星縱智能借助LoRa無線技術將智慧農業(yè)轉化為現(xiàn)實生產力

在中國，農業(yè)作為最古老的產業(yè)之一，已有著數千年的發(fā)展歷史，是我國的國民經濟基礎，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濟結構的調整，進城務工人員越來越多，導致農業(yè)勞動力日益緊缺，化肥、農藥不合理使用，水資源短缺等問題突顯，農業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)農業(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亟需解決的關鍵問題。

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，數年來中央連續(xù)發(fā)布以“三農”為主題的一號文件，凸顯“三農”問題的重要性，強化科技創(chuàng)新驅動，引領現(xiàn)代農業(yè)加快發(fā)展。

隨著LoRa^?等物聯(lián)網技術日益成熟，傳統(tǒng)農業(yè)與現(xiàn)代信息通信技術相結合形成智慧農業(yè)，從而實現(xiàn)無人化、自動化和智能化管理。據預測，到2050年，智慧農業(yè)將會把糧食產量增加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”）作為國內領先的智能物聯(lián)網（AIoT）產品與解決方案提供商，以前沿的物聯(lián)網通信與人工智能為技術核心，充分運用LoRa技術，推出了基于LoRaWAN?的傳感器、網關、電磁閥控制器、多功能數據采集器等多款產品。這些產品已遠銷全球129個國家和地區(qū)，廣泛應用于智慧城市、智能交通、智慧安防、智慧辦公以及智慧農業(yè)等領域。

為了提高糧食質量和產量，并將農業(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的智慧農業(yè)解決方案，可實時監(jiān)測農業(yè)應用。LoRa無線傳輸技術憑借其低功耗、覆蓋范圍廣、易部署等特點，以及“自組、安全、可控”的特性，使其在智慧農業(yè)場景中得到廣泛應用。本文將對星縱智能LoRa解決方案在農業(yè)中的不同應用進行介紹。

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

●   基于LoRa的智能農業(yè)灌溉系統(tǒng)

農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的智能農業(yè)灌溉系統(tǒng)，將光照、二氧化碳、土壤溫濕度電導率、投入式液位等傳感器以及多功能數據采集器安裝在農田中，采集農作物的環(huán)境數據，并通過基于LoRaWAN?的基站網關將數據呈現(xiàn)在星縱云平臺中，實時監(jiān)測并分析農作物生長的環(huán)境狀況，從而進行智能決策，提高農作物的產量。

為了科學有效地管理農業(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，對農作物進行灌溉；當水分充足時，觸發(fā)關閉水閥，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，顯著提高農作物灌溉效率。

圖2 星縱智能開發(fā)的智能農業(yè)灌溉系統(tǒng)方案圖

●   基于LoRa的智能茶廠解決方案

中國作為全球產茶大國，茶葉的生產也急需將傳統(tǒng)技藝與現(xiàn)代技術相結合。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)酵與干燥過程至關重要。在本方案中，將溫濕度傳感器安裝于炒茶機內部不同的位置，實時監(jiān)測炒茶機內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。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的多功能數據采集器對接，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)測炒茶機內部中心部件的溫度值，實時監(jiān)測炒茶機內部的溫度，避免炒茶機因為工作時間過長，引起零部件過熱乃至損壞。以上采集到的數據都將通過LoRa將數據發(fā)送至網關，最后網關將數據轉發(fā)到星縱云進行分析，判斷當下的環(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)境數據進行實時監(jiān)測與查看，還可以在云平臺設置告警值。當監(jiān)測到的數據超過閾值時，星縱云將立即通過手機App和郵件推送告警信息，用戶可以及時根據實際情況做出調整，在保證茶葉質量的同時還可以避免生產工藝管理不當帶來的損失。

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)殖戶提升經濟效益。目前，這種基于LoRa的智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)已經得到廣泛的應用。

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，可采集溫濕度狀況、有害氣體濃度等環(huán)境數據；同時，可通過LoRaWAN^?多功能數據采集器對接傳統(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據；另外，通過超聲波測距傳感器可精準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)數據都通過星縱智能LoRaWAN基站網關上傳到星縱云，呈現(xiàn)可視化可分析的管理數據。一旦監(jiān)測到有任何異常數據，星縱云會立即向用戶發(fā)送告警，養(yǎng)殖者可及時調整通風、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^?的智慧水產養(yǎng)殖業(yè)解決方案

水位、水溫、水質對于水產養(yǎng)殖至關重要。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電導率、水質PH、溶解氧和氨氮等傳感器數據，當水位或水溫數據出現(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備，從而使養(yǎng)殖場水量充足或水溫保持在合適的溫度；當水質出現(xiàn)異常時，星縱云會立即發(fā)送告警信息，使養(yǎng)殖者及時做出相應的處理，確保水產品的質量和產量。

圖7 水產養(yǎng)殖場

圖8 基于LoRa的智能化水產養(yǎng)殖場系統(tǒng)圖

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

星縱智能基于LoRa的解決方案和產品除了在智慧農業(yè)中有廣泛應用以外，它們還被廣泛應用在智慧城市、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業(yè)的LoRaWAN產品與解決方案，它們充分利用了LoRa物聯(lián)網技術的特性，為農業(yè)提供了智能化管理，在提高農牧漁業(yè)產量的同時還節(jié)省了大量勞動力。我們將繼續(xù)與生態(tài)伙伴攜手努力，在智慧農業(yè)領域探索更大更廣的應用發(fā)展空間?！?/p>