本文來(lái)自微信公眾號(hào)“物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)”
近年來(lái),中國(guó)企業(yè)的全球影響力正在逐漸凸顯,尤其在新興的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,得益于日益成熟的5G、AI、云計(jì)算等技術(shù)和廣闊的應(yīng)用落地土壤,中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的揚(yáng)帆出海隊(duì)伍正在持續(xù)壯大。在此背景下,高通公司聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)進(jìn)行深度訪談,撰寫(xiě)一系列案例文章,并制作案例集《揚(yáng)帆出海——2022高通物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用藍(lán)寶書(shū)》,這是其中的第一篇——智慧農(nóng)業(yè)篇。
智慧農(nóng)業(yè)正成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要議題。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織表示,數(shù)字農(nóng)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展?jié)摿?,將為?shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出積極貢獻(xiàn);在中國(guó),農(nóng)業(yè)農(nóng)村的信息化、數(shù)字化被定義為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。根據(jù)《“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》,到2025年,現(xiàn)代信息技術(shù)將與農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)深度融合,智慧農(nóng)業(yè)邁上新臺(tái)階,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化率將達(dá)到27%。
如今,在5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的加持下,通過(guò)增加農(nóng)業(yè)數(shù)字化技能與服務(wù)普及,并利用數(shù)字創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),中國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新能力得以持續(xù)提升,在有效應(yīng)對(duì)氣候變化、減少病蟲(chóng)害的風(fēng)險(xiǎn)等方面取得極大進(jìn)展。同時(shí),中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的實(shí)踐也表明,通過(guò)本土化創(chuàng)新和全球科技的融會(huì)貫通,“中國(guó)智慧”可以在全球迅速發(fā)展,成為減少饑餓、提升貧困人口生活水平、提高全球人民幸福感和獲得感的重要手段。
涂鴉智能:打破農(nóng)作物種植的時(shí)空限制
在傳統(tǒng)室外農(nóng)田種植之外,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)還出現(xiàn)了“智慧溫室種植”、“室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)”、“植物工廠”等多種新模式,以期用更少的人力、土地等資源投入,實(shí)現(xiàn)更高的種植效率。
作為全球化的IoT開(kāi)發(fā)平臺(tái)服務(wù)商,涂鴉智能一直在幫助傳統(tǒng)企業(yè)進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前,涂鴉智能的客戶(hù)已經(jīng)覆蓋到全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū),讓廠商只需關(guān)注產(chǎn)品本身,智能化都交給涂鴉智能。
在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,借助高通所提供的芯片,涂鴉智能將自身的模組產(chǎn)品和涂鴉IoT PaaS等服務(wù)提供給客戶(hù),以實(shí)現(xiàn)植物工廠等模式中各種傳感器和設(shè)備的智能化?;诖耍盔f智能的客戶(hù)為全球20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的用戶(hù)帶來(lái)了中國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案。
完全自動(dòng)化的運(yùn)行
如今,關(guān)于光譜對(duì)植物如何產(chǎn)生作用的研究已有很多,植物在生長(zhǎng)周期的不同階段,對(duì)于不同光譜和顏色的反應(yīng)也有所不同。早期的室內(nèi)種植場(chǎng)景中多是通過(guò)搭建簡(jiǎn)單的照明架進(jìn)行照射,并調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度來(lái)模擬太陽(yáng)光,以達(dá)到促進(jìn)植物生長(zhǎng)的效果。然而,這種方案需要人工在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)并進(jìn)行管理,效率上存在很大的提升空間。
現(xiàn)在,涂鴉智能利用其搭載高通芯片的模組以及自身的IoT開(kāi)發(fā)平臺(tái),將傳統(tǒng)的集裝箱植物工廠進(jìn)行了智能化升級(jí),具體在四個(gè)層面進(jìn)行了改造:
●硬件智能化升級(jí)
●智能分析和調(diào)控種植環(huán)境
●自動(dòng)管理全生長(zhǎng)周期
●打造SaaS管理系統(tǒng)
我們知道,植物在育芽、開(kāi)花、結(jié)果等不同的生長(zhǎng)周期,需要不同的光照、溫度和肥料,而升級(jí)之后的集裝箱則不再需要手動(dòng)去調(diào)節(jié)燈光、水泵、水肥和照明等硬件?;谶@種智能化改造,用戶(hù)可以在集裝箱植物工廠中種植幾乎任何作物,如蔬菜、藥用植物和草本植物等。所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也都可以通過(guò)系統(tǒng)做到自動(dòng)化管理,為每一種作物定制“個(gè)性化”的生長(zhǎng)條件,包括照明、氣候、營(yíng)養(yǎng)、灌溉等,這樣其內(nèi)部便形成了一個(gè)小型的生態(tài)系統(tǒng),在封閉的環(huán)境中滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的一切條件,各要素可以在內(nèi)部自行調(diào)節(jié),而不再受到外界環(huán)境的影響。
目前,在涂鴉智能的幫助和改造之下,其客戶(hù)的智能集裝箱種植方案在美國(guó)和歐洲等地已具有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)認(rèn)可度。
降低揚(yáng)帆出海壁壘
在集裝箱這個(gè)復(fù)雜的小型生態(tài)系統(tǒng)中,各個(gè)設(shè)備之間想要形成有效的聯(lián)動(dòng),穩(wěn)定的通信是關(guān)鍵。在IoT平臺(tái)與植物工廠內(nèi)各種傳感器設(shè)備連接和通信的過(guò)程中,由于高通無(wú)線基帶解決方案已經(jīng)經(jīng)過(guò)了各大模組廠商的驗(yàn)證,并且多年來(lái)在業(yè)內(nèi)積累了良好口碑,因此涂鴉智能選擇將高通9207/9205芯片平臺(tái)作為物聯(lián)網(wǎng)蜂窩模組主芯片。
從2016年正式商用至今,高通9207芯片平臺(tái)的穩(wěn)定性一直值得信賴(lài)。高通9207芯片平臺(tái)能夠用單個(gè)調(diào)制解調(diào)器同時(shí)提供Cat.1/Cat.4傳輸,靈活滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求。而高通9205芯片平臺(tái),相較于其前代產(chǎn)品9206,其功耗降低了70%,尺寸也僅有一半,并且能支持多個(gè)低功耗廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),包括eMTC、NB-IoT、2G/EGPRS等。由于國(guó)外主流使用eMTC,因此對(duì)于面向海外市場(chǎng)的終端廠商來(lái)說(shuō),高通9205芯片平臺(tái)是最好的選擇。
此外,在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)早期的智慧化改造中,數(shù)據(jù)傳輸多采用Wi-Fi或者有線通信的方式,這些數(shù)據(jù)交換的通信協(xié)議在不同國(guó)家之間沒(méi)有區(qū)別,而如今的集裝箱植物工廠采用無(wú)線通信與云端和不同終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑诓煌貐^(qū)就會(huì)受到不同制式的限制。高通9207/9205芯片平臺(tái)在全球各大運(yùn)營(yíng)商都已完成了完備的互兼容性測(cè)試、運(yùn)營(yíng)商入網(wǎng)測(cè)試和強(qiáng)制認(rèn)證測(cè)試等,為自動(dòng)無(wú)縫接入全球的運(yùn)營(yíng)商服務(wù)提供可靠保障。
涂鴉智能無(wú)線連接高級(jí)產(chǎn)品專(zhuān)家楊世璋表示:“基于高通芯片平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),我們的解決方案能最大程度上降低終端用戶(hù)出海推廣的壁壘。這樣一來(lái),集裝箱植物工廠的解決方案在推廣到全球不同國(guó)家時(shí),就能夠滿(mǎn)足各個(gè)國(guó)家不同網(wǎng)絡(luò)制式組合的要求。而且不僅在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,涂鴉在其他行業(yè)的客戶(hù)也是如此,所有涉及的相關(guān)高通專(zhuān)利標(biāo)準(zhǔn)均已被包含,不存在專(zhuān)利方面的壁壘風(fēng)險(xiǎn)。”
打破時(shí)空的限制
在時(shí)間維度上,類(lèi)似“春種一粒粟,秋收萬(wàn)顆子”等詩(shī)句描繪的場(chǎng)景將會(huì)被顛覆,農(nóng)業(yè)工作者不再需要根據(jù)一年四季不同的氣候或者全球各地的環(huán)境去匹配種植不同的作物,而是可以做到全年全天候反復(fù)種植。并且由于不同植物都有各自的生長(zhǎng)周期,通過(guò)在不同的生長(zhǎng)階段調(diào)整不同的參數(shù),這樣帶來(lái)的效率提升可以讓某些青菜的生長(zhǎng)周期從農(nóng)田環(huán)境中的一兩個(gè)月縮短到幾周,藥用作物七至八周即可收獲,甚至某些作物的生產(chǎn)效率可以取得最高十幾倍的提升。
在空間維度上,這種方案無(wú)需占用大面積土地,不受土壤質(zhì)量影響,也不會(huì)再出現(xiàn)“橘生淮南為橘,生于淮北為枳”的情況。標(biāo)準(zhǔn)化、模板化的設(shè)置讓停車(chē)場(chǎng)、社區(qū)、園區(qū)等地點(diǎn)都可以進(jìn)行作物種植,全球各地隨時(shí)都可以吃到反季的蔬菜和水果。
除了集裝箱種植的場(chǎng)景,由涂鴉智能提供的系統(tǒng)方案還可以落地到“溫室種植”和“室內(nèi)垂直種植”等場(chǎng)景當(dāng)中。這些改造后的種植方案還具有幾大優(yōu)勢(shì):育苗的過(guò)程中盡可能隔離了病菌蟲(chóng)害,無(wú)需使用農(nóng)藥;節(jié)約灌溉用水和營(yíng)養(yǎng)液最高可達(dá)80%;對(duì)勞動(dòng)力的需求降低,人力成本降低約70%;相比傳統(tǒng)種植方式,提高產(chǎn)量約30%。
芯訊通:開(kāi)辟農(nóng)業(yè)“5G物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)田”
誠(chéng)然,集裝箱植物工廠作為一種室內(nèi)種植的新模式,目前還處在較小規(guī)模的推廣階段,而更大范圍的傳統(tǒng)室外農(nóng)田種植,如今也可以在各種技術(shù)的加持下進(jìn)行智慧化改造,從而在全球各地開(kāi)辟出一塊塊智慧農(nóng)業(yè)的試驗(yàn)田。
對(duì)于整個(gè)地球來(lái)說(shuō),在1億4800萬(wàn)平方公里的陸地中,大約只有1500萬(wàn)平方公里是可耕地,由于森林砍伐、荒漠化、過(guò)度耕種等因素,可耕地面積還在持續(xù)減少。不僅如此,在全球各地的耕種過(guò)程中,農(nóng)業(yè)工作者都會(huì)遇到干旱、疾病、水壓不足等共同難題。
以盧森堡為例,該國(guó)地處歐洲西北內(nèi)陸,國(guó)土面積只有2586平方公里,僅比深圳略大,擁有的自然資源十分有限,因此提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和種植效率尤為重要。
基于此,作為模組行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,芯訊通一直致力于與合作伙伴一起拓展5G在不同行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用。而智慧農(nóng)業(yè)作為物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)應(yīng)用市場(chǎng)之一,芯訊通也在持續(xù)不斷地推出相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行賦能。在芯訊通與Frontier Connect合作的農(nóng)田監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中,其5G模組SIM8202G-M2發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。
圖片來(lái)源:芯訊通官網(wǎng)
5G賦能農(nóng)田監(jiān)測(cè)
芯訊通與Frontier Connect合作,在盧森堡推出了“室外農(nóng)田IoT物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”,該系統(tǒng)使用了光學(xué)相機(jī)以及基于Linux的圖像控制器,可以為系統(tǒng)提供4K或更高分辨率的圖像和視頻,以及UVA、UVB、RS485/SD-12等傳感器,用來(lái)監(jiān)測(cè)土壤和溫濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)。
由于設(shè)備長(zhǎng)期處于戶(hù)外,需要承受陽(yáng)光直射、高溫、低溫等惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn),對(duì)5G模組的穩(wěn)定性提出了很高的要求。芯訊通在5G模組設(shè)計(jì)和測(cè)試項(xiàng)中充分考慮到了這些問(wèn)題,使得SIM8202G-M2模組在惡劣環(huán)境下依然能夠穩(wěn)定工作。
圖片來(lái)源:芯訊通官網(wǎng)
同時(shí),搭載SIM8202G-M2模組的監(jiān)測(cè)終端在有5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)都可以方便快捷部署,下行峰值可達(dá)500Mbps,在提供穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)速率的同時(shí),網(wǎng)絡(luò)部署成本比有線網(wǎng)絡(luò)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
借助SIM8202G-M2模組提供的5G無(wú)線通信,可以保證高清視頻和圖像的穩(wěn)定快速傳輸,實(shí)時(shí)呈現(xiàn)農(nóng)作物更多清晰的細(xì)節(jié),并結(jié)合其他傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),從而幫助管理人員更精確、更快速、更有效地做出判斷和應(yīng)對(duì)措施。
這款SIM8202G-M2模組內(nèi)置的驍龍X55 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),提供了從調(diào)制解調(diào)器到天線的完整解決方案,并且支持多種頻段的5G信號(hào)。眾所周知,在不同國(guó)家和地區(qū),5G基站的建設(shè)模式不同,支持的信號(hào)頻譜也不同,而驍龍X55 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)支持6GHz以下TDD和FDD模式,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面為企業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的出海提供了更多的便利。
農(nóng)作物狀況一手掌握
通過(guò)SIM8202G-M2模組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,農(nóng)民可以隨時(shí)隨地且實(shí)時(shí)掌握田間的各種環(huán)境狀況,包括如溫濕度、光照時(shí)長(zhǎng)、土壤pH值等影響作物生長(zhǎng)的因素,以及水泵壓力、灌溉時(shí)間等設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
這些收集到的信息會(huì)用無(wú)線傳輸?shù)姆绞酱鎯?chǔ)在服務(wù)器或云端,農(nóng)民可以通過(guò)PC、平板和手機(jī)來(lái)輕松訪問(wèn)。通過(guò)在耕地的不同區(qū)域布置這些設(shè)備,系統(tǒng)可以建立起傳感網(wǎng)絡(luò),以便于更進(jìn)一步地利用云端的計(jì)算與分析能力,進(jìn)行作物產(chǎn)量和質(zhì)量的估算和預(yù)測(cè)。
圖片來(lái)源:芯訊通官網(wǎng)
雖然該系統(tǒng)目前僅被用于室外農(nóng)田的監(jiān)測(cè),其使用的光學(xué)相機(jī)也只是在固定位置工作,但在未來(lái),隨著技術(shù)的全方位升級(jí),芯訊通提供的各種模組也將在更多場(chǎng)景下進(jìn)行嘗試,或許還能為更進(jìn)一步的“農(nóng)業(yè)元宇宙”提供更全面的數(shù)據(jù)支持。
寫(xiě)在最后
業(yè)界認(rèn)為,一直以來(lái),人們過(guò)度重視從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、制度變遷的視角提出解決農(nóng)業(yè)和貧困問(wèn)題的方法,但這些只是改善了部分貧困問(wèn)題,并未有效根除。為什么?因?yàn)橐陨涎芯咳鄙購(gòu)膭?chuàng)新的角度進(jìn)行思考,而創(chuàng)新的核心主要是科技。以發(fā)達(dá)國(guó)家荷蘭為例,荷蘭人多地少、資源貧瘠,卻是全球第二大農(nóng)產(chǎn)品出口大國(guó),創(chuàng)造了舉世矚目的農(nóng)業(yè)奇跡,形成了獨(dú)具荷蘭特色的高科技現(xiàn)代農(nóng)業(yè);再以德國(guó)為例,2015年德國(guó)在工業(yè)4.0的基礎(chǔ)上提出農(nóng)業(yè)4.0,以網(wǎng)絡(luò)化、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù)為支撐和手段,帶來(lái)高度集約、高度精準(zhǔn)、高度智能、高度協(xié)同、高度生態(tài)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài)。
在中國(guó),我們用僅占世界9%的耕地和6%的水資源,便養(yǎng)活了占世界20%的人口;現(xiàn)在,伴隨著物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在中國(guó)這個(gè)龐大市場(chǎng)中積累的豐富經(jīng)驗(yàn),中國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)的很多領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了趕超?,F(xiàn)在,中國(guó)企業(yè)正將相關(guān)解決方案推廣給更多的海外客戶(hù),讓全球更多國(guó)家和地區(qū)享受到智慧農(nóng)業(yè)帶來(lái)的便利,并助力全球可持續(xù)發(fā)展。