4月27日，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)在北京中國(guó)國(guó)際展覽中心召開“第十屆中國(guó)國(guó)際現(xiàn)代農(nóng)業(yè)博覽會(huì)”，集中展示了我國(guó)農(nóng)業(yè)近年來(lái)的科技成果和發(fā)展。根據(jù)國(guó)際研究預(yù)測(cè)，全球智慧農(nóng)業(yè)將快速發(fā)展，全球智慧農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將從2016年的90.2億美元達(dá)到2025年接近700億美元的規(guī)模，中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，其智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展市場(chǎng)空間極大。

我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)

“面朝黃土背朝天，風(fēng)吹日曬滿身土”，這是傳統(tǒng)農(nóng)民生產(chǎn)的真實(shí)寫照。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)村人口有9億多，占全國(guó)總?cè)丝诘?0%左右，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占國(guó)民生產(chǎn)總值的20%。但我國(guó)農(nóng)業(yè)多數(shù)還停留在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的階段，大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施落后，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率低;且我國(guó)農(nóng)業(yè)集約化手段主要表現(xiàn)在使用大量化肥和農(nóng)藥，其對(duì)水體、土壤、大氣和生物多樣性所造成的負(fù)面影響是巨大的，生態(tài)環(huán)境的破壞反過(guò)來(lái)會(huì)極大影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

政策利好，智慧農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行

近年來(lái)，隨著信息化社會(huì)的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸向農(nóng)業(yè)滲透，為了讓廣大農(nóng)民群眾在分享信息化發(fā)展成果上有更多獲得感，國(guó)家不斷推出各種智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策，致力于通過(guò)數(shù)據(jù)和知識(shí)為生產(chǎn)者提供科學(xué)的解決方案，彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)的不足，最終提高整體效益。

2016年9月，農(nóng)業(yè)部印發(fā)《十三五”全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》，提出“十三五”期間，把信息化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制高點(diǎn)，以建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)為目標(biāo)，著力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，著力提升農(nóng)業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用能力，著力完善農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)據(jù)化、服務(wù)在線化，全面提高農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化水平。

2017年1月，農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于做好2017年數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目前期工作的通知指出，2017年重點(diǎn)開展大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖4類數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，結(jié)合產(chǎn)業(yè)類型，支持精準(zhǔn)作業(yè)、精準(zhǔn)控制設(shè)施設(shè)備、管理服務(wù)平臺(tái)等內(nèi)容建設(shè)。

LoRa技術(shù)應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)

農(nóng)村有一句話叫“要致富，先修路”，在過(guò)去，便利的交通運(yùn)輸對(duì)農(nóng)村發(fā)展及致富有著重要意義。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這條“路”已不在單純的指公路、高速，而是指提供服務(wù)農(nóng)民的信息通道。智慧農(nóng)業(yè)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中去，運(yùn)用傳感器和云平臺(tái)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)具有“智慧”。物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)過(guò)程中，將在以下幾個(gè)方面帶來(lái)實(shí)際的應(yīng)用：

01基礎(chǔ)信息的采集

信息采集是智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，DTU是一種基于 LoRa 技術(shù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端，利用 LoRa網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能。DTU以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)，同時(shí)提供 RS232 和 RS485 接口，可直接連接串口設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能;低功耗設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入、脈沖計(jì)數(shù)等功能，可快速幫助集成商、開發(fā)者實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)合的傳感數(shù)據(jù)采集;

02環(huán)境控制

比如進(jìn)行農(nóng)作物灌溉、溫度控制、光照控制等等，這對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)進(jìn)行規(guī)模化管理、遠(yuǎn)程管理具有實(shí)際的意義。LoRa網(wǎng)關(guān)與 DTU的通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10Km，支持 Wi-Fi、以太網(wǎng)和4G(可選)等多種方式入網(wǎng)，并具備 WiFi 路由器等實(shí)用功能，其覆蓋范圍廣、使用方式靈活、安裝便捷等特點(diǎn)，應(yīng)用于農(nóng)作物的規(guī)?；芾?、遠(yuǎn)程管理中，不僅能夠節(jié)省大量的人力物力，也能夠降低外界環(huán)境對(duì)于農(nóng)業(yè)生長(zhǎng)的影響。

03智慧管理

智慧農(nóng)業(yè)的核心在于智慧管理，智慧管理需要一個(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，拓寶科技“DTU + LoRa網(wǎng)關(guān)+ IoT 平臺(tái)”基于LoRa技術(shù)的套件，提供端到端的 LoRaWAN 解決方案，可快速將傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用升級(jí)成 LoRa無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的“智慧”管理。

LoRa終端功耗極低，一顆電池可使用3-5年，同等條件下，需要的網(wǎng)關(guān)數(shù)量少，且不需布線，施工成本低，同時(shí)還支持多種多樣的應(yīng)用接入，其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)可以給農(nóng)戶提供低功耗、高可靠、大規(guī)模部署、用得起的工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，節(jié)水，更節(jié)力，為農(nóng)業(yè)從事者帶來(lái)最大的收益。

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智能化設(shè)備·省力

與“面朝黃土背朝天，風(fēng)吹日曬滿身土”的描述不同，Kyrie一邊喝著咖啡，一邊瀏覽臉書，施肥、灌溉完全自動(dòng)化，哪些地方澆過(guò)水，哪些地方?jīng)]施肥，絕對(duì)不會(huì)搞混，電腦顯示屏上記錄的一目了然。

大多數(shù)時(shí)候，Kyrie都會(huì)隨身帶著平板登陸云平臺(tái)，系統(tǒng)會(huì)提醒他該施肥、該澆水了，他便遠(yuǎn)程控制自動(dòng)施肥設(shè)備、自動(dòng)噴淋設(shè)備進(jìn)行運(yùn)作。灌溉工作不必跑到田間地頭，通過(guò)遠(yuǎn)程控制就可以打開/關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，省事、省力、省錢!當(dāng)然，系統(tǒng)也會(huì)提醒他何時(shí)應(yīng)該下地查看一下，盡到一個(gè)農(nóng)民最起碼的責(zé)任與義務(wù)，但完全沒(méi)有傳統(tǒng)農(nóng)民那么辛苦。

環(huán)境智能化監(jiān)控·省事

Kyrie對(duì)農(nóng)場(chǎng)的土地情況了如指掌，田地里安裝的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓、光照度、空氣溫濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)并通過(guò)LoRa通訊技術(shù)上傳至云平臺(tái)，這些信息可以幫助他判斷每個(gè)地塊的播種、收獲、耕作時(shí)間。若是大棚種植，Kyrie還能遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)和遮陽(yáng)板運(yùn)作，調(diào)整大棚內(nèi)溫度及光照度，以達(dá)到最佳耕作環(huán)境。

在大田中，即使相隔兩三米遠(yuǎn)的兩塊土地，土壤的水分含量、營(yíng)養(yǎng)情況、農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況都不可能完全相同。過(guò)去幾千年中，農(nóng)民并不區(qū)分這種差異，會(huì)把同樣的品種以等間距播種下去。如今，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)顛覆了這一傳統(tǒng)，傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫濕度、土壤養(yǎng)分參數(shù)，在肥力高的地方密植，在肥力低的地方稀植，以帶來(lái)收益最大化。

能耗管理系統(tǒng)·省錢

有句話這樣講，“一步錯(cuò)步步錯(cuò)”。事實(shí)上，從作物生產(chǎn)規(guī)劃、耕種管理到采收，Kyrie每天都需要做出多項(xiàng)重大決策，這些決策大多都是環(huán)環(huán)相扣的，若一步走錯(cuò)，就不得不忍受減產(chǎn)的下場(chǎng)。

Kyrie采用高性能的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控設(shè)備，配合能耗管理系統(tǒng)，能夠以最低限度的用水量、施肥量來(lái)獲取最大的產(chǎn)量或收益，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控田地用水、電情況，還免去了傳統(tǒng)抄表的繁瑣步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、施肥的定時(shí)、定量控制，提高全方位的水肥管理水平。

影響作物生長(zhǎng)的因素有很多，土壤、氣候、水分等等，作物產(chǎn)量是這些因素的綜合結(jié)果。因此，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)民光憑經(jīng)驗(yàn)做出決策已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要依靠科學(xué)和專業(yè)分析得出優(yōu)化決策。

基于LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案既考慮農(nóng)作物的生長(zhǎng)階段，又考慮土壤狀況和天氣情況，提高灌溉的精細(xì)化程度，為農(nóng)業(yè)從事者帶來(lái)更大的收益、同時(shí)更節(jié)水、更節(jié)力。該方案不依賴運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合用戶需求，基于用戶自身的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，將標(biāo)準(zhǔn)化種養(yǎng)殖的技術(shù)帶到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、智能化決策。

發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)符合創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的理念，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用不僅改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理與服務(wù)，還會(huì)影響到人的生活與生態(tài)環(huán)境。