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农业物联网:基于物联网的智能农业解决方案

发布时间:2020/11/20访问人数:1010字号:【小】【大】

智能农业依靠极其重要的技术来执行诸如感知、处理、存储、联网和物理移动等任务。然而,有一种技术把这些联系在一起,并允许我们在智能农业中找到卓越的物联网解决方案--无线通信。虽然智能农业部门有多种通信方式,但这里我们将确定一些最常见和最基本的通信方法。

Wi-Fi在智能农业中的应用

Wi-Fi是一种显而易见的无线解决方案,目前在智能农业中得到了广泛的应用。从一个路由器到室外高达300英尺的范围,Wi-Fi对于小型到中型智能农业应用来说是一个很好的解决方案,当它被用于一个独立的集线器时。与不太流行的无线技术网络相比,Wi-Fi是相对先进的。它允许技术更加成熟和采用,因此在不同的解决方案或平台上更容易集成。

Wi-Fi占用900 MHz、2.4 GHz、3.6 GHz、4.9 GHz、5 GHz、5.9 GHz和60 GHz频段,使其射频连接在各种环境和距离下具有灵活性。虽然这些频率允许数据的快速传输,但它们具有较高的吸收率,这意味着它们通常最好用于视距近邻应用中,在这些应用中,干扰可能吸收射频信号。虽然其有限的范围在智能农业中似乎是不可取的,因为智能农业通常由大面积的物理区域组成,但在特定的利基智能农业应用中,它比远程无线解决方案更有优势。例如,

LPWAN:智能农业发展的解决方案

许多传统的农业应用通过改造设备、工具、资产和资源而变得“智能”。然而,这种改造技术通常需要一种远距离无线解决方案,以跨越通常在农场或其他农业用地上常见的远距离传输。此外,考虑到它们的偏远位置,这些远距离传输设备通常是电池或太阳能驱动的,因此对任何设备的操作都有低功耗要求。低功耗广域网(LPWAN)是这些智能农业运行的完美技术解决方案.各种LPWAN技术都存在于有执照和无执照的射频波段上。

三大广泛应用的LPWAN技术在全球范围内,洛拉、西格福克斯和Nb-IoT都处于智能农业的前沿.

1)Lora因其远程通信能力而被直观地命名为Lora,它于2009年推出,并于2012年进行了扩展。赛密。Lora已经成为一种通用的LPWAN,在全球范围内用于低功耗、低成本的无线通信,能够在50公里(30英里)的距离上工作。

2)SigFox目前主要在欧洲市场上销售,它既是一家公司,也是一家网络运营商,正在向全球扩张。

3)Nb-物联网是一种窄带、基于LTE的LPWAN技术,设计非常简单、功耗低,可实现适用于各种智能农业和工业物联网的应用。

LPWAN器件

支持LPWAN的设备比高带宽的无线通信远得多.但随着其距离强度的增加,数据的可传输性受到了限制。例如,流4k视频在Lora网络上是不可行的,但是从土壤pH和湿度传感器发送数据包更现实。目前,LPWAN最重要的限制是它的可用性。当前基础设施对无线通信的最大需求主要是高带宽通信。虽然使用LPWAN无疑是有市场的,但它的采用和使用速度已证明比3G蜂窝技术和高数据密度通信技术等技术要慢。

GPS/GNSS在农业中的应用

全球定位系统(GPS)是全球最大、最被全球采用的无线通信基础设施之一。虽然这项技术与Wi-Fi或LPWAN技术的意义不同,但这种无线技术已经对世界产生了巨大的影响,包括智能农业。

全球定位系统最初开发于20世纪中叶,1978年初步部署,1993年由美国军方全面实施,利用24至31颗卫星组成的网络,发射包含其确切位置和时间的无线电信号。专门接收器立即收集这些信息并对其进行处理,以了解其相对于卫星的位置,并随后以30厘米的现代精度了解其在地球上的位置。然而,GPS正慢慢地成为一项遗留技术,有朝一日将被更先进的全球导航卫星系统(GNSS)所取代。其中包括欧洲的伽利略、俄罗斯的GLONASS、印度的Navic和中国的北斗。

GPS在精准农业中的应用

在智能农业中,全球定位被用于多种应用,包括跟踪畜群、农业设备,甚至是农业无人机。约翰迪尔是地球上最大的农业设备制造商之一,严重依赖全球定位系统和类似技术的使用。它的一些解决方案,如精密农业和

外卖

今天,智能农业中使用了各种各样的无线通信技术。WIFI等快速数据传输技术为用户提供了快速且接近的大量数据。LPWAN为用户提供了远距离和低成本的灵活性,但限制了可传输数据的数量。全球定位系统和其他全球导航卫星系统提供了一组有限但非常宝贵的数据点,这些数据点在全球几乎无限制的应用中非常有用。

综合起来,可供农业使用的各种无线技术无疑将一个历史悠久、规模庞大的产业转变为一个以数据为中心的“智能”产业,该行业正在不断优化自身,并大步拥抱新技术。