在中國，農(nóng)業(yè)作為最古老的產(chǎn)業(yè)之一，已有著數(shù)千年的發(fā)展歷史，是我國的國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，也是中國走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的最根本保證。但近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，進(jìn)城務(wù)工人員越來越多，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動力日益緊缺，化肥、農(nóng)藥不合理使用，水資源短缺等問題突顯，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、綠色化和可持續(xù)化發(fā)展是我國乃至范圍內(nèi)亟需解決的關(guān)鍵問題。
 

　　中國作為一人口大國，糧食安全對社會穩(wěn)定有著巨大影響，數(shù)年來連續(xù)發(fā)布以“三農(nóng)”為主題的一號文件，凸顯“三農(nóng)”問題的重要性，強(qiáng)化科技創(chuàng)新驅(qū)動，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)加快發(fā)展。
 

　　隨著LoRa®等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代信息通信技術(shù)相結(jié)合形成智慧農(nóng)業(yè)，從而實現(xiàn)無人化、自動化和智能化管理。據(jù)預(yù)測，到2050年，智慧農(nóng)業(yè)將會把糧食產(chǎn)量增加70%，可有效解決糧食短缺問題。
 

　　大連海峰超聲儀器有限公司(以下簡稱“大連海峰”)作為國內(nèi)的智能物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)產(chǎn)品與解決方案提供商，以前沿的物聯(lián)網(wǎng)通信與人工智能為技術(shù)核心，充分運(yùn)用LoRa技術(shù)，推出了基于LoRaWAN®的傳感器、網(wǎng)關(guān)、電磁閥控制器、多功能數(shù)據(jù)采集器等多款產(chǎn)品。這些產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷129個國家和地區(qū)，廣泛應(yīng)用于智慧城市、智能交通、智慧安防、智慧辦公以及智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
 

　　為了提高糧食質(zhì)量和產(chǎn)量，并將農(nóng)業(yè)工作者從繁重的體力勞動中解放出來，大連海峰提供了一套基于LoRa的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，可實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)應(yīng)用。LoRa無線傳輸技術(shù)憑借其低功耗、覆蓋范圍廣、易部署等特點，以及“自組、安全、可控”的特性，使其在智慧農(nóng)業(yè)場景中得到廣泛應(yīng)用。本文將對大連海峰LoRa解決方案在農(nóng)業(yè)中的不同應(yīng)用進(jìn)行介紹。
 

　　1、基于LoRa的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)
 

　　農(nóng)作物的生長離不開水的灌溉，然而過多或過少的灌溉都會影響其生長，而且過多的灌溉還會對水資源造成極大的浪費(fèi)。大連海峰推出基于LoRa的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，將光照、二氧化碳、土壤溫濕度電導(dǎo)率、投入式液位等傳感器以及多功能數(shù)據(jù)采集器安裝在農(nóng)田中，采集農(nóng)作物的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過基于LoRaWAN®的基站網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在云服務(wù)器平臺中，實時監(jiān)測并分析農(nóng)作物生長的環(huán)境狀況，從而進(jìn)行智能決策，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
 

　　為了科學(xué)有效地管理農(nóng)業(yè)用水，大連海峰將基于LoRaWAN®的電磁閥控制器安裝在水閥上，當(dāng)傳感器監(jiān)測到土壤水分不足時，云服務(wù)器及時告警，并聯(lián)動觸發(fā)打開水閥開關(guān)，對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉；當(dāng)水分充足時，觸發(fā)關(guān)閉水閥，停止灌溉。通過聯(lián)動控制的智能灌溉，可以有效控制水資源浪費(fèi)，同時還可降低人力成本，顯著提高農(nóng)作物灌溉效率。
 

　　2、基于LoRa的智能茶廠解決方案
 

　　中國作為產(chǎn)茶大國，茶葉的生產(chǎn)也急需將傳統(tǒng)技藝與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。在制茶的過程中，制茶環(huán)境中的溫濕度和空氣含氧量對于茶葉的發(fā)酵與干燥過程至關(guān)重要。在本方案中，將溫濕度傳感器安裝于炒茶機(jī)內(nèi)部不同的位置，實時監(jiān)測炒茶機(jī)內(nèi)部不同位置的溫濕度值，實現(xiàn)對炒茶過程中溫濕度的把控，使茶葉均勻受熱，確保茶葉品質(zhì)。同時將傳統(tǒng)的含氧量傳感器與溫濕度傳感器通過RS485與基于LoRaWAN的多功能數(shù)據(jù)采集器對接，采集茶廠的溫濕度和含氧量情況。另外，通過接觸式的PT100溫度傳感器，監(jiān)測炒茶機(jī)內(nèi)部中心部件的溫度值，實時監(jiān)測炒茶機(jī)內(nèi)部的溫度，避免炒茶機(jī)因為工作時間過長，引起零部件過熱乃至損壞。以上采集到的數(shù)據(jù)都將通過LoRa將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云服務(wù)器進(jìn)行分析，判斷當(dāng)下的環(huán)境溫濕度和含氧量是否適宜，以及炒茶機(jī)是否可以正常運(yùn)作。
 

　　用戶可通過云服務(wù)器和手機(jī)App對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測與查看，還可以在云平臺設(shè)置告警值。當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)超過閾值時，云服務(wù)器將立即通過手機(jī)App和郵件推送告警信息，用戶可以及時根據(jù)實際情況做出調(diào)整，在保證茶葉質(zhì)量的同時還可以避免生產(chǎn)工藝管理不當(dāng)帶來的損失。
 

　　3、基于LoRa®的智慧畜牧養(yǎng)殖系統(tǒng)
 

　　畜牧業(yè)對環(huán)境有著更高的要求，溫濕度、空氣、光照、食物量的變化都會對畜禽的健康生長產(chǎn)生較大的影響。為此，大連海峰開發(fā)了一整套基于LoRa的智慧畜牧養(yǎng)殖解決方案，可在全面提升養(yǎng)殖業(yè)效率的同時，為養(yǎng)殖戶提升經(jīng)濟(jì)效益。目前，這種基于LoRa的智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
 

　　通過將大連海峰的LoRa溫濕度、氨氣、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、光照等傳感器放置在畜禽舍內(nèi)，可采集溫濕度狀況、有害氣體濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)；同時，可通過LoRaWAN®多功能數(shù)據(jù)采集器對接傳統(tǒng)的發(fā)情監(jiān)測、疫病監(jiān)測等傳感器，采集畜禽自身健康狀況數(shù)據(jù)；另外，通過超聲波測距傳感器可精準(zhǔn)測量自動喂食器的飼料塔和水塔的余量。
 

　　最終，所有這些環(huán)境、畜禽和喂養(yǎng)數(shù)據(jù)都通過大連海峰LoRaWAN基站網(wǎng)關(guān)上傳到云服務(wù)器，呈現(xiàn)可視化可分析的管理數(shù)據(jù)。一旦監(jiān)測到有任何異常數(shù)據(jù)，云服務(wù)器會立即向用戶發(fā)送告警，養(yǎng)殖者可及時調(diào)整通風(fēng)、增添飼料，保證畜禽處于健康、舒適和合理的養(yǎng)殖環(huán)境中。
 

　　4、基于LoRa®的智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)解決方案
 

　　水位、水溫、水質(zhì)對于水產(chǎn)養(yǎng)殖至關(guān)重要。超聲波測距傳感器可采集水位高度，PT100溫度傳感器可采集水溫，LoRaWAN多功能采集器可采集水質(zhì)電導(dǎo)率、水質(zhì)PH、溶解氧和氨氮等傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)水位或水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時會通過LoRaWAN電磁閥控制器聯(lián)動水閥或水溫控制設(shè)備，從而使養(yǎng)殖場水量充足或水溫保持在合適的溫度；當(dāng)水質(zhì)出現(xiàn)異常時，云服務(wù)器會立即發(fā)送告警信息，使養(yǎng)殖者及時做出相應(yīng)的處理，確保水產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。