业智能化带入一个新的阶段，进一步提高农业的生产效率。但植保无人机的功能显然远远不应止步于此，仍然存在大量的潜力等着人们用更高超的技术去挖掘。比如气象监测，众所周知，原来农业工作者靠天气吃饭，从中能够看得出气象对农业的影响有多深远，因此气象监测将是植保无人机的未来重要发展方向之一。若能研发出一种传感器来监测实时气象，并提供温度、降水、湿度、太阳辐射和风速等因素来供农民参考，便能解决气象因素带来的痛点。

“无人机+传感器+大数据”在农业领域的应用，能够勾勒出一个多层次、全方位的“农业地图”：气象信息、土壤信息、作物信息、乃至农户信息，都将得到汇总，从而提高农业生产效率。而随着人工智能技术的发展，催促着农业变得更加规模化、智能化、集约化、精细化，越来越多的互联网巨头在为农村市场赋能。在未来，国内智慧农业将会诞生怎样的火花来助力植保无人机更快更好地解决农业领域的发展痛点？让我们拭目以待！

文末互动

一旦无人机产业形成成熟、规范的生态体系，未来它在农业领域将大有可为。无人机、5G等技术将全面深入应用于智慧农业蓝图中，推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合。大家是否有留意到身边或家乡已有各种各样的智慧农业的景象出现呢？从田间到餐桌，你最期待看到哪些新景象发生？

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