此前，我們更多探討低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)在抄表、管道監(jiān)測等智慧城市的應(yīng)用，實(shí)際上，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止與此，未來其將與我們生活息息相關(guān)。今天，我們將探索一下低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，用幾個典型案例來展示低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)如何提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。
全球人口的增長以及食物消費(fèi)習(xí)慣的改變，給農(nóng)業(yè)帶來很大壓力，促使該產(chǎn)業(yè)從業(yè)者生產(chǎn)、保存食物的效率更高、更有效地使用如淡水這樣珍貴的資源。世界上大量的淡水都用于農(nóng)業(yè)，但接下來的氣候變化將會使淡水供應(yīng)的可預(yù)測性大大降低。
農(nóng)業(yè)大約占據(jù)了全球用水量的70%左右，不過，發(fā)展中國家人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，提升了對含水量較高的食品的需求，如肉類和奶制品需求增加，且這一比例仍將繼續(xù)增加。若生產(chǎn)效率不提升，農(nóng)業(yè)用水需求預(yù)計會增加45%——換句話說，到2030年，每年要新增1.4萬億立方米水的需求。(來自福布斯的調(diào)研數(shù)據(jù))
水源保護(hù)
節(jié)約用水的一個有效的方法是使用更多先進(jìn)的灌溉系統(tǒng)——改變水的時間和空間的分布。為了實(shí)現(xiàn)智能灌溉，我們需要土壤濕度傳感器系統(tǒng)，不過，由于農(nóng)田在地域上分布較廣，實(shí)現(xiàn)智能灌溉的話廣域通信技術(shù)的是必需的。一個小型的濕度傳感器，配上一個廣域窄帶射頻通信模塊，該模塊支持20年電池壽命，且能夠與數(shù)公里外的中心節(jié)點(diǎn)直接通信，遠(yuǎn)程控制水流電磁閥門，可以達(dá)到灌溉管理目標(biāo)，智能化地調(diào)節(jié)水量供需。
用水量和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量自然具有一個正向的函數(shù)關(guān)系。一個眾所皆知的事實(shí)是，全球相當(dāng)一部分比例的食物無法送達(dá)到終端消費(fèi)者手里，而在中途腐爛掉，因此，減少食物腐爛在一定程度上也能減少節(jié)約用水。
減少食物腐爛
很多原因?qū)е麓罅康氖称窡o法到達(dá)你的餐桌。第一個原因是一些新鮮食品在運(yùn)輸過程中并未正確處理，比如冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的破壞。能夠嵌入到托盤或容器中的低成本廣域傳感器可以在冷鏈運(yùn)輸中問題出現(xiàn)之前即能及時給出告警，讓貨主在合適的時間做出反應(yīng)并保護(hù)食物。
低成本、廣域窄帶傳感器可以大大減少冷鏈運(yùn)輸中的食品腐爛、降低成本并提升效率。性對于寬帶解決方案來說，采用廣域窄帶解決方案可實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，并獲得更好的可擴(kuò)展性，廣域窄帶技術(shù)僅使用很少中繼器，因此是更加低成本高效的方案。
病蟲害控制
為了有效地獲取健康食品，一個重要的事情是控制病蟲害環(huán)境，如鼠患。一款聯(lián)網(wǎng)的捕鼠器聽起來可能是一個玩笑，然而事實(shí)上，它可以監(jiān)控和維護(hù)農(nóng)作物方面提供有效的管理手段，并大大降低成本。想象一個場景：農(nóng)場主將捕鼠器運(yùn)營外包出去，給運(yùn)營者按月付費(fèi)，從而維持一個無鼠患的農(nóng)田環(huán)境;而捕鼠器運(yùn)營者需要專門的人員定期檢查設(shè)備，以保障捕鼠器正常運(yùn)行。
然而，捕鼠器運(yùn)營者可以使用廣域窄帶連接方案來遠(yuǎn)程監(jiān)控捕鼠器的狀況，而不用每次人工檢查所有捕鼠器，那么，捕鼠器運(yùn)營者可以開辟一種新的運(yùn)營模式。在這種新的模式下，他們完全可以實(shí)現(xiàn)幾乎不用人工檢查也能提供更高質(zhì)量的服務(wù)，且減少運(yùn)營成本。這一案例對雙方來說是一個雙贏的場景。農(nóng)田管理者可以采用如SigFox、LoRa、NB-IoT此類基于低功耗廣域、窄帶網(wǎng)絡(luò)方案，來實(shí)現(xiàn)此種將捕鼠器聯(lián)網(wǎng)的新奇的解決方案，我們可以發(fā)現(xiàn)，這一方案并不需要本地網(wǎng)關(guān)來連接終端，終端是基于SigFox、LoRa、NB- IoT基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)連接的。
控制用水量、減少食物腐爛以及保持健康的種植環(huán)境，對于有效率的食物生產(chǎn)至關(guān)重要。不過，一些其他無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，也能直接提升產(chǎn)品的生產(chǎn)，例如牛奶生產(chǎn)。
牛奶生產(chǎn)
世界上牛的數(shù)量將要突破10億頭大關(guān)，源源不斷地提供牛肉和牛奶。然而，奶牛恰當(dāng)?shù)氖芫珪r機(jī)對于牛肉和牛奶的有效供給至關(guān)重要，錯過時機(jī)可能將損失至少一個月的產(chǎn)量(可能損失超過8%的年產(chǎn)量)。當(dāng)奶牛群進(jìn)入受孕期時，它們比平時更加活躍，運(yùn)動量更大，這些變化可以通過加速計來跟蹤。給每一個奶牛配備一個低功耗廣域、窄帶傳感器的投資回報絕對是非常明顯的，因?yàn)槠浠貓笫莵碜杂谏髱淼漠a(chǎn)量增加。類似的傳感器也能監(jiān)測動物的其他重要信號，尤其是抓取牲畜疾病早期的一些信息，幫助牧民提升牲畜健康。
以上是幾個簡單的例子，說明在低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)下，窄帶傳感器如何低成本地提升農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出，減少糧食腐爛、改善牲畜健康狀況并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。從我們熟悉的抄表、煙感，到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為這些領(lǐng)域帶來很多創(chuàng)新。
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