下面文章是參考網路資訊收集而來的文章，摘錄一些科技重點。最主要用意是用來記錄目前科技在農業上的應用，緣由是作者本身是主修資訊及電子相關科系，平時在資訊部門上班，但本身又下班之餘又必須下田工作，所以一直在思考一個問題，如何使用較新的科技技術應用到農業產業上，科技帶進農業，特別是在水稻種植上，收集文章及學習目地是為了要用較低的建置成本輔助農業生產，希望以科技之力節省人力之需。

如果你也有此興趣，不論是在科技上或農業上皆歡迎留信交流。

智慧農業IoT定義

智慧農業IoT，由政府協助小農轉型才能對抗氣候變遷的糧食問題
   智慧農業(Smart farming)，是一項結合大數據分析、精準農業、物聯網( IoT, Internet of Things)、M2M(Machine to Machine )等科技，適時適地的調整栽培管理的新型態農業操作技術。[8]

大數據能應用在農業的範圍非常廣泛，如農業機械、農地規劃、畜產管理、水資源管理、植物工廠等領域，都是很適合與農業大數據結合的黃金產業。另外像是以結合GPS定位系統的農業機具，搭配各種感測器（溫度、濕度、風向、光照），讓農民能即時調整田間管理時程（噴藥、除草、施肥等），在第一時間解決各項病蟲害問題，便能有效提高作物產量與品質。

英國市場分析公司(Beecham Research)提出了2個智慧農業未來的推廣策略以及發展方向。未來的兩項技術結合物聯網與M2M的新型智慧農業。然而這些技術需要龐大資金與人才，普通的小型農場無力負擔。

IoT定義: IoT(物聯網)將各種信息傳感設備與網際網路相結合從而形成一個巨大網絡。通過IoT技術實現了高度精準作物控制、有效數據收集和自動耕種，另外也注重水資源的高效管理，減少廢棄物和降低成本。[10]

科技應用新聞

(1) 用科技收成！新世代農夫下田，讓農業變得更性感

提到農業，總是會讓人聯想到揮汗如雨的農夫。而今農業與科技的距離越來越近，農夫的形象已經不若以往，農場也逐漸朝自動化、無人化的方向前進。新世代的農夫，不再只是用勞力耕作，還需花更多腦力決策。唯農夫從繁瑣艱辛的體力勞動中解放出來，才能為農業創造更大價值。
農民的經驗還是很重要，不過科技是很好的輔助。──科技農夫．陳蒼鄢[1]

(2) 科技農夫陳新豪──從車庫裡誕生的「微氣候」哲學

越來越多的年輕人夢想回鄉務農，真正實行起來卻沒想像中那麼簡單。不過，在陳新豪和陳祈華、焦盛明研發的監控系統協助下，青年農夫也許可以少走一點冤枉路。
特色1：農民可以從手機App中即時監控園區內的溫度、濕度和照度，能隨時掌握當下狀況，並且做出最恰當的判斷。[2]

(3) 非典型農民」蘇建鈞：用視覺化管理提高效率

由於土地意識抬頭，再加上台灣產業結構變化，近年有許多具有科技背景的青年返鄉務農。這些「科技農夫」和傳統農民有什麼不同？蘇建鈞的例子是一個很好的時代縮影。
特色1：這款App的設計理念來自蘇建鈞，農委會在去年投入資源助力。透過App，農民可以做到耕地管理、定位導航和生產履歷。[3]

(4)科技農夫陳幸延──農田裡的開源自造者

近年來，台灣出現一股返鄉務農風潮。然而小農資本少、土地面積小，如何用最低成本達到最高效益？崇尚開源精神的陳幸延用自製小型農具，為傳統農事注入新思維。農田裡的許多問題其實可以透過簡單自製的軟、硬體解決。因此，他發揮過去所學，開發出用廢料和電子零件組裝的電動割草機、可以測量和記錄天氣變化的天氣盒、能自動調節水田水位的水閘門和雷射驅鳥槍等各式小型農具，並且放在村中和其他農民共享。
特色1：電動割草機: 以廢料組成的割草機，材料分別來自修車廠、鐵工廠、木材行和電子零件。一般電動割草機售價約2萬元，自製成本為零。
特色2：天氣盒可以測量每天的光照、紫外線、風速、風向、雨量、空氣品質和大氣壓力等天氣狀況並且記錄下來，之後會放在百葉箱中。
特色3：水閘門: 一般老農是憑經驗和習慣管理水田的水位，但是透過這項裝置，不僅可以記錄水位、水溫和土溫，未來還可以用馬達自動控制水閘門。[4]

(5)科技農夫陳蒼鄢──舒緩缺工困境，用App遠端灌溉

台灣農村缺工問題嚴重，農人要如何以最精簡的人力條件達成最高效益？陳蒼鄢的小黃瓜園在一年前導入滴灌系統，不僅省水，還能減輕農人的工作負擔。

特色1：導入的滴灌技術--水分和液態肥料可以直接送到植物的根系間，減少浪費。除了可以依照氣候狀況做調整，還能用手機App遠端操控和事先排程，用最少的人力達到最高效益。
特色2：App還有記錄功能，農民不僅可以看到每天的灌溉歷程，隨時掌握園區的用水和施肥量，當作物生長狀況不理想時，也可以從灌溉記錄中推敲出修正方法。[5]

雷射驅鳥 在家顧田水…資訊人帶科技下田

省思科技製造業易導致資源浪費，資訊人學務農。

設計田間監控設備和實用小農機，成「科技農夫」[16]

(6) 為農村找新路，讓原住民不再漂流都會

從工程師改當農夫，陳建泰也把科技帶入田園。
特色1：像是透明的苗圃溫室，便以風力跟太陽能發電，多餘電力還可供應旁邊的社區教室。

特色2：其他如改善土質的稻殼炭化技術、免沖水的生態廁所、太陽能曝氣設備、可當倉庫的廢棄貨櫃等。[6]

(7)〈中部〉用機械專長 廠長轉當高科技農夫
特色1：自製授粉棒及溫室用水自動控制系統，並結合遠端遙控技術，結合高科技來進行農業耕種。[7]

(8) 農業4.0物聯網運用案例
智慧葡萄園:

無線傳感器網絡（WSN）可用於監測與農業相關的溫度、濕度、土壤溫度/濕度、葉面濕度和許多各種不同的環境參數。所有數據從傳感 器節點發送到雲端平台，透過PC和智慧手機應用程式，幫助用戶管理灌溉系統，此模型還可從數據上監測環境是否感染病疫，讓管理者可 提前防範可能發生的疫情。

特色1：本案例採用Siega系統進行各種環境參數之監測與控制。Siega系統節點使用 Waspmotes傳輸感應器板，並能夠測量不同的參數，包括：環境溫度/濕度、 氣壓、雨量計、風速表、紫外線輻射、太陽輻射、土壤溫度、土壤濕度、葉面濕度。這些節點(Waspmote)的主要特徵包括：  偵測環境相關數據，提供創建統計預測模型使用。節點可控制灌溉系統。使用RFID技術控制其他節點。由太陽能電池充電存於鋰電池。所有這些節點都是自動的，利用平日太陽能儲存電力於鋰電池中作為動力來 源，驅動Siega系統，每15分鐘或每5分鐘傳感器節點會自動獲取環境中各種 相關數據，經過閘道(Gateway)，再上傳到雲端平台，可提供葡萄園管理者藉 由PC和智慧手機直接下載App應用程式，進行讀取、模擬、分析、預測、診斷、 控制及最佳化之應用。 

特色2：傳感器節點利用谷歌地圖，讓葡萄園管理者透過谷歌地圖標籤的視覺化，迅速找到不同節點的地理圖資座標。

林業生產管理系統:

透過遙感探測(Remote Sensing, RS),無人機(UAV),地載光達 (Terrestrial Laser Scanner, TLS)來調查森林資源及分析山區資 料。藉由此數據建立3D森林模型，進行山林採收計畫和模擬，透過 多個感測器，在採伐木材時均以RFID標示，進行採收控制、分析及模擬。

特色1：RFID 即時記錄樹木相關數據(體積 和重量等)及其品質，上傳到雲端中央林業調查資訊系統（FIS）

特色2：此一供應鏈中，整合了木材的產地、品質及可用性的資訊系統，即時同步提供營運商有用的資訊（如物流營運商、經紀人、森林所有者、鋸木廠等）

米蘭世博會垂直農場:

其他案例:

    高經濟價值的特殊品種動植物(金線蘭、水族箱魚類等)，透過物聯網數據，可精準掌控蘭花土壤中需要之滴灌、施肥，或者水族箱內水溫、水質之變化，並定期餵養飼料。 [9]

<9>日本農業IoT技術新突破，世界首款多功能土壤感測單晶片亮相

日本半導體廠商研發出世界首款多功能土壤感測單晶片，整合土壤酸鹼值、導電率和溫度3種感測功能，不只能用於農業IoT，甚至也可做為防災環境監控應用

特色1：多功能土壤感測單晶片，整合土壤酸鹼值、導電率和溫度3種感測功能

特色2：這個Lazurite模組也具有低功耗特色，只要2個3號電池，就可使用長達1年，而在資料傳送上亦可支援160∼960MHz的無線RF頻段。[11]

<10> 用E-mail發送通知監控水稻生長進度

日本新潟市有水稻農戶在2016年4月開始導入了NTT DoCoMo的一套水稻栽培管理系統PaddyWatch，來進行稻米栽培的監控試驗，利用這套系統自動遠端監控水稻田的水位、水温、温度和濕度的變化情形，替農民做更有效的栽培管理，並且還能夠在水位或水溫設定出現異常時，能以電子郵件的方式即將時發送訊息通知，讓收到訊息的農主可以立即採取相對應的措施，以避免損失災情擴大[12]。

<11>農業IoT也開始結合LTE通訊

日本京都府與謝野町、山形縣莊內町在內等23個都縣市，在2015年12月開始陸續採用了由日本系統整合廠商PS solutions銷售的一套農業IoT應用解決方案，稱之為e-kakashi，來幫助他們實現遠端農地的監控作業，利用LTE通訊技術，將從農地感測裝置蒐集到的溫度、土壤濕度，太陽輻射和二氧化碳排放量等數據，來加以分析，協助農民找出適合不同農作物栽種的生長環境，提高農作物的產量[12]。

<12>日本新潟如何用無人機巡田？

無人機的「水稻專案」目標是稻熱病的早期發現，特別是日本近年推行農業大規模化、集約化，在田間管理方面必須特別留意，萬一讓病蟲害發生，屆時將面臨更大的損失。

無人機的水田巡檢運用是結合了 NTT docomo 人工智慧系統的深度學習（deep learning），還有 vegetalia 公司從東京大學獲得的農業 IoT 遠距離監測技術，先以無人機在 30 至 50 公尺的高度進行多光譜攝影，針對稻葉的葉綠素多寡和稻穗的含水量，搭配水溫、氣象數據進行水田病害的預警，以及稻米收穫量的預測[13]。

<13> 自動割草機器人

本研究為自動割草機器人，此研究之發展主要目的是為了能夠節省割草工作之人力資源與大量能源與時間的損耗，以促進生活便利與進步。旨為發展自動化控制集環境感測與執行路徑規劃自動導航之智慧型割草機，系統控制晶片主要以 Arduino晶片負責系統控制與訊號處理，包含有機器人行走的控制，結合超音波與紅外線偵測障礙物的距離，以 GPS 系統來定位割草的路線與範圍，使用電子羅盤量測機器人目前所在的方位，加速度感測器計算行走的距離，配合馬達上的編碼器計算馬達轉速來校正機器人所在的位置，影像處理偵測障礙物大小與顏色辦別，割草導桿輔助輪使割草機的刀片能貼近地面一定的距離，提高割草的品質[14]。

<14> 自動噴霧機器人

噴霧機器人是以履帶式的搬運車加上噴霧器為主體，加入前進與後退及速度換檔的機構設計，改變剎車線的鬆緊度來控制履帶前速度達到轉彎的目的，控制引擎的轉速來改變機器人的行進速度與噴霧器的流量，以Arduino晶片負責系統控制與訊號處理整合超音波感測器、無線傳輸模組與GPS感測模組，影像處理偵測噴霧區域，達到具有遙控與自主規劃路徑的噴霧機器人，減少農藥的使用量，提高噴霧的覆蓋率[15]。

<15>美濃農夫「無人機巡田」　蕭旦倫：務農也可以很快樂！

目前蕭旦倫所使用的無人機是法國派洛特(Parrot)四軸高清紀錄飛行器，約3萬元，不僅能遙控，更可以設定軌跡讓它在指定的路線裡平穩飛行，從影片中可以看到較細部的畫面，畫質清晰和平穩飛行不晃動影像，是蕭旦倫選購機器的主要考量。
像是他觀察以久的「遙控除草機」，目前國外進口要價20萬，沒有財力的小農根本買不起，更不要說鼓勵青年回鄉做這些「粗重工作」。
蕭旦倫說，一般農民需要下田一一檢查稻子或果樹的狀況，但利用無人機先勘查較廣泛的區域，發現問題後，再親自下田確認，「比以往較有效率，現在用輔具來巡田的話，也可以省去外部勞力。」利用無人機不僅可以巡水田，還可以趕鳥，是一舉數得。[17] 

<16>科技防蟲避免農藥過量

散佈田間的誘蟲盒捕獲的蟲隻數，運用大數據演算法，即時計算出該地區害蟲密度，甚至推估下兩期的蟲害狀況，讓農民藉由行動應用程式（Mobile Application，APP）快速獲知當前蟲害級數。此外，系統還利用微電腦計算出最適合的農藥劑量進行防治，達到「合理化用藥」[18]

<17> 智慧型害蟲監測系統   keyword:害蟲監測
人工式的蟲害監測需要大量的人力資源，而且因為不易及時獲悉田間蟲口密度，讓害蟲偶有發生危害作物之虞，爰此為增加監測資料同步性與節省人力資源，本局與臺灣大學、中興大學、農業試驗所及臺南區農業改良場與高雄區農業改良場所組成的研究團隊，已運用物聯網(Internet of Things, IoT)技術開發一套智慧型害蟲監測系統，可取代過去傳統人力監測病蟲害的方式，並即時蒐集田間的環境參數(氣溫、相對濕度與照度)與害蟲數量，透過簡訊傳輸至資料庫。目前本局已於104年架設5處假臺南市南化區一處芒果園佈置一套智慧型害蟲監測系統(圖1)，由六套智慧型害蟲誘捕裝置與一臺資料匯集器所構成。本監測系統所得資料可由時間、雨量與農藥噴灑時間，比對分析東方果實蠅蟲數密度較高的時段，藉由此方法可提供農民確切的數據來判斷此時是否及時進行防治工作，讓農民精簡使用農藥，並降低農民耕種成本及提昇鮮果品質[19]。

<18>蟲害自動偵測系統
研究昆蟲危害農作物之調查研究包括田間特定害蟲之專一性誘捕方式、雷達誘導監測方式、攝錄影技術監測方式、熱紅外線影像技術監測方式、光感測器與昆蟲陷阱誘捕方式、蜂窩結構式設備的誘捕方式、無線電射頻波識別鑑定誘捕方式、衛星遙測技術監測方式、全球定位系統的監測技術、壓控聲波監測方式等。以上各種方法都需花費人力協助，也無法做到即時得知、即時回報蟲害資訊。以果實蠅為例，目前在疫情偵測方式大都藉由人力定點定期到田間調查蟲口密度，費時費力[20]。

參考文獻:

1.   數位時代，用科技收成！新世代農夫下田，讓農業變得更性感
2.   數位時代，科技農夫陳新豪──從車庫裡誕生的「微氣候」哲學 
3.   數位時代，非典型農民」蘇建鈞：用視覺化管理提高效率
4.   數位時代，科技農夫陳幸延──農田裡的開源自造者
5.   數位時代，科技農夫陳蒼鄢──舒緩缺工困境，用App遠端灌溉
6.   為農村找新路，讓原住民不再漂流都會
7.  〈中部〉用機械專長 廠長轉當高科技農夫
8.   有機農業全球資訊網，智慧農業IoT，由政府協助小農轉型才能對抗氣候變遷的糧食問題
9.   中興大學，農業4.0物聯網運用案例
10. 壹讀，IoT帶來農業變革？
11. IThome，日本農業IoT技術新突破，世界首款多功能土壤感測單晶片亮相
12. IThome，顛覆產業的19個IoT應用 
13. INSIDE，日本新潟如何用無人機巡田？
14. 105年度全國微電腦應用系統設計創作競賽，自動割草機器人
15. 105年度全國微電腦應用系統設計創作競賽，自動噴霧機器人
16. 聯合報FOCUS，雷射驅鳥 在家顧田水…資訊人帶科技下田
17. ETtoday東森新聞雲，美濃農夫「無人機巡田」　蕭旦倫：務農也可以很快樂！
18. 科技防蟲避免農藥過量
19.104Q3 V0.35，農業科技應用發展電子報，智慧型害蟲監測系統
20.2007，生物產業機械，蟲害自動偵測系統   

105年度全國微電腦應用系統設計創作競賽