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“春种一粒粟秋收万颗子”是如何被智慧农业颠覆的?_通信世界网

发布时间:2022-09-30 01:41:55 来源:环球体育APP下载在哪下载

  智慧农业正成为当今世界经济与社会发展的一项重要议题。联合国粮农组织表示,数字农业拥有广阔的发展潜力,将为实现联合国可持续发展目标做出积极贡献;在中国,农业农村的信息化、数字化被定义为农业农村现代化的战略制高点。根据《“十四五”推进农业农村现代化规划》,到2025年,现代信息技术将与农业各领域、各环节深度融合,智慧农业迈上新台阶,农业生产信息化率将达到27%。

  如今,在5G、物联网、人工智能、大数据、虚拟现实等技术的加持下,通过增加农业数字化技能与服务普及,并利用数字创新实现高效精准农业,中国的智慧农业创新能力得以持续提升,在有效应对气候变化、减少病虫害的风险等方面取得极大进展。同时,中国物联网企业的实践也表明,通过本土化创新和全球科技的融会贯通,“中国智慧”可以在全球迅速发展,成为减少饥饿、提升贫困人口生活水平、提高全球人民幸福感和获得感的重要手段。

  在传统室外农田种植之外,现代农业还出现了“智慧温室种植”、“室内垂直农场”、“植物工厂”等多种新模式,以期用更少的人力、土地等资源投入,实现更高的种植效率。

  作为全球化的IoT开发平台服务商,涂鸦智能一直在帮助传统企业进行智能化转型升级。目前,涂鸦智能的客户已经覆盖到全球200多个国家和地区,让厂商只需关注产品本身,智能化都交给涂鸦智能。

  在智慧农业领域,借助高通所提供的芯片,涂鸦智能将自身的模组产品和涂鸦IoT PaaS等服务提供给客户,以实现植物工厂等模式中各种传感器和设备的智能化。基于此,涂鸦智能的客户为全球20多个国家和地区的用户带来了中国的智慧农业解决方案。

  如今,关于光谱对植物如何产生作用的研究已有很多,植物在生长周期的不同阶段,对于不同光谱和颜色的反应也有所不同。早期的室内种植场景中多是通过搭建简单的照明架进行照射,并调节光照强度来模拟太阳光,以达到促进植物生长的效果。然而,这种方案需要人工在现场手动调节参数并进行管理,效率上存在很大的提升空间。

  现在,涂鸦智能利用其搭载高通芯片的模组以及自身的IoT开发平台,将传统的集装箱植物工厂进行了智能化升级,具体在四个层面进行了改造:

  我们知道,植物在育芽、开花、结果等不同的生长周期,需要不同的光照、温度和肥料,而升级之后的集装箱则不再需要手动去调节灯光、水泵、水肥和照明等硬件。基于这种智能化改造,用户可以在集装箱植物工厂中种植几乎任何作物,如蔬菜、药用植物和草本植物等。所有的物联网设备也都可以通过系统做到自动化管理,为每一种作物定制“个性化”的生长条件,包括照明、气候、营养、灌溉等,这样其内部便形成了一个小型的生态系统,在封闭的环境中满足植物生长的一切条件,各要素可以在内部自行调节,而不再受到外界环境的影响。

  目前,在涂鸦智能的帮助和改造之下,其客户的智能集装箱种植方案在美国和欧洲等地已具有相当的市场认可度。

  在集装箱这个复杂的小型生态系统中,各个设备之间想要形成有效的联动,稳定的通信是关键。在IoT平台与植物工厂内各种传感器设备连接和通信的过程中,由于高通无线基带解决方案已经经过了各大模组厂商的验证,并且多年来在业内积累了良好口碑,因此涂鸦智能选择将高通9207/9205芯片平台作为物联网蜂窝模组主芯片。

  从2016年正式商用至今,高通9207芯片平台的稳定性一直值得信赖。高通9207芯片平台能够用单个调制解调器同时提供Cat.1/Cat.4传输,灵活满足不同应用场景需求。而高通9205芯片平台,相较于其前代产品9206,其功耗降低了70%,尺寸也仅有一半,并且能支持多个低功耗广域网标准,包括eMTC、NB-IoT、2G/EGPRS等。由于国外主流使用eMTC ,因此对于面向海外市场的终端厂商来说,高通9205芯片平台是最好的选择。

  此外,在传统农业早期的智慧化改造中,数据传输多采用Wi-Fi或者有线通信的方式,这些数据交换的通信协议在不同国家之间没有区别,而如今的集装箱植物工厂采用无线通信与云端和不同终端之间进行数据传输的方式,在不同地区就会受到不同制式的限制。高通9207/9205芯片平台在全球各大运营商都已完成了完备的互兼容性测试、运营商入网测试和强制认证测试等,为自动无缝接入全球的运营商服务提供可靠保障。

  涂鸦智能无线连接高级产品专家杨世璋表示:“基于高通芯片平台的优势,我们的解决方案能最大程度上降低终端用户出海推广的壁垒。这样一来,集装箱植物工厂的解决方案在推广到全球不同国家时,就能够满足各个国家不同网络制式组合的要求。而且不仅在智慧农业领域,涂鸦在其他行业的客户也是如此,所有涉及的相关高通专利标准均已被包含,不存在专利方面的壁垒风险。”

  在时间维度上,类似“春种一粒粟,秋收万颗子”等诗句描绘的场景将会被颠覆,农业工作者不再需要根据一年四季不同的气候或者全球各地的环境去匹配种植不同的作物,而是可以做到全年全天候反复种植。并且由于不同植物都有各自的生长周期,通过在不同的生长阶段调整不同的参数,这样带来的效率提升可以让某些青菜的生长周期从农田环境中的一两个月缩短到几周,药用作物七至八周即可收获,甚至某些作物的生产效率可以取得最高十几倍的提升。

  在空间维度上,这种方案无需占用大面积土地,不受土壤质量影响,也不会再出现“橘生淮南为橘,生于淮北为枳”的情况。标准化、模板化的设置让停车场、社区、园区等地点都可以进行作物种植,全球各地随时都可以吃到反季的蔬菜和水果。

  除了集装箱种植的场景,由涂鸦智能提供的系统方案还可以落地到“温室种植”和“室内垂直种植”等场景当中。这些改造后的种植方案还具有几大优势:育苗的过程中尽可能隔离了病菌虫害,无需使用农药;节约灌溉用水和营养液最高可达80%;对劳动力的需求降低,人力成本降低约70%;相比传统种植方式,提高产量约30%。

  诚然,集装箱植物工厂作为一种室内种植的新模式,目前还处在较小规模的推广阶段,而更大范围的传统室外农田种植,如今也可以在各种技术的加持下进行智慧化改造,从而在全球各地开辟出一块块智慧农业的试验田。

  对于整个地球来说,在1亿4800万平方公里的陆地中,大约只有1500万平方公里是可耕地,由于森林砍伐、荒漠化、过度耕种等因素,可耕地面积还在持续减少。不仅如此,在全球各地的耕种过程中,农业工作者都会遇到干旱、疾病、水压不足等共同难题。

  以卢森堡为例,该国地处欧洲西北内陆,国土面积只有2586平方公里,仅比深圳略大,拥有的自然资源十分有限,因此提高农作物的产量和种植效率尤为重要。

  基于此,作为模组行业的领导者,芯讯通一直致力于与合作伙伴一起拓展5G在不同行业的实际应用。而智慧农业作为物联网重点应用市场之一,芯讯通也在持续不断地推出相关产品和应用对该领域进行赋能。在芯讯通与Frontier Connect合作的农田监测项目中,其5G模组SIM8202G-M2发挥了关键性作用。

  芯讯通与Frontier Connect合作,在卢森堡推出了“室外农田IoT物联网监测系统”,该系统使用了光学相机以及基于•inux的图像控制器,可以为系统提供4K或更高分辨率的图像和视频,以及UVA、UVB、RS485/SD-12等传感器,用来监测土壤和温湿度等环境数据。

  由于设备长期处于户外, 需要承受阳光直射、高温、低温等恶劣环境的挑战,对5G模组的稳定性提出了很高的要求。芯讯通在5G模组设计和测试项中充分考虑到了这些问题,使得SIM8202G-M2模组在恶劣环境下依然能够稳定工作。

  同时,搭载SIM8202G-M2模组的监测终端在有5G无线网络覆盖地区都可以方便快捷部署,下行峰值可达500Mbps,在提供稳定网络速率的同时,网络部署成本比有线网络有着明显的优势。

  借助SIM8202G-M2模组提供的5G无线通信,可以保证高清视频和图像的稳定快速传输,实时呈现农作物更多清晰的细节,并结合其他传感器实现数据监测,从而帮助管理人员更精确、更快速、更有效地做出判断和应对措施。

  这款SIM8202G-M2模组内置的骁龙X55 5G调制解调器及射频系统,提供了从调制解调器到天线的完整解决方案,并且支持多种频段的5G信号。众所周知,在不同国家和地区,5G基站的建设模式不同,支持的信号频谱也不同,而骁龙X55 5G调制解调器及射频系统支持6GHz以下TDD和FDD模式,在产品设计方面为企业产品和服务的出海提供了更多的便利。

  通过SIM8202G-M2模组进行数据传输,农民可以随时随地且实时掌握田间的各种环境状况,包括如温湿度、光照时长、土壤pH值等影响作物生长的因素,以及水泵压力、灌溉时间等设备状态的数据。

  这些收集到的信息会用无线传输的方式存储在服务器或云端,农民可以通过PC、平板和手机来轻松访问。通过在耕地的不同区域布置这些设备,系统可以建立起传感网络,以便于更进一步地利用云端的计算与分析能力,进行作物产量和质量的估算和预测。

  虽然该系统目前仅被用于室外农田的监测,其使用的光学相机也只是在固定位置工作,但在未来,随着技术的全方位升级,芯讯通提供的各种模组也将在更多场景下进行尝试,或许还能为更进一步的“农业元宇宙”提供更全面的数据支持。

  业界认为,一直以来,人们过度重视从经济增长、制度变迁的视角提出解决农业和贫困问题的方法,但这些只是改善了部分贫困问题,并未有效根除。为什么?因为以上研究缺少从创新的角度进行思考,而创新的核心主要是科技。以发达国家荷兰为例,荷兰人多地少、资源贫瘠,却是全球第二大农产品出口大国,创造了举世瞩目的农业奇迹,形成了独具荷兰特色的高科技现代农业;再以德国为例,2015年德国在工业4.0的基础上提出农业4.0,以网络化、大数据、人工智能、机器人等技术为支撑和手段,带来高度集约、高度精准、高度智能、高度协同、高度生态的现代农业形态。

  在中国,我们用仅占世界9%的耕地和6%的水资源,便养活了占世界20%的人口;现在,伴随着物联网企业在中国这个庞大市场中积累的丰富经验,中国在智慧农业的很多领域已经实现了赶超。现在,中国企业正将相关解决方案推广给更多的海外客户,让全球更多国家和地区享受到智慧农业带来的便利,并助力全球可持续发展。

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