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)合國糧農(nóng)組織表示，數(shù)字農(nóng)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展?jié)摿Γ瑢閷?shí)現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出積極貢獻(xiàn)；在中國，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)對氣候變化、減少病蟲害的風(fēng)險(xiǎn)等方面取得極大進(jìn)展。同時(shí)，中國物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的實(shí)踐也表明，通過本土化創(chuàng)新和全球科技的融會(huì)貫通，"中國智慧"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"、"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，涂鴉智能的客戶已經(jīng)覆蓋到全球200多個(gè)國家和地區(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，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�，涂鴉智能的客戶為全球20多個(gè)國家和地區(qū)的用戶帶來了中國的智慧農(nóng)業(yè)解決方案。
- 完全自動(dòng)化的運(yùn)行
如今，關(guān)于光譜對植物如何產(chǎn)生作用的研究已有很多，植物在生長周期的不同階段，對于不同光譜和顏色的反應(yīng)也有所不同。早期的室內(nèi)種植場景中多是通過搭建簡單的照明架進(jìn)行照射，并調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度來模擬太陽光，以達(dá)到促進(jìn)植物生長的效果。然而，這種方案需要人工在現(xiàn)場手動(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)管理全生長周期
- 打造SaaS管理系統(tǒng)
我們知道，植物在育芽、開花、結(jié)果等不同的生長周期，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"的生長條件，包括照明、氣候、營養(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)境中滿足植物生長的一切條件，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，其客戶的智能集裝箱種植方案在美國和歐洲等地已具有相當(dāng)?shù)氖袌稣J(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)備連接和通信的過程中，由于高通無線基帶解決方案已經(jīng)經(jīng)過了各大模組廠商的驗(yàn)證，并且多年來在業(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。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，靈活滿足不同應(yīng)用場景需求。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。由于國外主流使用eMTC ， 因此對于面向海外市場的終端廠商來說，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)議在不同國家之間沒有區(qū)別，而如今的集裝箱植物工廠采用無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)營商都已完成了完備的互兼容性測試、運(yùn)營商入網(wǎng)測試和強(qiáng)制認(rèn)證測試等，為自動(dòng)無縫接入全球的運(yùn)營商服務(wù)提供可靠保障。
涂鴉智能無線連接高級(jí)產(chǎn)品專家楊世璋表示："基于高通芯片平臺(tái)的優(yōu)勢，我們的解決方案能最大程度上降低終端用戶出海推廣的壁壘。這樣一來，集裝箱植物工廠的解決方案在推廣到全球不同國家時(shí)，就能夠滿足各個(gè)國家不同網(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)的客戶也是如此，所有涉及的相關(guān)高通專利標(biāo)準(zhǔn)均已被包含，不存在專利方面的壁壘風(fēng)險(xiǎn)。"
- 打破時(shí)空的限制
在時(shí)間維度上，類似"春種一粒粟，秋收萬顆子"等詩句描繪的場景將會(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周期，通過在不同的生長階段調(diào)整不同的參數(shù)，這樣帶來的效率提升可以讓某些青菜的生長周期從農(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)置讓停車場、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"等場景當(dāng)中。這些改造后的種植方案還具有幾大優(yōu)勢：育苗的過程中盡可能隔離了病菌蟲害，無需使用農(nóng)藥；節(jié)約灌溉用水和營養(yǎng)液最高可達(dá)80%；對勞動(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：開辟農(nóng)業(yè) "5G物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)田"
誠然，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，從而在全球各地開辟出一塊塊智慧農(nóng)業(yè)的試驗(yàn)田。
對于整個(gè)地球來說，在1億4800萬平方公里的陸地中，大約只有1500萬平方公里是可耕地，由于森林砍伐、荒漠化、過度耕種等因素，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，該國地處歐洲西北內(nèi)陸，國土面積只有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)測項(xiàng)目中，其5G模組SIM8202G-M2發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。
圖片來源：芯訊通官網(wǎng)
- 5G賦能農(nóng)田監(jiān)測
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，用來監(jiān)測土壤和溫濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)。
由于設(shè)備長期處于戶外， 需要承受陽光直射、高溫、低溫等惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn)，對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)和測試項(xiàng)中充分考慮到了這些問題，使得SIM8202G-M2模組在惡劣環(huán)境下依然能夠穩(wěn)定工作。
圖片來源：芯訊通官網(wǎng)
同時(shí)，搭載SIM8202G-M2模組的監(jiān)測終端在有5G無線網(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。
借助SIM8202G-M2模組提供的5G無線通信，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，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、土壤pH值等影響作物生長的因素，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)用無線傳輸?shù)姆绞酱鎯?chǔ)在服務(wù)器或云端，農(nóng)民可以通過PC、平板和手機(jī)來輕松訪問。通過在耕地的不同區(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。
圖片來源：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，其使用的光學(xué)相機(jī)也只是在固定位置工作，但在未來，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。
寫在最后
業(yè)界認(rèn)為，一直以來，人們過度重視從經(jīng)濟(jì)增長、制度變遷的視角提出解決農(nóng)業(yè)和貧困問題的方法，但這些只是改善了部分貧困問題，并未有效根除。為什么？因?yàn)橐陨涎芯咳鄙購膭?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，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)；再以德國為例，2015年德國在工業(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，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)在中國這個(gè)龐大市場中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，中國在智慧農(nóng)業(yè)的很多領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了趕超。現(xiàn)在，中國企業(yè)正將相關(guān)解決方案推廣給更多的海外客戶，讓全球更多國家和地區(qū)享受到智慧農(nóng)業(yè)帶來的便利，并助力全球可持續(xù)發(fā)展。
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