助力传统农林行业的数字化转型
“元宇宙”和“数字孪生”是时下的热门概念。滴翠智能科技(上海)有限公司(以下简称“滴翠智能”)提出了“智慧农林+数字孪生”的创想:基于人工智能、Semtech LoRa® 以及大数据等技术,赋予植物以数字生命,助力传统农林行业的数字化转型。
滴翠智能的智慧农业解决方案,使用Semtech LoRa芯片和智能网关等升级传统电控设备,实现各类电控设备的远程智能控制,并通过SaaS、PaaS平台提供软件服务,集生态数据采集、人工智能监测管理、远程设备控制等功能为一体。该方案能够提高农业生产效率,达到高效作业、降本增效以及病虫害预测等目的。
图1 滴翠智能基于LoRa的智慧农业解决方案
图2 滴翠智能的智慧农业解决方案
滴翠智能的智慧农业解决方案集植物AI数据库、LoRa芯片和滴翠云平台为一体。方案支持多样化的物联网硬件设备,包括农业里常用的电磁阀、配电箱、电动门、过滤器、灯光等,并将这些设备产生的数据,以及传感器采集到的土壤温度、湿度、PH值、氮、磷、钾等数据,基于LoRa和通信网络传输到云平台。
在云端,滴翠智能把采集到的植物生长大数据,与农科院的基础植物数据库进行对比修正,并结合人工经验修正,形成最终的种植决策。过程中,滴翠智能积累海量的数据以形成植物生长模型,这些数据可用于溯源、调用和指导生产作业。此外,滴翠智能所打造的数字孪生显示平台,可以实时查看作物种植的环境数据、监控视频、传感器状态、设备远程控制、人员管理等。
图3 滴翠智能数字孪生显示界面
以木林森新疆奎屯植物方舱项目为例:面对冬季无法正常种植的瓶颈,滴翠智能使用农业智慧微观小环境转变人工管养模式,利用传感器采集土壤湿度、方舱温度、养分含量、PH值、二氧化碳、空气温湿度、气压、光照强度等环境数据,通过基于LoRa的网关将数据上传到云平台后,根据环境数据实时调控温控系统、灌溉系统等,相对于人工管控的植物方舱的模式,滴翠智能最终实现了种植效率增加50%,降低成本30%。
借助LoRa解决传统农业转型痛点
我国《数字乡村发展战略纲要》明确指出“要推进农业数字化转型”,加快推广云计算、大数据、物联网、人工智能在农业生产经营管理中的运用。
然而,目前我国的农业数字化转型还面临着诸多挑战。我国整体农业机械化程度和自动化控制水平仍然较低。由于农田面积广袤,大量的区域没有信号覆盖,为长距离的数据通讯带来挑战,同时布线覆盖信号的成本也很高,后期的功耗和运维成本也成为关键的制约因素。此外,由于植物生长情况的复杂性,即使建立起植物数据库的基础模型,后期模型和算法的优化也需要海量的数据积累。
在选择农业场景应用的组网技术时,滴翠智能验证了各种主流无线通信技术的可行性,认为在农业领域,LoRa是最优选,能够切实帮助解决农林行业数字化转型难点。
图4 滴翠智能智慧农林解决方案的系统架构
Semtech LoRa应用于智慧农林领域的优势包括:
1.远距离,覆盖范围广:LoRa支持远距离覆盖,能够覆盖广袤农田。在没有建筑物遮挡的农业应用中,使用LoRa EdgeTM平台可以大幅提升定位精度。
2.部署成本低:基于LoRa的组网更为便捷,无需重新布线和开发设备,能够减少前期部署成本,同时更方便后期运维,维修成本低。
3超低功耗:基于LoRa的设备可以在电池供电条件下工作数年。
4.私有网络:一些农田地处偏僻,周围可能无蜂窝网络覆盖。基于LoRa,可以使用非授权频段架设安全可控的私有物联网。
5.支持高通信量:基于LoRa的基站每天可以处理几百万条信息,这样的高通信量在布局大规模农林产业时具有绝对优势。同时LoRa确保所有的通信都遵循AES128端对端的数据传输加密。
农业+数字孪生,赋予植物数字生命
在滴翠智能关于“农业+数字孪生”的畅想中,基于人工智能技术、Semtech LoRa技术,将植物、土壤、空气、水泵、电磁阀等要素聚集在虚拟的信息世界中。这个数字孪生的农业世界,与现实世界一一映射对应,帮助农业从业者找到产量更高或者口感更好的最优点,以及无限趋近于植物生长的最优方向。
例如,滴翠智能基于Semtech LoRa为云天化集团旗下智慧大棚开发的个性化PC软件系统和硬件系统,收集智慧灌溉、土壤改良、监测土壤肥力钙磷钾氮等数据,并根据植物需求精准计算后对电控设备进行无人化控制作业,形成了植物数字孪生系统闭环,打造出一座现代智能大棚,拥有智能照明、灌溉、温控,有效提升成产效率30%。
滴翠智能科技(上海)有限公司创始人安浚表示:“滴翠智能为智慧乡村建设提供智慧园林、智慧大棚、智慧灌溉、智慧灯光、低功耗通信网关等农业大数据解决方案,全面支持乡镇数字化转型。我们很荣幸能够与Semtech这样的行业领先企业合作,赋予植物以数字生命,推进人工智能技术在农业领域的应用,加速布局新时代智能农业。”
Semtech中国区销售副总裁黄旭东表示:“滴翠智能基于LoRa的解决方案,有力促进了智慧农业的发展,实现增效增收。中国智慧农业已经进入快速发展的通道,LoRa具有远距离、低功耗、易部署、组网灵活等优势,非常适用于农业领域。我们将持续携手生态伙伴,以领先的LoRa技术驱动传统农业变革。”
参考资料:
中共中央办公厅 国务院办公厅印发《数字乡村发展战略纲要》
http://www.gov.cn/zhengce/2019-05/16/content_5392269.htm
Semtech LoRa简介:
Semtech的LoRa器件到云(Device-to-Cloud)平台是已在全球被广泛采用的远距离、低功耗物联网应用解决方案,能够在全球范围内快速开发和部署超低功耗、高性价比、长覆盖距离的物联网网络、网关、传感器、模组和物联网服务。Semtech的LoRa器件为LoRaWAN® 协议提供通信层,该协议由LoRa联盟(LoRa Alliance®)开放和维护;LoRa联盟是一个面向低功耗广域网(LPWAN)应用的物联网行业联盟,其成员已在超过170多个国家和地区部署了物联网网络。Semtech是LoRa联盟的创始成员之一。
了解更多关于LoRa平台的信息,请访问:https://www.semtech.cn/lora/
滴翠智能简介:
滴翠智能是滴翠智能是基于植物生长AI模型的农业种植数字化控制云平台,可实现AIoT+农林电控设备升级,以及大型农林项目的高度集成化方案,属于国家级科技型企业。公司与上海交通大学、上海市农业科学院等顶级专家团队合作,有完整的植物生长模型AI数据库及海量数据来源,有完整的SaaS软件定制服务平台,有完整的自研通信芯片模组及网关硬件体系。
公司的AI智能物联网系统,可以为智慧农业提供完整的智能化解决方案,可以自组网,形成从采集——分析——策略——执行的AI自主决策程序化智能解决方案,或无线远程遥控的人工监控方案。
滴翠智能基于LoRa的网关集广域通讯、局域自组网、边缘计算、集成电路控制系统、LoRa基站为一体,可快速建立完善的物联网通讯、控制系统。病虫害视觉识别AI数据库和农业生产决策系统软件,可以进行植物标记、可以识别病虫害,可以快速帮助农民解决植物生长过程中的问题和麻烦,智能视觉识别可以协助农业机器人完成采摘以外更多工作。
LoRa是Semtech公司或其附属公司的注册商标或服务标志。
