星縱智能借助LoRa無線技術(shù)將智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力

在中國，農(nóng)業(yè)作為最古老的產(chǎn)業(yè)之一，已有著數(shù)千年的發(fā)展歷史，是我國的國民經(jīng)濟基礎(chǔ)，也是中國走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的最根本保證。但近年來隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，進城務(wù)工人員越來越多，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動力日益緊缺，化肥、農(nóng)藥不合理使用，水資源短缺等問題突顯，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細化、綠色化和可持續(xù)化發(fā)展是我國乃至全球范圍內(nèi)亟需解決的關(guān)鍵問題。

中國作為世界第一人口大國，糧食安全對社會穩(wěn)定有著巨大影響，數(shù)年來中央連續(xù)發(fā)布以“三農(nóng)”為主題的一號文件，凸顯“三農(nóng)”問題的重要性，強化科技創(chuàng)新驅(qū)動，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)加快發(fā)展。

隨著LoRa^?等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代信息通信技術(shù)相結(jié)合形成智慧農(nóng)業(yè)，從而實現(xiàn)無人化、自動化和智能化管理。據(jù)預(yù)測，到2050年，智慧農(nóng)業(yè)將會把糧食產(chǎn)量增加70％，可有效解決全球糧食短缺問題。

廈門星縱智能科技有限公司（以下簡稱“星縱智能”）作為國內(nèi)領(lǐng)先的智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）產(chǎn)品與解決方案提供商，以前沿的物聯(lián)網(wǎng)通信與人工智能為技術(shù)核心，充分運用LoRa技術(shù)，推出了基于LoRaWAN?的傳感器、網(wǎng)關(guān)、電磁閥控制器、多功能數(shù)據(jù)采集器等多款產(chǎn)品。這些產(chǎn)品已遠銷全球129個國家和地區(qū)，廣泛應(yīng)用于智慧城市、智能交通、智慧安防、智慧辦公以及智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

為了提高糧食質(zhì)量和產(chǎn)量，并將農(nóng)業(yè)工作者從繁重的體力勞動中解放出來，星縱智能提供了一套基于LoRa的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，可實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)應(yīng)用。LoRa無線傳輸技術(shù)憑借其低功耗、覆蓋范圍廣、易部署等特點，以及“自組、安全、可控”的特性，使其在智慧農(nóng)業(yè)場景中得到廣泛應(yīng)用。本文將對星縱智能LoRa解決方案在農(nóng)業(yè)中的不同應(yīng)用進行介紹。

圖1 澳大利亞客戶采用星縱智能基于LoRa的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)

●   基于LoRa的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)

農(nóng)作物的生長離不開水的灌溉，然而過多或過少的灌溉都會影響其生長，而且過多的灌溉還會對水資源造成極大的浪費。星縱智能推出基于LoRa的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，將光照、二氧化碳、土壤溫濕度電導(dǎo)率、投入式液位等傳感器以及多功能數(shù)據(jù)采集器安裝在農(nóng)田中，采集農(nóng)作物的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過基于LoRaWAN?的基站網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在星縱云平臺中，實時監(jiān)測并分析農(nóng)作物生長的環(huán)境狀況，從而進行智能決策，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

為了科學(xué)有效地管理農(nóng)業(yè)用水，星縱智能將基于LoRaWAN?的電磁閥控制器安裝在水閥上，當(dāng)傳感器監(jiān)測到土壤水分不足時，星縱云及時告警，并聯(lián)動觸發(fā)打開水閥開關(guān)，對農(nóng)作物進行灌溉；當(dāng)水分充足時，觸發(fā)關(guān)閉水閥，停止灌溉。通過聯(lián)動控制的智能灌溉，可以有效控制水資源浪費，同時還可降低人力成本，顯著提高農(nóng)作物灌溉效率。

圖2 星縱智能開發(fā)的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案圖

●   基于LoRa的智能茶廠解決方案

中國作為全球產(chǎn)茶大國，茶葉的生產(chǎn)也急需將傳統(tǒng)技藝與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。在制茶的過程中，制茶環(huán)境中的溫濕度和空氣含氧量對于茶葉的發(fā)酵與干燥過程至關(guān)重要。在本方案中，將溫濕度傳感器安裝于炒茶機內(nèi)部不同的位置，實時監(jiān)測炒茶機內(nèi)部不同位置的溫濕度值，實現(xiàn)對炒茶過程中溫濕度的把控，使茶葉均勻受熱，確保茶葉品質(zhì)。同時將傳統(tǒng)的含氧量傳感器與溫濕度傳感器通過RS485與基于LoRaWAN的多功能數(shù)據(jù)采集器對接，采集茶廠的溫濕度和含氧量情況。另外，通過接觸式的PT100溫度傳感器，監(jiān)測炒茶機內(nèi)部中心部件的溫度值，實時監(jiān)測炒茶機內(nèi)部的溫度，避免炒茶機因為工作時間過長，引起零部件過熱乃至損壞。以上采集到的數(shù)據(jù)都將通過LoRa將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星縱云進行分析，判斷當(dāng)下的環(huán)境溫濕度和含氧量是否適宜，以及炒茶機是否可以正常運作。

用戶可通過星縱云和手機App對環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測與查看，還可以在云平臺設(shè)置告警值。當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)超過閾值時，星縱云將立即通過手機App和郵件推送告警信息，用戶可以及時根據(jù)實際情況做出調(diào)整，在保證茶葉質(zhì)量的同時還可以避免生產(chǎn)工藝管理不當(dāng)帶來的損失。

圖3 采用星縱智能方案的福建三仰峰茶廠

圖4 星縱智能開發(fā)的智能茶廠系統(tǒng)方案圖

●   基于LoRa^?的智慧畜牧養(yǎng)殖系統(tǒng)

畜牧業(yè)對環(huán)境有著更高的要求，溫濕度、空氣、光照、食物量的變化都會對畜禽的健康生長產(chǎn)生較大的影響。為此，星縱智能開發(fā)了一整套基于LoRa的智慧畜牧養(yǎng)殖解決方案，可在全面提升養(yǎng)殖業(yè)效率的同時，為養(yǎng)殖戶提升經(jīng)濟效益。目前，這種基于LoRa的智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

通過將星縱智能的LoRa溫濕度、氨氣、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、光照等傳感器放置在畜禽舍內(nèi)，可采集溫濕度狀況、有害氣體濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)；同時，可通過LoRaWAN^?多功能數(shù)據(jù)采集器對接傳統(tǒng)的發(fā)情監(jiān)測、疫病監(jiān)測等傳感器，采集畜禽自身健康狀況數(shù)據(jù)；另外，通過超聲波測距傳感器可精準(zhǔn)測量自動喂食器的飼料塔和水塔的余量。

最終，所有這些環(huán)境、畜禽和喂養(yǎng)數(shù)據(jù)都通過星縱智能LoRaWAN基站網(wǎng)關(guān)上傳到星縱云，呈現(xiàn)可視化可分析的管理數(shù)據(jù)。一旦監(jiān)測到有任何異常數(shù)據(jù)，星縱云會立即向用戶發(fā)送告警，養(yǎng)殖者可及時調(diào)整通風(fēng)、增添飼料，保證畜禽處于健康、舒適和合理的養(yǎng)殖環(huán)境中。

圖5 采用星縱智能提供的智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)的荷蘭養(yǎng)豬場

圖6 星縱智能提供的基于LoRa的智慧畜牧養(yǎng)殖方案圖

●   基于LoRa^?的智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)解決方案

水位、水溫、水質(zhì)對于水產(chǎn)養(yǎng)殖至關(guān)重要。超聲波測距傳感器可采集水位高度，PT100溫度傳感器可采集水溫，LoRaWAN多功能采集器可采集水質(zhì)電導(dǎo)率、水質(zhì)PH、溶解氧和氨氮等傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)水位或水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時會通過LoRaWAN電磁閥控制器聯(lián)動水閥或水溫控制設(shè)備，從而使養(yǎng)殖場水量充足或水溫保持在合適的溫度；當(dāng)水質(zhì)出現(xiàn)異常時，星縱云會立即發(fā)送告警信息，使養(yǎng)殖者及時做出相應(yīng)的處理，確保水產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

圖7 水產(chǎn)養(yǎng)殖場

圖8 基于LoRa的智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖場系統(tǒng)圖

廈門星縱智能科技有限公司總經(jīng)理沈偉宏表示：“星縱智能多年來致力于智能物聯(lián)（AIoT）解決方案和產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，通過與Semtech這樣全球領(lǐng)先的公司合作，我們基于LoRaWAN技術(shù)，推出了多個系列的產(chǎn)品和AIoT解決方案。LoRa技術(shù)的低功耗、廣覆蓋、傳輸距離遠、無需布線、易于建設(shè)和部署的特點完全適用于智慧農(nóng)業(yè)，我們?yōu)檫@些方案和產(chǎn)品能夠幫助農(nóng)牧漁業(yè)者提升效率和生產(chǎn)更好產(chǎn)品而自豪?！?/p>

星縱智能基于LoRa的解決方案和產(chǎn)品除了在智慧農(nóng)業(yè)中有廣泛應(yīng)用以外，它們還被廣泛應(yīng)用在智慧城市、智能交通、智慧安防、智能建筑和智慧辦公等諸多智能領(lǐng)域，而且遠銷至歐美、亞太、中東、非洲等市場。

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示：“很高興看到星縱智能推出的多款可用于智慧農(nóng)業(yè)的LoRaWAN產(chǎn)品與解決方案，它們充分利用了LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特性，為農(nóng)業(yè)提供了智能化管理，在提高農(nóng)牧漁業(yè)產(chǎn)量的同時還節(jié)省了大量勞動力。我們將繼續(xù)與生態(tài)伙伴攜手努力，在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域探索更大更廣的應(yīng)用發(fā)展空間?！?/p>