2022-09-22 17:51:38
助力傳統(tǒng)農林行業(yè)的數(shù)字化轉型
“元宇宙”和“數(shù)字孿生”是時下的熱門概念。滴翠智能科技(上海)有限公司(以下簡稱“滴翠智能”)提出了“智慧農林+數(shù)字孿生”的創(chuàng)想:基于人工智能、Semtech LoRa? 以及大數(shù)據(jù)等技術,賦予植物以數(shù)字生命,助力傳統(tǒng)農林行業(yè)的數(shù)字化轉型。
滴翠智能的智慧農業(yè)解決方案,使用Semtech LoRa芯片和智能網(wǎng)關等升級傳統(tǒng)電控設備,實現(xiàn)各類電控設備的遠程智能控制,并通過SaaS、PaaS平臺提供軟件服務,集生態(tài)數(shù)據(jù)采集、人工智能監(jiān)測管理、遠程設備控制等功能為一體。該方案能夠提高農業(yè)生產(chǎn)效率,達到高效作業(yè)、降本增效以及病蟲害預測等目的。
圖1 滴翠智能基于LoRa的智慧農業(yè)解決方案
圖2 滴翠智能的智慧農業(yè)解決方案
滴翠智能的智慧農業(yè)解決方案集植物AI數(shù)據(jù)庫、LoRa芯片和滴翠云平臺為一體。方案支持多樣化的物聯(lián)網(wǎng)硬件設備,包括農業(yè)里常用的電磁閥、配電箱、電動門、過濾器、燈光等,并將這些設備產(chǎn)生的數(shù)據(jù),以及傳感器采集到的土壤溫度、濕度、PH值、氮、磷、鉀等數(shù)據(jù),基于LoRa和通信網(wǎng)絡傳輸?shù)皆破脚_。
在云端,滴翠智能把采集到的植物生長大數(shù)據(jù),與農科院的基礎植物數(shù)據(jù)庫進行對比修正,并結合人工經(jīng)驗修正,形成最終的種植決策。過程中,滴翠智能積累海量的數(shù)據(jù)以形成植物生長模型,這些數(shù)據(jù)可用于溯源、調用和指導生產(chǎn)作業(yè)。此外,滴翠智能所打造的數(shù)字孿生顯示平臺,可以實時查看作物種植的環(huán)境數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻、傳感器狀態(tài)、設備遠程控制、人員管理等。
圖3 滴翠智能數(shù)字孿生顯示界面
以木林森新疆奎屯植物方艙項目為例:面對冬季無法正常種植的瓶頸,滴翠智能使用農業(yè)智慧微觀小環(huán)境轉變人工管養(yǎng)模式,利用傳感器采集土壤濕度、方艙溫度、養(yǎng)分含量、PH值、二氧化碳、空氣溫濕度、氣壓、光照強度等環(huán)境數(shù)據(jù),通過基于LoRa的網(wǎng)關將數(shù)據(jù)上傳到云平臺后,根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)實時調控溫控系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等,相對于人工管控的植物方艙的模式,滴翠智能最終實現(xiàn)了種植效率增加50%,降低成本30%。
借助LoRa解決傳統(tǒng)農業(yè)轉型痛點
我國《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》明確指出“要推進農業(yè)數(shù)字化轉型”,加快推廣云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能在農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理中的運用。
然而,目前我國的農業(yè)數(shù)字化轉型還面臨著諸多挑戰(zhàn)。我國整體農業(yè)機械化程度和自動化控制水平仍然較低。由于農田面積廣袤,大量的區(qū)域沒有信號覆蓋,為長距離的數(shù)據(jù)通訊帶來挑戰(zhàn),同時布線覆蓋信號的成本也很高,后期的功耗和運維成本也成為關鍵的制約因素。此外,由于植物生長情況的復雜性,即使建立起植物數(shù)據(jù)庫的基礎模型,后期模型和算法的優(yōu)化也需要海量的數(shù)據(jù)積累。
在選擇農業(yè)場景應用的組網(wǎng)技術時,滴翠智能驗證了各種主流無線通信技術的可行性,認為在農業(yè)領域,LoRa是最優(yōu)選,能夠切實幫助解決農林行業(yè)數(shù)字化轉型難點。
圖4 滴翠智能智慧農林解決方案的系統(tǒng)架構
Semtech LoRa應用于智慧農林領域的優(yōu)勢包括:
1.遠距離,覆蓋范圍廣:LoRa支持遠距離覆蓋,能夠覆蓋廣袤農田。在沒有建筑物遮擋的農業(yè)應用中,使用LoRa EdgeTM平臺可以大幅提升定位精度。
2.部署成本低:基于LoRa的組網(wǎng)更為便捷,無需重新布線和開發(fā)設備,能夠減少前期部署成本,同時更方便后期運維,維修成本低。
3超低功耗:基于LoRa的設備可以在電池供電條件下工作數(shù)年。
4.私有網(wǎng)絡:一些農田地處偏僻,周圍可能無蜂窩網(wǎng)絡覆蓋?；贚oRa,可以使用非授權頻段架設安全可控的私有物聯(lián)網(wǎng)。
5.支持高通信量:基于LoRa的基站每天可以處理幾百萬條信息,這樣的高通信量在布局大規(guī)模農林產(chǎn)業(yè)時具有絕對優(yōu)勢。同時LoRa確保所有的通信都遵循AES128端對端的數(shù)據(jù)傳輸加密。
農業(yè)+數(shù)字孿生,賦予植物數(shù)字生命
在滴翠智能關于“農業(yè)+數(shù)字孿生”的暢想中,基于人工智能技術、Semtech LoRa技術,將植物、土壤、空氣、水泵、電磁閥等要素聚集在虛擬的信息世界中。這個數(shù)字孿生的農業(yè)世界,與現(xiàn)實世界一一映射對應,幫助農業(yè)從業(yè)者找到產(chǎn)量更高或者口感更好的最優(yōu)點,以及無限趨近于植物生長的最優(yōu)方向。
例如,滴翠智能基于Semtech LoRa為云天化集團旗下智慧大棚開發(fā)的個性化PC軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng),收集智慧灌溉、土壤改良、監(jiān)測土壤肥力鈣磷鉀氮等數(shù)據(jù),并根據(jù)植物需求精準計算后對電控設備進行無人化控制作業(yè),形成了植物數(shù)字孿生系統(tǒng)閉環(huán),打造出一座現(xiàn)代智能大棚,擁有智能照明、灌溉、溫控,有效提升成產(chǎn)效率30%。
滴翠智能科技(上海)有限公司創(chuàng)始人安浚表示:“滴翠智能為智慧鄉(xiāng)村建設提供智慧園林、智慧大棚、智慧灌溉、智慧燈光、低功耗通信網(wǎng)關等農業(yè)大數(shù)據(jù)解決方案,全面支持鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)字化轉型。我們很榮幸能夠與Semtech這樣的行業(yè)領先企業(yè)合作,賦予植物以數(shù)字生命,推進人工智能技術在農業(yè)領域的應用,加速布局新時代智能農業(yè)?！?/p>
Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示:“滴翠智能基于LoRa的解決方案,有力促進了智慧農業(yè)的發(fā)展,實現(xiàn)增效增收。中國智慧農業(yè)已經(jīng)進入快速發(fā)展的通道,LoRa具有遠距離、低功耗、易部署、組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢,非常適用于農業(yè)領域。我們將持續(xù)攜手生態(tài)伙伴,以領先的LoRa技術驅動傳統(tǒng)農業(yè)變革。”
參考資料:
中共中央辦公廳 國務院辦公廳印發(fā)《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》
http://www.gov.cn/zhengce/2019-05/16/content_5392269.htm
Semtech LoRa簡介:
Semtech的LoRa器件到云(Device-to-Cloud)平臺是已在全球被廣泛采用的遠距離、低功耗物聯(lián)網(wǎng)應用解決方案,能夠在全球范圍內快速開發(fā)和部署超低功耗、高性價比、長覆蓋距離的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡、網(wǎng)關、傳感器、模組和物聯(lián)網(wǎng)服務。Semtech的LoRa器件為LoRaWAN? 協(xié)議提供通信層,該協(xié)議由LoRa聯(lián)盟(LoRa Alliance?)開放和維護;LoRa聯(lián)盟是一個面向低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)應用的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)聯(lián)盟,其成員已在超過170多個國家和地區(qū)部署了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。Semtech是LoRa聯(lián)盟的創(chuàng)始成員之一。
了解更多關于LoRa平臺的信息,請訪問:https://www.semtech.cn/lora/
滴翠智能簡介:
滴翠智能是滴翠智能是基于植物生長AI模型的農業(yè)種植數(shù)字化控制云平臺,可實現(xiàn)AIoT+農林電控設備升級,以及大型農林項目的高度集成化方案,屬于國家級科技型企業(yè)。公司與上海交通大學、上海市農業(yè)科學院等頂級專家團隊合作,有完整的植物生長模型AI數(shù)據(jù)庫及海量數(shù)據(jù)來源,有完整的SaaS軟件定制服務平臺,有完整的自研通信芯片模組及網(wǎng)關硬件體系。
公司的AI智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可以為智慧農業(yè)提供完整的智能化解決方案,可以自組網(wǎng),形成從采集——分析——策略——執(zhí)行的AI自主決策程序化智能解決方案,或無線遠程遙控的人工監(jiān)控方案。
滴翠智能基于LoRa的網(wǎng)關集廣域通訊、局域自組網(wǎng)、邊緣計算、集成電路控制系統(tǒng)、LoRa基站為一體,可快速建立完善的物聯(lián)網(wǎng)通訊、控制系統(tǒng)。病蟲害視覺識別AI數(shù)據(jù)庫和農業(yè)生產(chǎn)決策系統(tǒng)軟件,可以進行植物標記、可以識別病蟲害,可以快速幫助農民解決植物生長過程中的問題和麻煩,智能視覺識別可以協(xié)助農業(yè)機器人完成采摘以外更多工作。
LoRa是Semtech公司或其附屬公司的注冊商標或服務標志。
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