智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外,从广泛意义上讲,智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。

智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。LoRa应用学习站将收集和整理基于物联网的智慧农业解决方案及应用,以供大家交流学习和参考运用。

LoRa组网实现农业物联网落地应用案例
本人公司最近为一家公司开发了一套农业物联网,在此记录下,和大家一起共享 效果图如下: 有网页,有大屏,有app,能全面监测农场,精准把控生产问题 组网是lora网络: 3公里超远距离组网通讯,按需搭配成本可控 用户可根据监控需求自由搭配传感器,且智能硬件最高可外接20路设备,同时实现3公里超远距离组网通讯,单点监测面积大,不用购买大量设备,大大节约硬件成本 5毫瓦超低功耗待机,永不掉线 5毫瓦超低功耗待机,太阳能电板供电永不掉线,不用担心突然断电造成监控空白期 涉及到设备如下: 气候环境检测: 空气温度,空气湿度,大气压力,光照度,风速,风向,降雨量,水面蒸发量,叶面湿度 土壤环境监测: 土壤温度,土壤湿度,土壤张力,土壤电导率,土壤pH值 空气质量检测 CO浓度,CO2浓度,NO2浓度,SO2浓度,O2浓度,粉尘监测,PM2.5,PM10,H2S浓度 ,NH3浓度 虫情监测 虫情测报灯 水体环境监测 水压,水流量,液位,溶氧量,水体电导率 实现的功能如下: 气象环境监测 农场气象实时监测,极端气象及时预报 实时监测空气温湿度、光照、降雨量、风速、风向、大气压力、气体浓度等数据,并通过设定相关报警阈值,实现即时报警,精准控制种植环境指标 根据卫星数据,系统可预报未来72小时气象,24小时极端天气、降水概率、大风等异常气象预警,提醒用户及时做好防灾防险准备 土壤墒情监测 土壤墒情精准监测,异常情况快速预警 实时监测土壤水张力、土壤温湿度、水位、溶氧量、pH值等 通过设定报警阈值,当土壤数据异常时,如湿度过高,系统自动发出预警消息提醒工作人员 病虫害监测 远程掌握田间虫情,无公害诱捕杀虫 系统可实现害虫类别自动分类及计数,并自动进行无公害诱捕杀虫,减少农药的使用 通过高清摄像机采集虫情图像,可远程查看田间虫情,并制定防治措施 作物长势监测 720度高清摄像,突发情况可自动转向紧急录像 高清摄像头可720度旋转、拉近、拉远,查看园区实时生产情况 发生预警时,摄像头可自动转向到预警点紧急录像,不放过任何异常 可对视频进行截图,无需另外安装相机进行拍摄 无人机精准测绘 全程自主飞行,任何地形随时作业 定位地块位置、识别地块分界、测算地块面积 在电子地图上圈画地块直观展示 智能灌溉控制 无人值守,自动灌溉 系统可制定科学灌溉方案,并进行远程自动控制,实现无人值守自动灌溉 节水节肥30%~50%;节约人力时间成本50%以上 智能大棚控制 百亩大棚,一人看管 在手机上即可远程手动控制多个大棚的设施设备,包括风机、外遮阳、内遮阳、喷滴灌、侧窗、水帘、阀门、加温灯等 根据时间、气象数据、土壤数据等,系统可按照设定规则,自动进行灌溉、通风、开关天窗等操作 如果对农业物联网一套解决方案有兴趣的可以找我!   来源:孤单的蓝鲸 Read more.
无线温湿度数据采集利器–LoRa网关 S281
金鸽科技S281 Lora网关广泛应用于农业大棚温湿度采集监控,化工厂温湿度采集监控以及设备数据采集,电镀厂温湿度采集监控以及设备数据采集,医院场所以及水果蔬菜等储存仓库等场所的温湿度采集监控和远程控制各种RS485设备,如远程控制空调等、UPS、电表、干燥机、压缩机等等。 S281 Lora网关是一种无线工业物联网网关,支持多达99个AAA电池供电的温湿度探测器,100个RS485智能设备转无线传输到云平台,无线传输半径高达2.5Km。支持云平台,可以实现历史记录查询,高低温超限异常告警,支持语音、微信、短信、APP、WEB监控平台、邮件等多种方式告警。 深圳市金鸽科技有限公司从2005年起专注工业物联网软硬件研发14年,作为一家专业的物联网设备供应商与整体解决方案商,金鸽科技提供多达220款4G工业级物联网硬件终端,至2019年超过1250000台无线物联网网关在全球超过220多个国家与地区稳定运行,以及快速高效低成本的工业物联网云平台定制开发。 作为一家物联网设备供应商与整体解决方案厂商,深圳市金鸽科技承接云平台开发定制、工厂安全监测、环境物联网、种植物联网、消防物联网、水处理物联网、流量监测、压力监测、锅炉监测、PLC远程监测、仪器仪表接入物联网、变送器接入物联网等项目需求的软硬件定制研发以及整体解决方案。 深圳市金鸽科技提供的工业物联网云平台定制研发包括:设备免费接入云平台、定制开发工业物联网云平台、金鸽云API,私有化部署工业物联网云平台等多种服务。 金鸽云根据客户需求,提供多种灵活可选的告警方式以及权限管理策略。 深圳市金鸽科技有限公司,到2019年已有15年工业物联网行业研发经验积累,多达220款工业级物联网设备供选择,超过1250000台设备在稳定运行,服务220多个国家与地区! 深圳金鸽科技KingPigeon品牌在海外市场知名度遥遥领先,凭借其多年的行业积累以及工匠精神,是全球少有的同时具有产品线齐全的物联网设备商与物联网云平台开发厂商。 作为一家物联网设备供应商与整体解决方案厂商,经过15年的摸索,金鸽科技可以骄傲地说: “工业物联网坑,金鸽科技都帮您踩过了!” 更多工业物联网网关与整体解决方案,请扫描微信咨询我们。   Read more.
基于 Semtech SX130X+SX127X (LoRa)长距离之智能城市再生能源数据传输应用
藉由 Semtech LoRa 无线技术, 可解决感测网络技术时常遇到功耗过高而传输距离却又无法达到需求的困扰, 并有效降低基础设施的成本并将无线讯号干扰问题得到显著的改善, 同时能够让上百万的节点可轻易地连接到 LoRa 网关(Gateway), 即可提供超长距离和低功耗方案. 评估PV inverter之虚功控制(LoRa 指令传输及接收),可提升PV系统之并网装置容量。 ADAS系统之智能配网电压质量之监控,藉由混合式通讯系统将指令传送至大型PV inverter,达成虚功补偿与实功调控。(LoRa 指令传输及接收) 应用ADAS系统,配合馈线负载转供,执行PV inverter之虚功与实功控制,以维持电力质量。(LoRa 指令传输及接收)   【方案方块图】 【系统功能】 SX130X (Gateway)+SX127X(Node) 可长距离传送不需额外SIM 卡,免费频段,低基础建设成本,低成本终端设备. 可发展ADAS与智能型太阳光电设备之整合监控系统。 【方案特性】 SX130X (Gateway)特点: • 高达-142.5 dBm的灵敏度与SX1257的Tx / Rx前端 • 70分贝CW干扰抑制在1 MHz偏移 • 能够与负SNR,CCR工作在高达9分贝 • 它模拟49X LORA解调器和1个(G)FSK解调 • 双数字TX和RX无线前端接口 • 10个可编程并行解调路径 • 动态数据速率(DDR)改编 SX127X(Node)特点: • LORA调制解调器 • 157分贝最大链路预算 • […] Read more.
基于Semtech LoRa长距离无线技术的物联网远程控制方案
可以让意志控制远程的动作是人类一直想做的事, 小至家庭电器控制到大至外层空间卫星控制。而今社会的进步让人们的行动范围大幅的提高,而信息的进步也让人们所要处理的事情大幅增加。在此状况下如何有效的、实时的控制远方动作更加需要。此处我所介绍的方案为使用手机或是PC上网连接物联网,然后把控制信号送至远方的网关后经Semtech LoRa长距离无线产品传送至一工厂或机关的任何一可控制的对象。以此应用可让操作者实时和有更多的时间来处理其他重要的事。 【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 ① 网络端 : 用户以手机或是计算机传送控制信号至云端后,由云端判别API、Sensor ID、Device ID及控制指令后送至Internet。 ② 网络接收端 : 当单芯片经W5100接收到云端服务送来的API、Sensor ID、Device ID及控制指令后将其译码后以LoRa芯片经空中传送无线信号至被控端。 ③ 被控端 : 当被控端MCU接收,确认到由LoRa模块送来的数据后由指定的IO控制被控对象。 【方案特性】 ① 超长距离,低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB,此点可以让被控节点的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。 ② 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加被控端的待机时间。 我要联络 技术文档 我要联络 台湾Semtech产品线人员: semtech.tw_iot@yosungroup.com   Read more.
基于Semtech LoRa长距离无线技术的物联网温度搜集方案
了解环境及改变环境是人们一直在追求的目标。过去对于温度侦测,大都以有线方式连结所有传感器,然后以一数据收集器把数据纪录或以PSTN或GSM传送出去。 而今物联网的应用让我们可以把周遭的一些物品透过网络互相沟通,这样可让人们以更简单更可靠的方式来连接网络,但是对于如何延展搜集器到传感器的这一段路一直是困扰着IOT设计者。而Semtech LoRa长距离无线产品就是符合这一需求,此处我以一监测仓库所有位置的温度并以网络送上云端。而客户可以使用手机APP或是PC远程监控。 【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 ① 传感器端 : 以单芯片接收由DTH11 送来的数据,并转换单位为可判读的数据后经UART送至LoRa模块发送至空中。 ② 数据接收端 : 由LoRa模块接收到数据后经UART让单芯片读到有效数值后以SPI接口经W5100送至Internet。 ③ 网络端 : 把由单芯片送来的API、Sensor ID、Device ID及 Temperature Data送至云端服务纪录数据。 ④ 客户端 : 用户以计算机或是手机随时可以上网检查数据。 【方案特性】 ① 超长距离,低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB,此点可以让传感器部件的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。 ② 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其传感器待机时间。 我要联络 技术文档 相关新闻 我要联络 台湾Semtech产品线人员: semtech.tw_iot@yosungroup.com Read more.
基于Semtech LoRa长距离无线技术的GPS追踪应用方案
GPS追踪技术已经开发出很久,也成功地应用在各式各样的应用上。除应用于手机或是汽车导航之外,其他另有追踪物品如人员、汽车、对象等应用。而这一块也是物联网中不可缺的一环。 现今应用中追踪分为人员追踪,如在工厂中追踪人员是否在规定的地点中作业以避免工安事故;或是追踪物品是否在储放于何处。应用距离大多于500M范围内,但此应用环境必须考虑环境复杂度是否影响通讯质量。另一追踪应用为车辆监控,如有一客户的终端客户为中国某一矿场,其应用为监控搬运卡车调度。 以上应用现今技术有二:一为使用GPRS但须基地台,且灵敏度大约为102dB且须付费。二为使用无线技术,但为达到较长的位置则必须增强发射功率。此举也将照成高耗电。 在此为各位介绍方案为使用Semtech 长距离无线技术取代上述问题,其特点为低设备架设成本、低电力功耗、长距离(-148dB)。   【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 ① GPS定位:使用GPS天线及模块接收坐标信号后以UART接口与LoRa无线模块沟通。 ② 数据传递 : 使用LoRa无线模块将GPS坐标信号传递至欲接收端。 ③ 显示坐标 : 使用LoRa无线模块之UART接口将坐标信号传至PC后, 以软件显示追踪目标于地图信息中。 【方案特性】 ① 节省成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB, 此点可以可取代GPRS传送目标数据至收集端;所以可以不须负担GPRS传递费用。 ② 延展使用范围场域 : 因为此方案不使用GPRS, 所以可以跨国境使用 (但须要符合该国法规)。另外在无基地台的地方依然可以使用。 ③ 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其携带性及续航力。 Read more.
基于LoRa无线传输技术的智慧农业物联网相关应用
对于规模化的温室大棚种植而言,单靠人工管理需要大量人手,耗力费时,并且存在难以避免的人工误差。通过物联网系统,首先可释放管理者的很大一部分时间和精力,提高效率,同样的人工可管理数倍的大棚,精准化管理可提供农作物品质,增加收益。 系统通过采集温室内的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、二氧化碳、光照强度等实时环境数据,传输到控制中心,由中心平台系统将最新监测数据与预先设定适合农作物生长的环境参数与进行比较,如发现传感器监测到的数据与预设数值有了偏差,计算机会自动发出指令,智能启动与系统相连接的通风机、遮阳、加湿、浇灌等设备进行工作,直到大棚内环境数据达到系统预设的数据范围之内,相关设备才会停止工作。 通过智能化控制系统按照作物的需要精准的水肥供给,有效节约水肥的使用量,节约资源避免浪费,以及过量使用对土地造成的损害。同时,有助于节约能源,减少化肥污染,提升农产品品质,为农业节能减排、保护环境和发展低碳经济做出贡献,社会效益十分可观。 无线通讯技术LoRa技术特点: LoRa 作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在积极推广LoRa技术。 LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,使得“终端+网关”成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。 气候环境参数采集: 通过物联网系统可连接传感器采集环境温湿度、光照度、风速、二氧化碳浓度等。 土壤环境参数采集: 通过物联网系统可连接传感器采集土壤温度、土壤水份、土壤盐分、PH值等。 智能控制系统应用: 通过物联网系统,可以设定温室内各种设备运行环境条件,当环境信息未达到预先制定的条件时,自动启动温室内的相关设备。目前涵盖水阀智能精准控制系统、精准放风智能控制系统、高精度智能卷帘机控制系统、智能补光灯控制系统、智能通风控制系统、智能遮阳控制系统、智能高功率控制系统、智能融合系统等。 农业监控系统: 借助个人电脑、智能手机、实现对农业生产现场气象、土壤、水源环境的实时监测,并对大棚温室的灌溉、通风、降温、增温等农业设施实现远程自动化控制,结合视频直播、智能预警等强大功能可帮助广大农业工作者随时随地掌握农作物生长状况及环境变化趋势。 Read more.
「GPS牛羊定位器」几米GSM/NB-IoT/LoRa太阳能动物耳标技术指南
Q:几米GPS牛羊耳标都有哪些传感器,作用是什么? A:● 运动传感器:监测动物的运动量; ● 温度传感器:监测动物活动环境温度; ● 红外传感器:通过光强的变化监测设备是否脱落; Q:耳标支持心率和体温监测吗? A:暂不支持,后续会推出新版本; Q:温度传感器精度是多少? A:因为是IP67防水,精度一般正负1.5度; Q:耳标是否支持GPS定位和Beidou定位? A:●支持GPS和Beidou双模定位; ● 支持LBS基站定位; Q:耳标是否支持WiFi? A:不支持WiFI。 Q:耳标是否支持蓝牙通信? A:● 支持蓝牙5.0,比蓝牙4.0广播数据更多,信号覆盖更远(100m); ● 蓝牙5.0可以把关键传感数据广播出来,手机不需要连接就可以获得传感数据; Q:耳标的蓝牙有什么作用? A:● 可以作为有源的唯一身份ID,替代传统的RFID; ● 可以通过手机App方便的获取和配置参数; ● 可以通过手机App在现场升级固件; ● 可以通过BLE做区域定位或结合iBeacon技术者室内定位; Q:耳标都支持哪些数据传输方式? A:● 耳标有3个版本,分别是GSM、NB-IoT和LoRa版本; ●GSM版本和NB-IoT版本,适合电信运营商信号覆盖的区域,不需要自己架设基站; ●LoRa版本适合电信运营商信号没有覆盖的偏远区域,需要自己架设LoRa小网关; Q:LoRa耳标想较于GSM耳标和NB-IoT耳标有什么优缺点? A:● 优点○ 功耗比GSM和NB-IoT更低,可以支持更高的数据上传频率和续航时间; ○ 传输距离远,可以自行架设小LoRa网关, 按需灵活覆盖没有电信运营商网络的区域; ○ 无需要SIM卡; ● 缺点 ○ 传输数据量比GSM小很多,没办法支持固件升级; ○ 需要架设小网关,增加了额外的工作量; Q:GSM/NB-IoT耳标需要消耗多少流量? A:● 流量消耗取决于数据上传频次,一般情况下每个月小于2MB流量(1小时上传一次数据); ● […] Read more.
Semtech和itk利用LoRa®器件打造健康与高效的牧场
美国加利福尼亚州卡马里奥市,2019年9月,高性能模拟和混合信号半导体产品及先进算法领先供应商Semtech公司(纳斯达克股票代码:SMTC)宣布:法国物联网(IoT)领先的智慧农业应用供应商itk已基于Semtech的LoRa®器件开发了一种全新的牛群健康监测解决方案。据悉,这种名为FarmLife®的智慧农业服务及其支持LoRa的传感器,可检测牛的发情情况、促进营养改善并预测疾病的发生,从而帮助牧场主更好地监测他们的牧群。 “Semtech的LoRa器件为我们开发牛群监测解决方案提供了理想的平台,”itk首席执行官Eric Jallas说,“这种物联网技术在智慧农业方面的优势已得到证明,其中包括远距离通信和超低功耗,这些优势是itk开发其牛群监测传感器的关键特性。LoRa器件在部署上的灵活性对将牲畜连接到网络起到了关键作用,并为投资回报(ROI)提供了重要保障。我们独特的解决方案为牧场主提供了有关其牧群健康状况的清晰可见且切实可行的数据,以消除牧场经营中的变数,并打造高产、高效、有营利的牧场。” Semtech的LoRa器件为智慧农业这一垂直领域提供了灵活的解决方案,其创建的应用有助于最大程度地减少浪费、最大化产量、减少支出,并为农场和牧场提供机会去实现尽可能高效的运营。只需通过在每头牲畜身上配带项圈,即可完成itk基于LoRa的传感器的部署。该项圈是非侵入性的,部署后立即就开始报告有关母牛健康状况的数据。牧场主通过这种独特的、基于LoRa的设备来监测他们的牧群,可为其提供四项增值服务,并带来以下好处:Heat’Live®用于发热检测、Feed’Live®用于营养优化、Time’Live®用于动物福利以及Vel’Live ®用于产犊检测。这些服务可通过itk的FarmLife Cloud云平台获得。总体而言,部署itk的解决方案每年每头牲畜的成本不到30欧元。 除了在欧洲已经监测的30万头奶牛之外,在北美也有大约20家牧场已经部署了itk的FarmLife平台,通过加拿大领先网络供应商X-TELIA的网络连接将奶牛连接到云端。在最初的部署之后,农民们表示他们通过提高牧场生产力和效率,在不到一年的时间内就获得了投资回报。X-TELIA和itk计划继续在加拿大市场推广这一智慧农业解决方案,并在未来几个月内增加itk的San’Phone®牛群健康监测服务和其Thermo-bolus传感器,以连接多达240万头奶牛。 “从测量影响农作物产量的环境条件到跟踪牲畜的健康指标,用于智慧农业的LoRa器件可减少环境影响、最大化产量并最小化支出来实现高效率。”Semtech无线和传感产品业务部物联网副总裁Marc Pegulu表示,“有了LoRa,牧场主就有能力去知道其牲畜受到比以前更准确、更有效的监测。itk的基于LoRa的牛群传感器和Thermo-bolus传感器提供实时数据,使牧场能够尽可能健康和高效地运作。” 关于Semtech的LoRa®器件: Semtech的LoRa器件是一种已被广泛采用的远距离、低功耗物联网解决方案,该技术支持电信公司、物联网应用开发商和系统集成商在全球部署低成本且互通的物联网网络、网关、传感器、模组产品和物联网服务,并提供了所需的功能组合。基于LoRaWAN®规范的物联网网络已经在超过100个国家和地区实现部署,同时Semtech也是LoRa联盟(LoRa Alliance®)的创始成员,该联盟是低功耗广域网络应用领域中发展最快的物联网行业组织。 关于itk: itk(Intelligence Technology Knowledge)于2003年在法国蒙彼利埃市(Montpellier)成立,致力于为农业开发决策支持工具(DST)。该公司旨在帮助农民优化农作物的产量和质量,降低农场风险,同时通过更好地管理投入(灌溉、肥料和植物保护产品)来保护环境。itk一直非常重视研发。2016年,itk收购了Medria,并将其方法和专业知识扩展到畜牧业。 关于Semtech: Semtech Corporation是一家为高端消费性应用、企业计算、通信和工业设备提供高性能模拟和混合信号半导体产品及先进算法的领先供应商,其产品均专为造福工程领域乃至国际社会而打造。公司致力于降低自身及其产品对环境的影响,公司内部的绿色项目寻求通过材料和制造工艺控制、绿色技术的使用以及面向资源节省的设计来减少浪费。自1967年上市以来,Semtech在纳斯达克全球精选市场中的股份代码是SMTC。 Read more.
Semtech的LoRa技术将彻底变革智慧农业
在过去的一个世纪里,我们目睹了农业产业结构的非凡变化,大部分由家庭所拥有的微型农场已经被大规模的大型农场经营所取代,同时对食物的需求也在稳步上升。根据联合国粮食及农业组织(UN Food and Agriculture Organization)的预测:到2050年,全球需要比2006年多生产70%的食物才能供养全世界日益增长的人口。随着生产和运营需求的持续增长,农业企业正在转向物联网以实现分析技术和更强的生产能力。农民和牧场主不能再依靠视觉线索或其它被动的和基于历史的指标来管理他们的生意。他们必须要创造更高效的运营方案,来在现场有规律地搜集信息、快速合成数据并做出明智的商业选择,以从精准农业和畜牧业实时监控中获得益处。   物联网必定将把农业企业的未来推向一个新的高度。在一些国家,智慧农业正变得越来越普及,但为了加速物联网技术的全球部署,农民们和牧场主们需要低成本、低功耗的传感器。Semtech的LoRa®器件和无线RF技术(LoRa技术)以及LoRaWANTM开放协议是传感器的理想选择;这些传感器仅需要每小时更新几次信息,因为环境不会发生剧烈的变化。此外,因为许多农场和牧场都在农村地区,无法获得蜂窝网络或许可频段的覆盖,他们需要一种简单的方式为其物联网应用安装网络基础设施。   通过使用LoRa技术和LoRaWAN开放协议,农业企业可对其生意的方方面面进行数字化监控、管理和分析,从而改善其整体运营和投资回报率(ROI)。从跟踪牲口的健康,到监控怀孕的母牛,再到增加农作物的产量,LoRa技术为智慧农业的未来提供了一个稳固的平台,因为它很容易去部署,且可帮助农民们和牧场主们发展其生意。   智慧农业中的趋势   假如只有一半的田地需要更多的肥料和没有得到足够的水份,该怎么办?假如一百头牛中有一头生病了,你需要知道是哪一头牛应该被隔离以阻止疾病的扩散,该怎么办?假如你需要监控一头正在排卵的母牛以确保在整个繁殖过程中牛妈妈都保持健康,该怎么办?   农业生意的竞争状态一直驱动着农民们去寻找一种技术优势。无论是使用由GPS驱动的自动驾驶拖拉机,还是采用双季大豆种植来增加产量,农民们总是在密切关注新一代创新性的农业技术。农业的未来是实时数据监控、现场内传感设备和长期数据分析这三者之一。   支持LoRa的设备可处理智慧农业中发生的众多情况,从跟踪漫游在巨大牧场中的牛群到监控土壤湿度。与其它农业物联网设备相比,基于LoRa的技术在一个可承受的价格点上,提供了更长的电池续航时间和更远距离的数据传输。   Quantified Ag是牲畜健康管理标签和软件的开发商,使用LoRa技术在不同阶段远程跟踪并监控病牛和孕牛。而WaterBit可为农民们提供实时和低成本传感系统来改善农作物质量和产量,该公司使用了基于LoRa的器件来密切监控大型农业企业农场中的土壤湿度。   LoRa技术简化并改善了每种智慧农业应用的日常运行。该技术对于农业企业已变得极具价值,因为他们能够适应农业这一产业不断变化的需求。   “在牲畜饲养场,功耗真的是非常重要。牲畜们不太情愿从其耳朵上拿掉其电子标签来实现充电的目标,因此当它们在牧场中漫游活动时,电池续航时间必须持续至少8个月。凭借LoRa技术的低功耗特性,我们已看到耳签的续航时间已超过一年,并帮助监控病牛或孕牛。”Quantified Ag首席执行官兼创始人Vishal Singh说道。   牲畜跟踪   监控一群牛是一份全天候的工作,因为牲畜饲养场每年因病牛感染可能损失数十亿美元。所以,在牧场主们持续关注其财务增长的同时,需要一种技术来增强并简化其运营。   位于美国内布拉斯加州林肯市(Lincoln, Nebraska)的Quantified Ag公司已经开发出了一种集成了LoRa技术的牛用电子标签,它可测量牛的体温、头部运动和整体移动。所有的数据都被收集到一个应用服务器中来寻找“异常值”,比如一只奶牛的数据显示其移动量减少并出现体温降低,该数据成为了疾病的指示信息。Quantified Ag的解决方案提供了一个手机App,它会将潜在的健康问题通知农场主。因此他们就可检查这头牛,然后就可以与兽医开远程视频会议,兽医能够检查动物生命特征并收集生物数据。这就允许农场主能快速为他们的牲畜及时给予关注,以尽力阻止疾病在整个牛群中传播开来。   现在有许多专为牲畜管理应用而设计的基于LoRa的物联网设备即将进入市场。另一款当前正在测试和设计的设备可以喂给奶牛,并可用于动物体内监测。这款基于LoRa的传感器可监测体温,还能将这头母牛正在排卵这个信号发送给人工授精兽医。这种方法通过让农场主准确地知道每头潜在的牛妈妈身体内正在发生的情况,从而节省了工作时间并减少猜测。   基于LoRa的牛跟踪系统   将农作物产量最大化   当今的农民们非常渴望能够得到使他们能够对灌溉和施肥做出准确决定的数据,从而使他们能够优化其作物的产量。当其它东西都保持不变时,水分和土壤是提升农作物产量的主要因素。一旦一位农民能够控制水分和土壤,他或她就可在天气和作物的限制范围内将农作物的产量最大化。   位于美国硅谷、由国家科学基金会(NSF)资助的WaterBit有限公司(WaterBit, Inc.)为农民提供高度精细化的、实时的、低成本的感测系统,通过资源的最佳化使用来提高农作物的质量和产量。   该公司的灌溉传感器使用LoRa技术和LoRaWAN开放协议来将设备连接至网关。为了满足灌溉和施肥的基本需要,WaterBit系统为终端节点提供双向的通信,支持他们读取传感器数据并实现控制功能。这些传感器可探测水位、土壤的铁含量和含盐量。作为测量的结果,农民们可通过知道内涵丰富的数据来优化其运营,以更好地管理他们的农作物并确保农作物产量最高。   WaterBit基于LoRa的节点已经被安装在加利福尼亚州中央谷地(California’s Central Valley)的许多不同类型的农作物田地中,包括玉米、棉花、草莓、杏仁和葡萄树等品种,支持24/7全天运营。这些传感器都是专为超低功耗而设计,将节点部署到距离网关远达3英里的茂密树林中时,每天仅消耗13焦耳的能量。这种超低功耗的设计方案也消除了电池更换的问题,带来一种零维护的产品;该产品可在几分钟内成功安装,造就了一个正在引起客户巨大兴趣的无与伦比的成就。   “通过使用LoRa技术,我们的客户们正在以更高的精细度对土壤里的水分进行管理,而对于葡萄作物,农民们可提高20%和30%的产量。”WaterBit, Inc.创始人Manu Pillai说道。   基于LoRa的精密农场系统   用于智慧农业的LoRa技术具有以下关键优点:    定位:LoRa技术使用一种无需GPS的定位技术,因而不需要额外的功耗。    低连接成本:LoRa技术运行在无需授权的ISM频带,这就意味着频谱成本为零或非常低(如果使用外部的服务提供商,可能需要很低的连接费用)。    开放标准:LoRaWAN开放规范由LoRa联盟提供支持和维护,可支持无缝的连接及便捷的扩展性。    现已可用:现在已经可以用于公共和私有网络的实施与广泛部署。    利用已部署的资产:LoRa技术强大可靠的信号传输能够覆盖到广泛的范围,甚至在农村地区也一样。    日益扩大的生态系统:快速发展的LoRa联盟目前拥有超过500家成员公司,他们正在使用LoRaWAN开放规范创建各种解决方案。LoRa联盟包括重要的行业成员和许多其它类型的初创公司和网络运营商。当他们结合在一起时,该生态系统提供了从通信芯片到网络,再到基于服务器的应用平台等多个供应源。LoRa联盟为了支持互操作性,也对传感器和其它器件进行认证。    安全:内建AES-128加密技术,支持在农村地区实现安全的数据传输。   总结   智慧农业的未来是通过收集和分析数据以实现最高效率。为了在农业企业中迅速普及,该解决方案必须提供远距离、低功耗、易于部署和低成本等特性。通过使用LoRa技术和LoRaWAN开放协议,农民和牧场主能够将其效率最大化,并把更多的注意力放在其业务的增长和盈利能力上。   如您希望了解Semtech的LoRa器件和无线RF技术如何支持智慧农业应用相关的信息,请访问www.semtech.com/IoT,或者扫描并关注下方二维码得到快速回答。   作者:Semtech公司产品营销总监Vivek Mohan   Read more.
跨入物联网时代——农业物联网物联网的发展预测
当前,随着物联网技术的不断发展,其应用领域也不断扩展。农业物联网作为物联网技术的重要应用方向之一,对农业生产的革新起到了至关重要的作用。用物联网+通信技术,把传感器、控制器、人和物等通过新的方式联结成一个智能化的网络。 物联网在农业的主要表现 1、实现生产经营过程的精准控制和科学化管理。 2、实现农业培育方面的智能控制。 3、推动农业发展向集约型、规模化转变。 我国物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。目前在工业,已经可以做到用互联网监控并管理生产链、物资供应链。但农业发展却落后一步,而农业的最终目标是实现现代化生产,比起前几者的发展,物联网在农业领域正在开始缓慢布局,还有一段漫长的路要走。 据预测,到2050年,农业物联网将粮食产量增加70%,能够养活96亿人。 Beecham研究分析师ThereseCory表示:“为了解决更多食物的需求,必须克服气候变化日益加剧和极端天气条件下的挑战,以及集约化农业实践对环境的影响。” 高科技农业:精准农业与智能农业 农民已经开始使用一些科技手段提高他们的日常工作效率。例如传感器可以让农民获得所在地区的详细的地形和资源地图,土壤酸度和温度等变量。他们还可以利用天气预报来预测未来几天和几周的天气模式。 农民可以使用他们的智能手机远程监控他们的设备、农作物和牲畜,统计牲畜饲养和生产。他们甚至可以利用这项技术对农作物的生长以及牲畜的状态进行预测。 无人机已成为一个重要的工具来调查农民的土地和作物数据。JohnDeere(农业设备生产商)已经开始把拖拉机联网,创造了一个展示作物产量数据的方法。与无人车类似,该公司正在研发自动驾驶的拖拉机,这将释放农民的劳动力并进一步提高效率。 所有这些技术都有助于精确农业或精准农业的实施,利用卫星图像和其他技术(如传感器)来观察和记录数据的目的是提高生产产量,同时最大限度地降低成本和节约资源。 农业的未来 物联网,农业传感器,农业无人机 智能农业和精准农业正在起飞,但它们可能只是农业世界更大规模使用技术的先驱。Business Insider的高级研究服务预测,农业中物联网设备安装将从2015年的3000万增加到2020年的7500万,达到20%的复合年增长率。 美国目前在物联网智能农业方面世界领先,每公顷(2.5亩)农田可以产生7340公斤的谷物(如小麦、水稻、玉米、大麦等),而全球平均水平是3851公斤谷物每公顷。 在未来几十年里,随着农场变得更加紧密,这种效率应该有更大的提高。OnFarm,一个农业物联网平台预计,农场在2050年平均每天要产生410万个数据,而2014年只有190000个。 鉴于物联网应用在农业中的所有好处,不难理解农民为什么会越来越多地转向使用农业无人机和卫星。 物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。 物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全,由此形成基于这些功能的新兴产业。 物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。依靠网络技术,物联网将生产要素和供应链进行深度重组,成为信息化带动工业化的现实载体。据业内人士估计,中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值,它已经成为后3G时代最大的市场兴奋点。 Read more.
养猪用上人工智能 中国农业渐别“看天吃饭”
以数字化和智能化为先导,随着新型城镇化的推进、农业从业者减少,中国农业正迅速告别“锄禾日当午”的艰辛和粗放。 日前,国务院总理李克强专门批示全国春季农业生产暨农业机械化转型升级工作会议,批示中提到,深入实施“互联网+农业”。今年的政府工作报告中也提到,全面推进“互联网+”,运用新技术新模式改造传统产业。 由于在农业领域应用尖端技术的“农业科技”开始在中国出现增长之势,日本媒体惊叹:“中国下一个科技起爆点是农业?” 事实上,传统农业正在悄然高速进行着数字化变革,成为各种新科技应用的蓝海。 先正达(Syngenta)中国业务可持续发展总监朱庆华对第一财经记者表示,在全球数字化创新高速发展的背景下,科技释放农业生产力的时代已经到来。“大数据、传感器系统、无人机等技术和新一代作物育种技术打出的一套组合拳,已经为下一次绿色革命做好了准备。” 农民想要的农业科技都有 众所周知,作物产量会受到很多因素的影响。比如,遗传种质、种植环境(土壤情况、天气情况)、农艺操作(肥料、作物保护产品使用、灌溉、耕作方式)及差异因素。 拜耳作物科学大中华区总裁黄伟东告诉第一财经记者,从选择合适的种子、适宜的种植密度,到病虫害防控、精准灌溉、高效施肥,再到收获和仓储,农民一年中需做出40~50项决定,这些决定都会影响最终收成。 正是因为流程复杂,业内称,农业是最后一个需要被信息化和数字化的产业。过去,农民往往凭经验作决策,如今,社会其他领域正在发生的数字革命正深刻地影响到农业的发展,为农民管理农田手段带来变革。 借助大数据技术,精准农业开始兴起。无人机在农业生产中的应用增长,可谓是最直观的表现之一。 据报道,广州极飞科技有限公司的签约农户已经超过120万户。这家以生态农业无人机和植保无人机为主营业务的公司,计划在2019年内使合作的农机销售店从约1200家增加至1万家,从而使利用无人机的农户增长至300万户。 无人机的应用,主要在于应对农业劳动力不足的挑战。在中国北方,无人机一天的施药面积可达约800亩,而人工施药一人一天最多在30亩左右。同时,作为数字化农场管理系统的组成部分,无人机还能够用于农场数据采集和精准施药。 据统计,无人机在中国施药覆盖的面积已经达到2.67亿亩。 朱庆华称,这是近年来,施药技术向机械化和智能化方向发展的结果,因为要实现100%的植保产品生物学结果,植保产品内在的效果和施药技术(比如施药时间、装备、校准、喷嘴)均发挥着至关重要的作用。 此外,基因编辑技术在农业领域的应用也值得关注,这一技术能够让传统育种领域变得更精准、更有效率,帮助育种家实现精准设计育种,满足人们对各种食品的需求。 黄伟东称,全球面临的挑战体现得更加显著。并且,现阶段也对农业的转型升级提出了更紧迫的要求。近几年来,供给侧结构性改革要求农业高质量发展、绿色发展,一系列政策法规的出台为高科技在农业中的应用营造了非常积极的环境,高科技将在其落地实施的过程中起到至关重要的推动作用。 需要说明的是,中国的无人机和基因编辑技术,位居世界前列。在一些特定的领域,中国农业也探索出了适合自身特点的模式。 出现这些变化的原因在于,中国的社会环境、硬件、技术支持已经提供了良好的基础,种植户们对于新技术的应用也在快速变化。农村在电商、物联网、大数据、智能设备等领域均有长足发展,食品链的整体效率得以明显提高。消费者的购买体验也有很大提升,已经迅速赶超发达国家。 不过,黄伟东认为,就运用高科技推动农业的整体发展而言,中国与发达国家还有一定的差距,这主要表现在大型自动化农机的普遍应用和从业者对高科技的接受能力,但这也恰恰意味着巨大的潜力和机会。 当前,中国的数字化技术发展迅速,已具备了发展数字化农业的基础。 与欧美的大农场不同,中国的小农户居多。朱庆华告诉第一财经记者,数字化农业在中国的发展需要一个过程。 显而易见的是,大农场在采用现代农业科技方面有一些优势,比如更方便采用机械化操作,农场生产力提升更具规模效应。而实际上,小农户采用农业科技也能够大大提升生产力,但是仍需结合相应的培训与服务。因此,中国需要针对用户——大农场、小农户以及农业的发展需求——进行技术平台和服务模式的开发。 “识脸辨声”的高效养殖 传统养殖业也开始为互联网企业所青睐。阿里云就通过ET大脑实现人工智能养猪,提高猪的存活率和产崽率。这一套叫做ET农业大脑的系统,当中涉及视频图像分析、人脸识别、语音识别、物流算法等人工智能技术。 比如,阿里云研发出一套“怀孕诊断算法”来判断母猪是否怀孕。养猪场内的多个巡逻摄像头会自动搜集母猪的睡姿、站姿、进食等数据,再由人工智能(AI)分析母猪是否配种成功,如果发现有母猪没怀上,系统将提醒工作人员进行人工授精,从而提高母猪产仔量。 猪崽出生之后,为了让它们健康成长,ET农业大脑通过语音识别技术和红外线测温技术来监测每只猪的健康状况。由于猪在吃奶、睡觉和生病等不同状态下发出的声音都不一样,通过分析猪的咳嗽、叫声、体温等数据,一旦出现异常能够第一时间发出预警。 与之对应的是,京东也推出了智能养殖技术,整套智能养殖计划包括神农大脑(AI)、神农物联网设备(IoT)、神农系统(SaaS)三大模块,可实现“养猪智能化”。其中,“猪脸识别”最受关注,养殖场可以通过这项技术来观测与记录每只猪的体重、生长、健康情况。 虽然人脸识别已经在智能手机中普及,但用在动物上难度则要大得多。 而京东的智能养殖技术除了利用“猪脸识别”实现猪饲料的精准配置,猪舍内的温度、湿度等也都完全由系统自动调节。去年底,在京东数字科技全球探索者大会上,中国工程院院士李德发表示,未来我们将以猪为开始,实现养殖过程无人、无线、无干扰、无接触,实现真正的万物互联。 按照京东的测算,这套系统养殖人工成本减少30%~50%左右,降低饲料使用量8%~10%,并且出栏时间平均缩短5~8天。如果全中国所有猪场都用上这套系统,每年可降低500亿元的成本。 中国农企需要长期耕耘 近年来,现代农业已经成为越来越多高科技应用的重要场景。其背后有着深刻的时代背景,还有政府、企业的顺势而为。 黄伟东称,农业作为国民经济的基础性产业,其所有趋势都是在探索方法,更有效地应对国家和社会发展的宏观需求或面临的挑战。从粮食安全所要求的主粮自给自足,到人口老龄化而导致的劳动力短缺、人工成本攀升,再到消费者对食品安全、品质的更高标准,还有生态环境修复的紧迫要求——解决这一切问题的核心,就是科技创新。 他说,只有科技创新才能帮助人类以更加可持续的方式应对这些宏观需求和挑战。因此,现代农业对高科技的应用和融合都是围绕着提质增效、安全健康、绿色环保等共同目标,而这些高科技正在涉及到越来越多的领域,比如化学科学、生物科学、数据科学等。 他认为,在信息时代,养殖耕种已不再是“看天吃饭”的粗放农业,而是逐步向“知天而作”的精准农业靠拢。 从技术本身的发展规律来说,众多高科技的突破,也到了在农业落地、应用的阶段。在信息时代,养殖耕种已不再是“看天吃饭”的粗放农业,而是逐步向“知天而作”的精准农业靠拢。 大疆农业销售总监陈韬对第一财经记者表示,“这是信息化技术从互联网行业、工业制造业溢出到农业的自然过程。” 在未来,一些新的技术也有很广泛的应用前景。比如,智能传感器技术能够实时掌握现代农场动态、监控土壤的健康状况,以及作物所需的水和氮含量,施用适量的氮和水对于保护环境而言无疑是至关重要的。又如,农业机器人(agbots) 能够自动执行单调乏味的任务。若集合数以百计这样的节能农业机器人,组成网络监控环境,在不需要任何人工介入的情况下收割庄稼。不但降低了农场伤害,也减少了环境垃圾。 虽然从事数字农业的不同企业关注不同环节,但从本质上来讲,都是为了节本增效。 北京佳格天地科技有限公司是国内从事精准农业的初创公司,致力于通过“卫星+大数据”实现数据农业。 佳格天地科技有限公司商务副总裁张文鹏对第一财经记者表示,佳格天地通过卫星服务农业的方式,相当于为地球画像,常用的画像方式简称为“A+B+C”,即AI、大数据、云计算这三大层面。AI做信息提取和分析工作,大数据解决了农业领域一直困扰所有人的信息和数据收集的问题,云计算则是让农业领域的从业者更简单便捷地去使用数据工具。通过这样的模式,不断推进自身服务和客户需求的有效对接。 他说,一方面,中国耕地的多样性决定了中国农业是一个需求大、投资大、基础差、长周期、慢回报的市场。另一方面,随着中国农村人口的老龄化,劳动力红利的褪去,自动化、机械化、智能化已是大势所趋。 陈韬认为,投身中国农业的高科技企业,无论是谁,都必须脚踏实地,做好中短期难以盈利的准备,做好长期耕耘的准备。 来源:第一财经 Read more.
美国高盛研究报告《人工智能与精准农业》
到 2025 年将达到 200 亿美元的潜在市场总额(total addressable market,TAM)我们相信机器学习(ML)在以下方面具有潜力:提高农作物产量,减少化肥和灌溉成本,同时有助于早期发现作物/牲畜疾病,降低与收获后分拣相关的劳动力成本, 提高市场上的产品和蛋白质的质量。 当我们看到用于收集土壤,天气,航空/卫星图像,甚至听觉数据的传感器的扩散,我们认为,从这些 PB 级数据,深度学习算法能帮助洞察(或者是制定)种植时间、灌溉、施肥以及畜牧相关的决策,最终增加农业中土地,设备和人的生产效率。 鉴于所使用的所有已确定的技术数字农业将被优化或完全由机器学习和人工智能驱动,我们假设 25% 的价值创造会累积到机器学习和人工智能的产业链,这将意味着在 2050 年 1.2 万吨农作物市场中的 600 亿美元的潜在市场总额,假设在该时间段内线性分摊,意味着到 2025 年潜在市场总额大约为 200 亿美元。 将机器学习应用到农业中会显著地减少产量损失与劳动力成本。仅就美国玉米生产而言,我们的权益研究团队已经确认从精确施肥到压实减少等一系列技术,他们认为到 2050 年可以将玉米产量提高 70 %。重要的是,在他们的研究中确定的每一个创新都是由机器学习和人工智能实现的。 我们已经确定了农业中的几个具体领域会特别受益于机器学习和 AI 技术的应用。 例如,农民商业网络,这是一个汇总关于种子性能,农艺实践,投入品价格,产量基准和其他农民提交的数据的组织,以利用深度分析来提高产量。 利用传感器,天气,土壤,甚至无人机/卫星图像数据,机器学习可以根据当前和预期的天气模式,作物轮作对土壤质量的影响,帮助农民优化施肥,灌溉和其他决定,确定最佳生产模式。空间图像分析可以比人类观察更快更有效的帮助确定如大豆锈病这样的作物疾病,更早介入以防止产量损失。相同的模式识别技术可以用于在家畜动物中识别疾病和跛足(影响运动和健康的腿/脚/蹄的感染或损伤)。最后,我们看到了使用视觉图像和自动分拣设施来替代产品和肉类分级和分类线上目视检查员的应用。 痛点在哪里? 农作物产量受不理想的施肥,灌溉和农药使用的负面影响。 高盛研究报告《精确农场:用数字农业欺骗马尔萨斯”》(Precision Farming: Cheating Malthus with Digital Agriculture 2016年7 月13 日)中,确认了几个问题,这些问题可以通过收集适当的数据和执行适当的分析来解决。 这是至关重要的,因为到 2050 年,为给世界人口提供足够的粮食需要增加 70% 的粮食产量。 人力成本增加。农业已经历史性的转向用技术创新抵消劳动力成本,我们认为机器学习是这一演变的下一步,特别是在收获/屠宰之后的分拣过程中,其中大多数对产品和肉制品的目视检查仍然由人类工作者完成。根据劳工统计局BLS,5.3 万人在美国受雇为“分级分拣农产品”,每年产生大约 13 亿美元的劳动力成本。 […] Read more.
韩国采用LoRa技术监测牲畜健康情况
Semtech Corporation日前宣布,韩国最大的电信企业之一的SK Telecom利用Semtech的LoRa® 器件和无线射频技术(LoRa 技术),推出了基于物联网 (IoT)的奶牛健康护理解决方案。这个名为 LiveCare的产品是一种应用了LoRa的生物胶囊,将它植入奶牛的胃肠道内,来追踪和监测奶牛的多项健康指标。 “Semtech的LoRa 技术可支持我们去实时监控奶牛的健康状况。”SK Telecom 小型农场项目组项目负责人Taehee Moon说道,“我们独特的解决方案可使农民在奶牛出现健康问题时,即时知晓情况。这样就能准确了解饲养的过程,使农场主更加专注于预防牲畜疾病。奶牛越健康,产奶就越多,奶牛场就可以将更多精力投入到业务增长中。” LiveCare是将LoRa的物联网硬件嵌入到一个生物胶囊中,将其植入到奶牛的反刍胃中以持续收集数据。根据设备传回的数据,农场主可以监测奶牛的体温状况和其他重要数据,从而检测发病迹象、发情期,并预测小牛犊产期。与其他解决方案不同的是,LiveCare设备被放置于奶牛体内与外界隔离,从而使数据免受到外部的干扰。 这一解决方案预计将显著提高奶牛的生活质量,并可使整个牧场中的牲畜从中获益。奶牛越健康,就意味着牛奶和牛肉的品质越高,为农场主带来的收入也越多。我们在韩国的一家农场对这一技术进行了测试,其结果是每头奶牛的年产奶量增加了 1200 升,每头奶牛为农场主带来的收入增加了 1100 美元;同时利用 LiveCare 对每头奶牛的发情期进行合理安排,又节省了 400 美元。SK Telecom计划进一步扩大服务范围,未来将为农场主提供传染病自动通知以及位置跟踪服务。 “由于LoRa技术的长距离、易于部属、易于使用和灵活性等特性,LoRa技术成为了农业解决方案的当然之选,”Semtech无线与传感产品业务部物联网总监Vivek Mohan说道。“有了LoRa以后,农场主就能够用高效的监测手段去了解其牲畜的情况。智慧农业是我们用LoRa技术去创建一个更加智慧的星球的很好案例。” Read more.
LoRa远距离无线电比传统的无线射频通信距离远3~5倍
黄杰是中科院水生生物研究所的博士研究生。今年夏天,这样一幅图景在他的脑海中定格:他穿着防水裤,站在鄱阳湖的泥沼中,举着几米高的“特制鱼竿”,眼睛紧盯着水面,耐心“捕鲸”。 他所要“捕捉”的鲸,是长江中目前惟一还存活的鲸类——长江江豚。当然,黄杰并不是真的要抓到一头长江江豚。而是要用手中的“特制鱼竿”——信号接收天线,来捕捉从江豚身上的LoRa信标发射出的信号。 LoRa就是远距离无线电(Long Range Radio),它最大特点就是在同样的功耗条件下,信号比其他无线方式传播的距离更远——比传统的无线射频通信距离远3~5倍。至于为何在江豚身上使用这项技术,其中还有一段曲折。 江豚追踪研究遇困 长江江豚,这种仅在我国长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖中有所分布的小型齿鲸类动物,已经处于极度濒危的状况。但由于其生活在水下,出水时间极短,很难对它们进行定位和追踪。 “如何定位长江江豚以了解其生活习性、活动范围是保护的重要一步,这对于陆地上的生物很好实现,但对于主要在水下的江豚却难倒了全球的保护组织。”在近日由阿里云组织的“科技能量保护江豚”活动上,黄杰介绍说,江豚平均浮出水面只有0.81秒,传统装置难以定位、追踪。 记者了解到,在野保领域的追踪技术上,主流的定位信标是采用GPS或者北斗卫星系统定位,然后通过卫星系统或手机通信网络进行数据传输。不过,项目组成员、从事物联网技术产品研发的北京领先亿民电子产品有限公司CTO刘晓康告诉《中国科学报》记者,卫星信标定位设备的通信时间需要2~3秒,且每隔一段时间都需要进行卫星校准——这需要在水面长时间进行,才能保证定位的精度。考虑到长江江豚的平均出水间隔,理论上当前的卫星定位设备无法完成江豚的准确出水定位。 “在过去5年,项目组尝试租用或者购买商用的各种卫星定位设备,在网箱养殖的江豚身上进行测试,都无法完成定位。”黄杰说,此外,由于卫星覆盖度有限,每天只有固定的时间才能够有效传输数据。而如果遭遇云层,卫星的通信还会受到较大影响,数据传输效果变差。 LoRa技术解难题 此路不通,项目组开始不断寻找新的解决方案。功夫不负有心人,一个偶然的机会,项目组了解到了阿里云IoT事业部的LoRa物联网技术。 据阿里云loT事业部高级产品专家李国财介绍说,LoRa技术具有低功耗、长距离、开放组网等特性,通信芯片和网络所需功耗非常低,相对于无线网络,单基站的覆盖范围提升数十倍。更重要的是,借助LoRa物联网技术,信标和基站可以瞬间完成链接,在提高定位和跟踪精度的同时,还一举解决了数据传输的限制问题。 LoRa的这些特点,恰好符合长江江豚追踪研究项目的需求。随着LoRa技术纳入方案,项目得以顺利实施。2017年4月底,由中科院水生生物研究所副研究员梅志刚负责、北京领先亿民电子产品有限公司与厦门四信通信科技有限公司共同配合的项目组,向农业农村部长江流域渔政监督管理办公室提交了在鄱阳湖开展长江江豚定位跟踪研究的请示。今年5月中旬,项目获得通过,并获批“立即实施”。 在阿里云的技术支持下,项目组很快搭建了LoRa野保系统——整个系统由无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站,以及江豚踪迹分析服务器组成。项目中,LoRa信标以每2秒钟向外周期性发射江豚编号,安装于江豚活动湖域旁边的LoRa定位基站接收到信标的周期性信号后,通过4G网络上报到服务器。服务器通过解析获得的江豚编号,便可以得出江豚的位置等信息。 随后,项目组研制出自动接收基站,并将20个基站布设在预定的航标柱或航标船上,同时完成在阿里云端服务器上的信号实时接收和显示软件的开发。一切就绪后,6月6日,项目组在江西省余干县瑞洪镇康山河段捕捞和挑选了2头合适的雄性江豚,开始了对这一神秘水下动物的追踪。 2头江豚穿上信标之后随即释放,实验人员监测到它们在一起活动,并观察到它们融入了周边的江豚群。其间,项目组发现动物背负信标出水形态正常,游泳速度与周边动物无差异。直至16天后,动物信号消失(穿戴式信标安全脱落),跟踪实验结束。 22940分钟,100980次出水,这是第一次在野外环境下对长江江豚实行最长时间的安全跟踪。通过追踪,研究人员发现了江豚大量生活习性。“江豚有没有江、湖迁移行为?迁移的时间和路线是怎样的?迁移的规模有多大?这些谜团有望被逐个解开。”黄杰说,这将为如何划定长江流域的保护区、禁渔区,在江豚迁徙季节的线路上如何保护江豚等问题的解决提供重要参考。 “让LoRa像WiFi一样广泛应用” 在今年9月的杭州云栖大会上,使用LoRa技术保护江豚的项目获得了阿里云IoT极客创新挑战赛亚军。 “长江江豚的定位跟踪是我们在物联网行业中的第一步。以后我们会把物联网技术拓展到生活中的各个角落。” 李国财对《中国科学报》记者说,例如在菜鸟的物流园区,20万平方米的面积内,通过LoRa技术搭建的物联网络,可对园区内所有水电表、井盖、产品堆高、车辆通行,进行实时监控。“未来菜鸟所有的仓储物流网络,都会被阿里云IoT覆盖。” 刘晓康也告诉记者,基于长江江豚定位的技术还可以应用在针对被困人员的单兵救援黑匣子系统当中。该系统可在人员发送被困信息后,脱离北斗或GPS系统,单机运行。特别是在水下、地下室、隧道等卫星信号无法覆盖的区域提供定位服务,为挽救生命提供第一手的位置保障。 目前,阿里云也在探索相关IoT技术在非洲大象以及四川保护区等更多野生动物保护项目上的应用。在今年的阿里云栖大会上,阿里云IoT发布了可以上天入地的“LoRa天空物联网”,实现从40000米高空到地下20米的联网覆盖,可在海洋、森林等人类难以到达的场景下应用,支持更多的野生动物保护、森林保护等业务。 “LoRa技术可以完美解决物联网连接中长距离、低功耗问题,最高接收灵敏度可达-148dBm,可以主攻远距离低功耗的物联网无线通信市场。”阿里云IoT的Link WAN产品负责人贝乔向《中国科学报》记者说,阿里云IoT的Link WAN平台支持LoRa的自由部署,“我们希望让LoRa像WiFi一样广泛应用,满足各种物联网需求”。 Read more.
WaterBit采用LoRa技术的农业灌溉,意义影响深远
WaterBit是一家致力于精准农业灌溉的高科技公司,总部位于圣何塞,旨在推动智能农业的进步。Waterbit公司的自动化灌溉系统(AIS)既考虑农作物的生长阶段,又考虑土壤状况和天气情况,提高局部灌溉的精细化再划分,为农业从事者带来更大的收益、同时更节水、更节力。 WaterBit的AIS具备以下特点: 灌溉区域棋盘化管理 通过将灌溉区域划分成不同的微块,对这些微块进行不同的灌溉处理,更能促进植物健康生长和节水,为从事农业者带来更大收益。 远程灌溉控制 灌溉工作不必跑到田间地头,通过远程控制就可以打开/关闭灌溉系统,省事、省力、省钱! 易用不碍事 尽力做到设备的少维护、零维护,设备放置在植物之下不耽误光合作用,同时原理机械作业区域不造成麻烦。抛弃传统锂电池方式,采用太阳能电池。 灌溉计划和控制的信息化 24×7待命,既保证精度,有保证简单高效。 WaterBit Carbon节点 –传感器和制动器24×7待命 节点作为自动化灌溉系统中的关键一环,carbon节点采用太阳能供电真正做到拿来既用。通过carbon节点连接传感器、探针、阀门。WaterBit提供一下产品与carbon配套使用: 电容性的土壤湿度检测探针,用以检测土壤湿度 压力和流量传感器二合一,做到水流监控和泄露检测 无线断流阀控制器,精确控制水流 采用LoRa通讯技术 2. WaterBit Connect – 覆盖泉农场的通讯机 WaterBit connect能为农场级别的网络提供双向通讯机制,用以控制和监控水利灌溉。 星型模型,一个网关可以连接非常多的传感器 太阳能供电,不用频繁换电池 更安全、范围更广 3. WaterBit Dashboard—数据方便易取 WaterBit Dashboard通过实时的数据带来更全面的信息决策要素,助力灌溉自动化的有效决策。 数据存储在云端,随时都能看 评估灌溉调度策略 监控灌溉和土壤状态 切换制动和阀门 系统维护可监控 “随着物联网技术的不断发展给农民带来更多的精细化农业操作,智慧农业正一步步走向现实”,WaterBit CEO Leif Chastaine说道,“Semtech的LoRa技术使得我们能够给农民部署更加灵活的AIS,同时信息更加可靠、信息通信距离更加广”。 采用WaterBit的农业灌溉系统真正做到: 合适时间、合适地点、合适灌溉量 农业灌溉领域,低调霸气不做屌丝 灌溉计划、控制so easy 节省时间、金钱、用水,又能提高收益和质量 WaterBit智能灌溉= 节水 + 节力 + 高收益 Read more.
LoRa系统投入智能养殖渔业,实现更高养殖效益
受全球气候变迁影响,近年来包括台风及寒害造成气温遽变,如台南虱目鱼业者经常因为冬季寒害,大量鱼群冻伤造成重大损失。加上人力成本逐年提高,物联网(IoT)、大数据等技术提供了实时的环境数据,实现水质监控、增养、投饵等养殖监控作业,同时能进一步节省人力,有效降低养殖风险,实现更高的养殖效益。 由于养殖渔业的鱼塭幅员辽阔,网络环境的建立难度不亚于智能工厂。很多业者开始投入鱼塭地物联网开发应用,协助客户进行高密度与大量端点的数据采集与控制,透过大量数据汇流与大数据分析,对设备及环境进行常态性预测、动态成本分析与风险管理等智能加值应用,协助产业智能化。 博世科智能(Blutech)为工业物联网(IIoT)领导厂商,并建立全球第一个商业化工业物联网服务平台。 博世科智能执行官陈文峰表示,如何提升养殖存活率,一直是养殖业者最为关切的重点,此时就需要监测解决方案。 但鱼塭现场如果缺乏无线及长距离的网络传输环境,就只能用人力背着传感器去监测,耗时费力且还有人力成本过高等问题。由于Wi-Fi等无线网络技术,传输距离短,讯号也不稳定,建设成本也比较偏高,只能适用在小区域的养殖场域。 透过物联网、大数据等技术,实现水质监控、增养、投饵等养殖监控作业,可实现更高的养殖效益。Pixabay Blutech于是将其开发的LoRa系统投入智能养殖解决方案,并已在中南部建立第一个智能养殖场域,使用面积高达13公顷,经实测验证,能在数月不停机、不当机的情况下,稳定维持99.9%的数据传输正确率,由于水温提升的成本一次就要1300元,光是能够提前提供高准确度的警报,就能替养殖业者减少不少损失。 此外,透过手机监控鱼塭数据,不但可以节省管理人力,有效降低成本,养殖设备如水车也可透过监控自动打水,不用24小时不断运转,不但可以节省电力,同时也可以降低水车耗损,减少故障机率。但如果要确保养殖水平,还需要大数据分析,未来可以配合空污数据(开放数据),提出更为智能的分析结果。 陈文峰指出,养殖业者常常会碰到不知道何时应该要养什么,因为没有数据,包括气候、病菌、断电等问题,都有可能导致问题发生,而且每一种养殖的监控要求都不一样,监控的方式必须要能根据需求不断调整,包括水、电力、空气、温度、震动等都需要数据监控。 据MnM报告显示,智能养殖渔业产业2015年各区域市场规模中,以亚太地区的1.9亿美元占比最大,占全球市场43%,其次为北美地区的1亿美元,约占整体之23%,而欧盟约占20%。 2016年全球养殖渔业智能化市场规模超过5亿美元,预计以年复合成长率(CAGR)16%成长,2022年市场规模将达到12亿美元,智慧养殖产业的未来显然相当可期。 陈文峰表示,未来不只是养殖渔业,其他如植物、畜牧养殖业,也都需要整合利用物联网、大数据分析及人工智能(AI)技术发展的AIoT来提升生产效率,不但是养殖产业转型的重要方向,也是AIoT业者值得投入发展的应用领域。 随着海洋保护意识抬头,各国对于远洋鱼业管制日趋严格,养殖渔业也因此随之起飞。根据联合国粮食及农业组织(FAO)的统计资料,全球供人类食用的渔产品中,有超过4成由养殖渔业所供应,养殖渔业的重要性可见一斑。 Read more.
LoRa模块适合哪些应用领域
目前,低功耗广域网技术发展如火如荼,LoRa模块以及由此而来的LoRaWAN系统在其中占据重要地位,商业化运用,已经到了一个比较成熟的阶段。 一项通讯技术要实现大规模商业化,它的技术本身要存在特定的优势,LoRa低功耗、距离远、抗干扰,灵敏度高,成本低等优点,使其在如农业信息化,环境监测,智能抄表、智能油田、车辆追踪、智慧工业、智慧城市、智慧社区等领域都发挥着重要作用。 今天就农业信息化,环境监测,智能抄表这三个领域LoRa的具体应用场景作以下描述。 农业信息化:农业信息化是指在农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到农业生产的各个方面。 LoRa实现了农业节点的互连,无通信费用,低功耗,低成本,传输距离远等特点,使它在农业现场的大规模应用成为现实。比如在水质,二氧化碳浓度,温度,湿度,病虫害的监测上,采集设备信息可以通过LoRa模块传递给控制调度中心,根据实时的数据分析,进行自动灌溉,自动喷药等措施。 环境监测:环境监测是一个系统且庞大的工程,采用传统人力监测,会造成巨大浪费和复杂性,LoRa技术的应用正好解决了这个问题。 将LoRa模块安装到环境中,对温度,风速,水位,流量,泥沙等数据进行实时的数据传输,充分利用了它低功耗、远距离、多节点、低成本的特点。 智能抄表:LoRa模块在城市智能抄表中也有着广泛的应用。配电箱中的数据采集设备,把每家每户每月的用电量信传递给lora模块,lora模块再通过网关,把数据传递给远程控制中心。其中lora模块低成本的特点可以进行大规模推广,有利于智慧城市的建设。 目前,相对于NB-IoT,LoRa是当前最成熟、稳定的窄带物联网通讯技术,其自由组网的私有网络远优于运营商持续不断收费的NB网络,且LoRa一次组网终身不需缴费。但是应用LoRa进行物联网通讯开发难度大、周期长、进入门槛高。据了解,为降低物联网行业创业者进入门槛,协成智慧提供了一整套成熟LoRaWAN源代码+LoRa Gateway网关定制方案,极大缩减了创业者在物联网链路调通上所耗费的半年周期与巨额开发代价,便于快速切入物联网具体应用,打造属于自己的独立物联网运营品牌。 Read more.