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低功耗广域网络改变农业生产方式

木马童年 2019-4-2 20:55 241 0

此前,我们更多探讨低功耗广域网络(LPWAN)在抄表、管道监测等智慧城市的应用,实际上,低功耗广域网络应用范围远不止与此,未来其将与我们生活息息相关。今天,我们将探索一下低功耗广域网络在农业领域的应用,用几 ...

此前,我们更多探讨低功耗广域网络(LPWAN)在抄表、管道监测等智慧城市的应用,实际上,低功耗广域网络应用范围远不止与此,未来其将与我们生活息息相关。今天,我们将探索一下低功耗广域网络在农业领域的应用,用几个典型案例来展示低功耗广域网络如何提升农业生产的效率。

全球人口的增长以及食物消费习惯的改变,给农业带来很大压力,促使该产业从业者生产、保存食物的效率更高、更有效地使用如淡水这样珍贵的资源。世界上大量的淡水都用于农业,但接下来的气候变化将会使淡水供应的可预测性大大降低。

农业大约占据了全球用水量的70%左右,不过,发展中国家人们的饮食结构发生了变化,提升了对含水量较高的食品的需求,如肉类和奶制品需求增加,且这一比例仍将继续增加。若生产效率不提升,农业用水需求预计会增加45%——换句话说,到2030年,每年要新增1.4万亿立方米水的需求。(来自福布斯的调研数据)

低功耗广域网络改变农业生产方式

水源保护

节约用水的一个有效的方法是使用更多先进的灌溉系统——改变水的时间和空间的分布。为了实现智能灌溉,我们需要土壤湿度传感器系统,不过,由于农田在地域上分布较广,实现智能灌溉的话广域通信技术的是必需的。一个小型的湿度传感器,配上一个广域窄带射频通信模块,该模块支持20年电池寿命,且能够与数公里外的中心节点直接通信,远程控制水流电磁阀门,可以达到灌溉管理目标,智能化地调节水量供需。

用水量和农产品产量自然具有一个正向的函数关系。一个众所皆知的事实是,全球相当一部分比例的食物无法送达到终端消费者手里,而在中途腐烂掉,因此,减少食物腐烂在一定程度上也能减少节约用水。

减少食物腐烂

很多原因导致大量的食品无法到达你的餐桌。第一个原因是一些新鲜食品在运输过程中并未正确处理,比如冷链运输环节中的破坏。能够嵌入到托盘或容器中的低成本广域传感器可以在冷链运输中问题出现之前即能及时给出告警,让货主在合适的时间做出反应并保护食物。

低成本、广域窄带传感器可以大大减少冷链运输中的食品腐烂、降低成本并提升效率。性对于宽带解决方案来说,采用广域窄带解决方案可实现广覆盖,并获得更好的可扩展性,广域窄带技术仅使用很少中继器,因此是更加低成本高效的方案。

病虫害控制

为了有效地获取健康食品,一个重要的事情是控制病虫害环境,如鼠患。一款联网的捕鼠器听起来可能是一个玩笑,然而事实上,它可以监控和维护农作物方面提供有效的管理手段,并大大降低成本。想象一个场景:农场主将捕鼠器运营外包出去,给运营者按月付费,从而维持一个无鼠患的农田环境;而捕鼠器运营者需要专门的人员定期检查设备,以保障捕鼠器正常运行。

然而,捕鼠器运营者可以使用广域窄带连接方案来远程监控捕鼠器的状况,而不用每次人工检查所有捕鼠器,那么,捕鼠器运营者可以开辟一种新的运营模式。在这种新的模式下,他们完全可以实现几乎不用人工检查也能提供更高质量的服务,且减少运营成本。这一案例对双方来说是一个双赢的场景。农田管理者可以采用如SigFox、LoRA、NB-IoT此类基于低功耗广域、窄带网络方案,来实现此种将捕鼠器联网的新奇的解决方案,我们可以发现,这一方案并不需要本地网关来连接终端,终端是基于SigFox、LoRa、NB- IoT基础设施实现连接的。

控制用水量、减少食物腐烂以及保持健康的种植环境,对于有效率的食物生产至关重要。不过,一些其他无线传感网络的应用,也能直接提升产品的生产,例如牛奶生产。

牛奶生产

世界上牛的数量将要突破10亿头大关,源源不断地提供牛肉和牛奶。然而,奶牛恰当的受精时机对于牛肉和牛奶的有效供给至关重要,错过时机可能将损失至少一个月的产量(可能损失超过8%的年产量)。当奶牛群进入受孕期时,它们比平时更加活跃,运动量更大,这些变化可以通过加速计来跟踪。给每一个奶牛配备一个低功耗广域、窄带传感器的投资回报绝对是非常明显的,因为其回报是来自于牲畜带来的产量增加。类似的传感器也能监测动物的其他重要信号,尤其是抓取牲畜疾病早期的一些信息,帮助牧民提升牲畜健康。

以上是几个简单的例子,说明在低功耗广域网络下,窄带传感器如何低成本地提升农业的产出,减少粮食腐烂、改善牲畜健康状况并提高农业生产效率。从我们熟悉的抄表、烟感,到农业生产,低功耗广域网络技术的应用为这些领域带来很多创新。

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