Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）產(chǎn)品營銷高級經(jīng)理Chad Steider近期撰寫了一篇關(guān)于“智慧農(nóng)業(yè)（Smart Agriculture）”發(fā)展的應(yīng)用文章，說明物聯(lián)網(wǎng)無線連接技術(shù)以及芯科科技的EFR32FG系列Sub-GHz SoC解決方案如何幫助該行業(yè)提升收益及生產(chǎn)效率。歡迎點(diǎn)擊文末的閱讀原文按鈕或通過鏈接瀏覽完整內(nèi)容：https://www.embedded.com/reaping-iot-benefits-with-smart-agriculture/

農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)況

物聯(lián)網(wǎng)幾乎已滲透到每個行業(yè)，提高了家庭、工業(yè)建筑和社區(qū)的效率、生產(chǎn)力和能力。最近，物聯(lián)網(wǎng)的好處也在農(nóng)業(yè)環(huán)境中被發(fā)掘出來，例如用于找尋肥沃的土壤以便提高效益等。全球農(nóng)業(yè)規(guī)模龐大，估計有超過四分之一的世界人口投入該行業(yè)，其日益增長的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用率將可能大大提高該行業(yè)的可持續(xù)性和生產(chǎn)效率，同時應(yīng)對氣候和社會經(jīng)濟(jì)變化帶來的全球挑戰(zhàn)。

據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指出，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過剩、過度消費(fèi)和供應(yīng)鏈問題都會造成大量的水、能源和勞動力資源浪費(fèi)。農(nóng)業(yè)也導(dǎo)致了碳足跡的增加、森林砍伐的加劇和土地退化。

除了加強(qiáng)糧食安全、減少排放、提高作物產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)更好的資源利用之外，“智慧農(nóng)業(yè)”領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展正在解決其中的一些問題。無線連接和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為農(nóng)業(yè)提供了新的解決方案，并且已經(jīng)從第一次收獲中產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的無線用例

那么，智慧農(nóng)業(yè)到底是什么？迄今為止，無線連接技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型支持了農(nóng)業(yè)的廣泛重組。農(nóng)民可以在他們的操作中使用氣候控制和監(jiān)測等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)繁重而昂貴的自動化管理，并提高用戶的決策能力。有了這項技術(shù)和由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，在各種規(guī)模的問題出現(xiàn)時就能更容易地識別出來。智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新旨在提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，同時優(yōu)化所涉及的人力勞動。現(xiàn)在的農(nóng)民有許多技術(shù)可供他們使用，包括:

• 氣候條件監(jiān)測（ClimateConditions Monitoring）：位于各個領(lǐng)域的傳感器從環(huán)境中收集數(shù)據(jù)，繪制氣候條件圖。這些信息用于選擇合適的作物，并更好地了解特定土地可以支持的作物產(chǎn)量。

• 溫室自動化（GreenhouseAutomation）：物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供有關(guān)土壤狀況、照明、溫度和濕度等條件的準(zhǔn)確實(shí)時信息。

• 作物管理（CropManagement）：田間傳感器收集溫度、濕度和照明數(shù)據(jù)，用于檢測異常情況，并有效預(yù)防可能損害產(chǎn)量的疾病或蟲害。

• 牛監(jiān)測和管理（CattleMonitoring and Management）：物聯(lián)網(wǎng)傳感器附著在牛身上，監(jiān)測它們的位置和健康狀況，使農(nóng)民能夠密切關(guān)注他們的動物，并將生病的動物與牛群分開，以避免污染。

• 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（PrecisionFarming）：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策提高效率，是物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中最廣泛和最有效的應(yīng)用之一。農(nóng)民安裝傳感器來收集大量關(guān)于照明、溫度、土壤條件、濕度、二氧化碳水平和害蟲感染的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)使農(nóng)民能夠估計出他們的作物所需的最佳水量、化肥和殺蟲劑。最終，這種方法降低了成本，種植出了更健康的作物。

• 預(yù)測分析（PredictiveAnalytics）：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和預(yù)測數(shù)據(jù)分析相輔相成。雖然物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感器技術(shù)是高度相關(guān)的實(shí)時數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)分析的使用可以幫助農(nóng)民理解數(shù)據(jù)，并對作物收獲時間、疾病和蟲害風(fēng)險、產(chǎn)量等進(jìn)行重要預(yù)測。雖然農(nóng)業(yè)本質(zhì)上高度依賴天氣條件，但數(shù)據(jù)分析工具有助于使農(nóng)業(yè)更易于管理和預(yù)測。

Wi-SUN技術(shù)：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的開源解決方案

作物生長需要水和陽光，它們也可能需要Wi-SUN。Wi-SUN是應(yīng)用于智慧城市和公用事業(yè)的領(lǐng)先開源、開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，該協(xié)議也為智慧農(nóng)業(yè)做好了準(zhǔn)備。Wi-SUN建立在開放標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)和API之上，使開發(fā)人員能夠擴(kuò)展現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，以添加新的功能。Wi-SUN具有遠(yuǎn)程擴(kuò)展能力、高數(shù)據(jù)吞吐量和IPv6支持，這有助于簡化智慧農(nóng)業(yè)等工業(yè)應(yīng)用的無線基礎(chǔ)設(shè)施。Wi-SUN場域網(wǎng)絡(luò)(FAN)技術(shù)非常適合戶外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和智慧農(nóng)業(yè)，因?yàn)樗趹敉猸h(huán)境中提供了強(qiáng)大的范圍和可靠性。

舉例來說，在日本沖繩的一個海藻養(yǎng)殖場，低能耗、電池供電的Wi-SUN設(shè)備已被安裝在浮標(biāo)上，用于測量水溫和鹽度，而其他設(shè)備（都是按照嚴(yán)格的IEEE標(biāo)準(zhǔn)制造的）則安裝在岸上設(shè)施中，將有價值的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍员氵h(yuǎn)程訪問和分析。這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的好處可以很容易地擴(kuò)展到溫室生產(chǎn)和垂直農(nóng)業(yè)。事實(shí)上，Wi-SUN技術(shù)已經(jīng)在日本用于蔬菜和芒果的生產(chǎn)管理。

提供開源和專有的智慧農(nóng)業(yè)

與許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一樣，智慧農(nóng)業(yè)中使用的專有和非專有解決方案各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢。專有方案允許農(nóng)民采取“Walled Garden”的方法，完全控制他們的生態(tài)系統(tǒng)和部署。而開源解決方案可確保跨多種設(shè)備類型和供應(yīng)商的互操作性。根據(jù)您的應(yīng)用程序需求，您可以選擇適合您需要的方法。

像芯科科技這樣的物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商已經(jīng)提供了經(jīng)過Wi-SUN聯(lián)盟認(rèn)證的尖端硬件，包括EFR32FG25 SoC系列支持Wi-SUN FAN1.1規(guī)范，該規(guī)范由多個無線電單元和97.5 MHz的32位ARM Cortex-M33內(nèi)核組成。FG25支持多速率OFDM、FSK和多速率OQPSK調(diào)制，無論哪種調(diào)制方案最適合您的應(yīng)用，FG25都具有最佳的靈活性。該產(chǎn)品還增加了USB接口，多達(dá)37個GPIO和全球頻率支持，使FG25成為Wi-SUN或其他大型專有網(wǎng)絡(luò)的絕佳解決方案。

另外像芯科科技的EFR32FG23低功耗SoC系列，可幫助客戶根據(jù)需求開發(fā)自己的低功耗、點(diǎn)對點(diǎn)或星型網(wǎng)絡(luò)。FG23支持全球頻帶FSK、O-QPSK和OOK調(diào)制，使其具有專有協(xié)議所需的靈活性。它還具有高達(dá)+20dBm的可配置輸出功率，使其成為農(nóng)業(yè)中一些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想遠(yuǎn)程連接解決方案。

發(fā)展未來的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)

隨著世界人口的不斷增長和氣候變化的影響越來越大，農(nóng)業(yè)利用一切手段來優(yōu)化產(chǎn)量并提高其可持續(xù)性至關(guān)重要。智慧農(nóng)業(yè)及其無數(shù)用例為供應(yīng)鏈中的每一環(huán)節(jié)提供了解決方案，使從土壤到空氣的洞察力和數(shù)據(jù)分析達(dá)到新的水平。物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員已經(jīng)為整個行業(yè)備妥了智慧農(nóng)業(yè)解決方案，并分別有適用于專有和開源應(yīng)用的SoC產(chǎn)品。隨著Wi-SUN等協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)大的戶外網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)民可以期待通過物聯(lián)網(wǎng)來收獲更多回報。

本文同步刊載于embedded.com網(wǎng)站，原文鏈接：https://www.embedded.com/reaping-iot-benefits-with-smart-agriculture/

掃描以下二維碼，關(guān)注SiliconLabs的社交媒體平臺