播种农业4.0：传感器如何保证田间作业精度
2022年4月15日，德国汉诺威。一间带谷仓的农舍。几只小鸡在院子里刨地觅食。工人每天给奶牛挤两次奶。一辆形单影只的拖拉机穿过田地，发出隆隆轰鸣声。附近的森林由农场主和他的伐木马Toni管理。如今，这种田园牧歌式的农庄生活已难见踪影。消费市场步履维艰，挑战日益严峻，许多古老的农场已经蜕变成高效的农业企业。过去十年里，农业也在数字化领域迎头赶上。除了小麦、玉米和大豆，越来越多的农民有了新的“收获”：数据。这些数据涵盖范围广泛：农民饲养的猪仔的健康状况，每头奶牛的产奶量，土壤状况，以及达到最高作物质量所需的最小化肥施用量。传感器在收集所有这些信息的过程中起到核心作用。
提升舒适度，收获日不再漫长
客观而言，大陆集团员工并非畜牧业的行家里手。但我们的专家对农业场景中使用的传感器了如指掌。大陆集团工程机械专家兼工业用空气弹簧市场总监Carsten Klages表示：“在传感器的帮助下，我们可以使农业机械的底盘、驾驶室及座椅中的模拟空气弹簧实现‘智能化’，从而显著提升驾驶员驾乘舒适度。”以拖拉机前轴的空气弹簧为例，大陆集团是此类产品的独家供应商。
传感器与其他部件（如阀门和其他执行机构）以及配套控制软件相结合，即标志着在实现农业4.0的道路上迈出了第一步。电子空气弹簧阻尼系统（eASD）是这方面的一个具体例子。eASD是一种用于车辆驾驶室的电控悬置和阻尼系统，可自动适应崎岖不平的地面条件。对于所有在收获季节驾驶收割机12个小时或更长时间的工作人员，该系统将能够提高他们的驾乘舒适度。
小而强：今天的传感器已然成为“多面手”
然而，在农业领域，电子空气弹簧阻尼系统的普及尚待时日。另一方面，HPTA传感器已经能够助力解决当今农业领域重要的效率和可持续性问题。HPTA的四个字母分别代表“高度”、“压力”、“温度”和“加速度”。根据应用场景的不同，传感器可以只测量其中一个数值，也可以测量几个数值，甚至所有参数。
举例而言，在播种机和种植机中，经常使用液压元件分配种子。然而，这项技术有几个缺点：首先，液压油始终存在泄漏的可能性——对植物、土壤和环境造成负面影响。其次，农民必须亲自动手，在五档高度范围内预设种植高度，然后在所有播种机的种植行采用这一高度。最后，无论田间地头的土壤条件如何变化，该设置随后一直保持不变。因此，在播撒昂贵种子的过程中，无法始终保证正确数量、最佳种植深度或正确间距。令人欣慰的是，由于不需要机油，空气弹簧已成为液压技术的替代品，日益受到市场青睐。若配备HPTA传感器，在完成最初的地面扫描后，只需按下按钮，就可以对最多56个种植行进行高精度的逐行校准。Carsten Klages在谈到这方面的潜力时说道：“此外，它们可以在行进过程中自动适应，并针对不同土壤条件进行补偿。”这意味着，在坚硬土壤和松散表土中，能够保证相同的播种深度。
对于田间喷雾器来说，这种精确度更加重要。因为无论灌溉或施肥，如果液体不均匀地集中在一个地方，而在其他地方缺失，就会危及收成前景。智能空气弹簧还可以确保每一株植物都能获得准确的水量。除了不同的土壤条件外，大陆集团传感器还能检测到车重变化。随着液体从储罐中排出，车重会随着时间推移而不断减轻。如今，手动调节式空气弹簧也已用于这一目的，通过使用HPTA传感器可以提高空气弹簧精度。
未来不再遥远：农业4.0
“过去十年里，农业技术在数字化的加持下实现了长足发展，预计这种趋势将会继续下去。”Carsten Klages如是展望农业的未来。如今，无人机已经成为一种频繁使用的土地检查手段。安装在农业机械上的360度摄像头系统，如大陆集团的ProViu 360，使农民能够全方位了解周围环境。现代收割机则在预测性维护的帮助下得到监控并稳定运行。因此，“集成传感器技术”将继续推动农业发展，进一步提高农场的自动化水平、安全性、可持续性和效率。未来，农民将不再亲自动手完成多重任务，他们只需坐在办公室里监控机器。毕竟，传感器的功能堪比人类感觉器官。
题外话：伐木马Toni也从数字化中受益。大陆集团的第一个产品是橡胶制成的马蹄缓冲器。秉承150年悠久传统，集团如今首次推出独具特色的马掌。马掌套在马蹄上，集成传感器指示蹄底不规则分布的压力。得益于此，马蹄铁匠能够在出现健康问题之前的早期阶段进行干预，避免耗时漫长且费用不菲的兽医治疗。此外，来自马掌传感器的数据有助于诊断，从而能够确定最佳治疗方向。Carsten Klages笑言道：“也许我们有朝一日将成为畜牧业的专业人士。”