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NB-IoT应用,让农业不再“靠天吃饭”

作者: 发布时间:2018-08-31

农业数字化的趋势和潜力

  相比其他行业来说,当前中国农业产业还十分传统,信息化技术应用也相对落后。随着老一代人的逐渐退休,从事农业工作的劳动力正在不断减少,人口红利在逐渐消退;同时,土地确权的完成以及土地流转的进行,使得农业生产将逐渐向集中化、适度规模化和产业化发展,而农业产业化需要原来的生产方式从粗放式、经验式向数字化、科学化转变。

  农业生产对于气候、天气等自然环境具有高度依赖性,古人基于对气候的感知以及经验总结发明了24节气。在信息技术高度发达的今天,利用采集的数据和科学分析,指导农业生产,实现从"靠天吃饭"到"知天吃饭"显然非常必要。

NB-IoT应用,让农业不再“靠天吃饭”

  与农业生产息息相关的数据非常多,例如气象数据、环境数据、土壤墒情及肥力数据、水质数据、动植物本体数据、地块数据、流通数据和价格数据等。对于这些数据的采集分析应用将大大提高农牧产品品质、降低农业生产成本,同时减少农业污染、提高农业效益。因此,农业的数字化具有非常大的潜力和应用空间。

  NB-IoT如何赋能农业数字化

  农业数据采集具有一些特点:

  "首先是比较分散,对于单个农场来说,需要采集的数据种类比较多,而同一类数据的采集点可能并不多,农场分布也比较散,都在郊区或者偏远野外;

  "其次,数据的采集对成本要求比较高,农业产值较低,这就要求采集点的建设成本以及后期的运营/运维成本都要比较低才能广泛推广;

  "此外,野外地区布线与供电均不便,因此数据采集最好能通过无线方式传输、通过太阳能或者电池供电。

  采用NB-IoT技术传输具有:低功耗,正常运行功耗小于20mA,用一节电池可以持续数年之久;低成本,无论是模块成本还是运营成本都大大低于蜂窝网络,同时应用电池供电,也大大减少了在农场中的部署成本和硬件成本;相对于小无线的传输,不需要部署网关,安装简单;覆盖广且连接数多,可以很好解决农业数据采集点分散的问题。NB-IoT技术使得农业生产和流通数据的采集变成了一件便捷的事情,全面而大量的数据采集为农业的数字化发展提供了坚实的基础。

  NB-IoT在农业数字化中的应用场景

  生长在土壤中的作物,如果土壤的温度、水分、EC值和PH值等不能满足作物的要求,不在合适的范围之内,将影响作物营养物质的吸收、作物的生长发育和光和作用的产生。通过低成本、动态且实时的感知获取这些数据,并及时进行调节,就可以使作物拥有一个适宜的生长土壤,保证作物的产量和品质。

  农业生产中如果动植物生长的温/湿度不适宜,将造成病虫害的频繁发生;而病虫害的发生会造成农药和抗生素的过多使用,从而将会影响农产品的质量安全。如果能通过温/湿度的实时准确采集提前预测病虫害的发生,就可以通过环境调控减少或者避免病虫害的发生。

NB-IoT应用,让农业不再“靠天吃饭”

  中国的北方非常缺水,而农业灌溉的用水占总用水量的65%以上,是用水最大户。我国为了促进农业灌溉的科学用水、节约用水,目前正在推行农业综合水价改革,而改革的基础就是准确的量测水。量测水的水表和传感器等基础设施需要安装在野外的水渠、机井上,这会带来供电不便、信号传输不便,需要耗费大量人力到现场人工抄读,数据获取不及时,无法实现对灌溉用水的科学指导。

  基于NB-IoT应用,使农业用水数据的获取更加及时、全面和便捷,帮助整个灌区实现用水精准调度,同时也可以指导农场的科学用水。用水的数字化和科学化提高了农业灌溉的效率,实现了节水农业。

  在畜牧行业,放牧牛羊的健康状态不容易及时掌握,一旦发病没有及时采取措施,不只是很难治疗,而且可能传染到其他牛羊,造成较大损失。通过开发基于NB-IoT的智能项圈,可以实时采集牛羊的位置信息、行为信息和体征数据,通过这些数据的采集和应用可以实现对牛羊群的监控以避免丢失、疾病的提前预警和及时治疗,以及奶牛的发情监测以提高产奶量,从而推动养殖的精细化管理,减少养殖风险。

  智能项圈采集的牛羊数据还可以提供给保险机构和银行,推动农业保险和农村贷款的发展;同时,这些数据也可以在电商平台上共享,实现牛羊的预定、预售,提高畜牧产品的附加值。

  在现代农业产业中,需要采集和传输的数据非常多,而NB-IoT只是数据传输的一种方式,并不能适合所有场合。数据的采集应该以应用为导向,根据不同的现场情况选择不同的数据采集和传输方式。NB-IoT的核心价值是让构建物联网络更便捷,让获取数据更加高效。

  神州农业开展的一些应用实践

  神州农业研发团队已基于华为NB-IoT模组升级了土壤信息采集仪和环境信息采集仪,并在山东潍坊的农业园区实现了数据采集与传输,同时其还在华为云上搭建了农业云服务平台,通过数据分析指导灌溉和施肥、预警和分析病虫害,都取得了良好的效果。

  此外,神州农业的研发团队已经将灌溉计量水表升级了NB-IoT传输技术,同时已经开发了基于NB-IoT的动物智能项圈,目前正在进行测试。随着NB-IoT基站的大量部署和网络的全面覆盖,这些智能设备未来将有广阔的应用空间。

  NB-IoT的应用将不断推动农业、农村的万物互联,而万物互联产生的大量数据将不断推动农业的数字化发展,并随着算法/算力的进步最终实现农业的智能化。神州农业凭借农业领域多年的经验和积累,依托华为的万物互联和云生态,正在不断探索开发面向现代农业的物联产品和云服务应用,赋能农业数字化。