2023-06-13 17:18:34
近幾年，在國家政策、資金的持續(xù)引導(dǎo)下，我國建設(shè)了一批國家智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)，自主研制了一批智慧農(nóng)業(yè)傳感器、智能控制器、水肥一體化智能灌溉設(shè)備以及智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺等，對提高我國農(nóng)業(yè)智能化水平發(fā)揮了重要作用，我國智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用得到了長足發(fā)展。
滴翠智能科技（上海）有限公司經(jīng)過多年潛心科研，自主研發(fā)了一套基于LoRa+5G的無線自組網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概念
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以先進的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，由監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、有線/無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)及軟件平臺組成，通過對監(jiān)測區(qū)域的土壤資源、水資源、氣候信息及農(nóng)情信息(苗情、墑情、蟲情、災(zāi)情)等進行統(tǒng)一化監(jiān)控與管理，構(gòu)建以標準體系、評價體系、預(yù)警體系和科學(xué)指導(dǎo)體系為主的網(wǎng)絡(luò)化、一體化智能監(jiān)管平臺。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準感知、智能分析、主動預(yù)警和自動控制，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更“智能”，大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，顯著降低生產(chǎn)成本，最終達到改善產(chǎn)量品質(zhì)、節(jié)水節(jié)肥、綠色種植的目的，保障我國農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收和糧食安全。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常分為三個層次:感知層、傳輸層(網(wǎng)絡(luò)層)和應(yīng)用層。
/感知層/
該層主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景中各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的采集，進行智能控制的信息的接收和執(zhí)行。智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器主要包括溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、水流量、PH值、土壤墑情、土壤養(yǎng)分、重金屬探測，氣象探測等傳感器。絕大部分傳感器技術(shù)基本成熟，可以做到實時在線精準探測。
傳輸層是智慧農(nóng)業(yè)的神經(jīng)中樞，主要涉及將感知層采集的各類信息，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行匯總，并將各種農(nóng)業(yè)信息進行融合，通過有線或無線方式，向智慧農(nóng)業(yè)信息平臺網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。網(wǎng)絡(luò)層包含通信技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)、信息中心和數(shù)據(jù)處理中心等。早期的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，傳感器基本上采用的都是有線組網(wǎng)的方式。有線組網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在諸多問題：一是設(shè)備的安裝比較麻煩，成本也較高；二是在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)損壞。隨著無線傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在滴翠智能科技（上海）有限公司多采用無線組網(wǎng)的方式來建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
該層涉及的任務(wù)是將傳輸來的信息進行分析和處理，并根據(jù)信息進行分類和數(shù)據(jù)挖掘，為農(nóng)業(yè)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進行遠程控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化和智慧化，應(yīng)用層主要應(yīng)用包括:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、水肥一體化智能灌溉、農(nóng)事記錄和管理、農(nóng)作物追蹤溯源、災(zāi)害早期預(yù)警和后期評估、專家系統(tǒng)等。
LoRa
遠距離無線電(Long Range Radio LoRa)是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)通信技術(shù)中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸技術(shù)。LoRa基于CSS(Chirp Spread Spectrum,CSS)調(diào)制技術(shù)，在保持低功耗的同時極大地增加了通信范圍，具有功耗低、傳輸距離遠、抗干擾能力強等特點。
5G
第五代移動通信技術(shù)，是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，也是繼2G(GSM)、3G(UMTS、LTE)和4G(LTE-A、WiMax)系統(tǒng)之后的延伸。5G網(wǎng)絡(luò)具有高速率、低時延、大帶寬、廣連接等特性。5G的主要優(yōu)勢在于:數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，最高可達10Gb/s，比4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍，滿足高清視頻、虛擬現(xiàn)實等大數(shù)據(jù)量傳輸;較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，低于1 ms，滿足自動駕駛、遠程醫(yī)療等實時應(yīng)用;頻譜效率要比4G LTE提升10倍以上;超大網(wǎng)絡(luò)容量，提供千億設(shè)備的連接能力,滿足萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)需求;連續(xù)廣域覆蓋和高移動性下，用戶體驗速率達到100 Mb/s;系統(tǒng)協(xié)同化、智能化水平提升，表現(xiàn)為多用戶、多點、多天線、多攝取的協(xié)同組網(wǎng)，以及網(wǎng)絡(luò)間靈活地自動調(diào)整。
基于LoRa+5G的無線自組網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是一種低成本、高效率的智能化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用自主開發(fā)的 LoRa物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，將各類傳感器通過無線自組網(wǎng)的方式實現(xiàn)互聯(lián)互通和互操作;通過自建LoRa基站，實現(xiàn)區(qū)域信號覆蓋，從而實現(xiàn)各物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)匯集;再通過LoRa基站與5G基站的連接 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上下貫通。系統(tǒng)通過移動智能終端或PC，可實時監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境、智能化診斷和分析預(yù)警、智能化精準農(nóng)事管理和設(shè)備管理，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品全過程可追溯，確保農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)高和安全可控。系統(tǒng)運行模式如下所示：
系統(tǒng)的主要功能
用戶通過智能手機或電腦可以隨時隨地觀看到農(nóng)作物種植現(xiàn)場實際影像，遠程監(jiān)控農(nóng)作物生長情況。
系統(tǒng)將采集的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至云服務(wù)中心進行存儲，以備隨時進行處理和查詢。
系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求，將采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示，可提供報表。
在獲得系統(tǒng)授權(quán)后，用戶在任何時間，任何地點通過任意聯(lián)網(wǎng)終端均可實現(xiàn)對大棚現(xiàn)場各種設(shè)備進行遠程控制。
系統(tǒng)允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，超出范圍的錯誤情況會在系統(tǒng)中進行標注，以達到報警的目的。
系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一認證、集中管理控制，包括用戶管理、設(shè)備管理、認證管理、權(quán)限管理等功能。
智能終端上可以實現(xiàn)與電腦終端同樣功能，實時查看由各種傳感器傳來的數(shù)據(jù)，并能手動控制大棚現(xiàn)場的噴淋、卷簾、風(fēng)機等各種設(shè)備。
通過系統(tǒng)專家數(shù)據(jù)庫和智能AI算法，基于作物生長模型和傳感器數(shù)據(jù)，可智能調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù)，為農(nóng)作物營造最適合的生長環(huán)境。
農(nóng)業(yè)管理人員可通過系統(tǒng)，合理制定農(nóng)事計劃，系統(tǒng)將準確記錄，存儲、分析和評估計劃執(zhí)行情況，為農(nóng)產(chǎn)品追蹤溯源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
/低成本/
系統(tǒng)采用LoRa無線自組網(wǎng)通信技術(shù)，設(shè)備安裝、使用、維護成本極低。
傳感器初次加電后即發(fā)出“握手”信息，向最近的LoRa網(wǎng)關(guān)發(fā)出連接請求，LoRa網(wǎng)關(guān)自動對傳感器進行身份識別和解析后，實現(xiàn)智能組網(wǎng)。
LoRa網(wǎng)關(guān)實際無線控制監(jiān)測范圍達3~5 km，開闊區(qū)域可達到10 km。
單個LoRa網(wǎng)關(guān)可實現(xiàn)254個設(shè)備接入量，而且可通過中繼器進行多級拓撲，可滿足智能監(jiān)測控制的實際應(yīng)用。
系統(tǒng)采用擴頻傳輸技術(shù)，前向糾錯技術(shù)設(shè)計，抗干擾能力強。
系統(tǒng)具有自我巡檢功能，在固定的時間內(nèi)，會自動收發(fā)數(shù)據(jù)一次，可有效預(yù)防數(shù)據(jù)傳輸故障;另外，設(shè)備按照軍工標準進行了嚴格的質(zhì)量檢測和性能測試，設(shè)備可適用于高溫、嚴寒、潮濕等復(fù)雜環(huán)境。
設(shè)備的控制模式采用了標準化模塊設(shè)計，可根據(jù)應(yīng)用場景或設(shè)備的不同而靈活選擇電平控制、自動控制或者業(yè)務(wù)邏輯控制等控制模式。
滴翠智能打造的基于LoRa+5G的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是一種低成本、低功耗、大連接、智能化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在當(dāng)下及未來都是一種非常實用且適合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。其以低成本，易安裝、易維護、便捷性操作贏得廣大農(nóng)業(yè)從業(yè)者的青睞，為推進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和居民食品安全做出突出貢獻，具有非常廣闊的市場空間和應(yīng)用前景。
滴翠智能科技（上海）有限公司是一家全球領(lǐng)先的S2B智慧農(nóng)林AIoT軟硬件產(chǎn)品一站式供應(yīng)商，已獲得國家級高新技術(shù)企業(yè)、科技型中小企業(yè)、人社部全國優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目等認證；公司以“賦予植物數(shù)字生命”為使命，以“為全球數(shù)字農(nóng)企提供科技服務(wù)”為愿景，致力于農(nóng)、林等領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集通信與控制硬件和軟件系統(tǒng)的研發(fā)；公司自主研發(fā)基于植物生長AI模型的農(nóng)業(yè)種植數(shù)字化控制云平臺，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，快速建立完善的物聯(lián)網(wǎng)通訊和控制系統(tǒng)，形成從“采集——分析——策略——執(zhí)行”的AI自主決策方案，助力客戶在生產(chǎn)端形成數(shù)字化智能化作業(yè)的完美閉環(huán)，大力提升產(chǎn)品競爭力。公司獲得國內(nèi)外多家基金參投，射頻通信芯片模組銷售全球超15個國家。連續(xù)兩屆被評為：畢馬威全球“芯銳”50強。
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