农业物联网的未来,还得靠LoRaWAN技术?

LPWA IoT Networks的全球领导者Activity很高兴地宣布,其ThingPark平台推动澳大利亚的连接乡村的网络( Connected Country Network)的推出。连接乡村的网络( Connected Country Network)是由Delta Agribuiness(Delta农业)的子公司Discovery Ag和Actility长期以来的合作伙伴National Narrowband Network Co(NNNCo)之间成立的新合资公司,这个消息是在上周墨尔本主办的澳大利亚农场研究所收获数字农业的优势会议上对外公布的。

对农业而言,新合资公司Connected Country将为低成本无线传感器网络提供骨干基础设施,以不断报告基本农场指标,如土壤水分,降雨量,作物健康,水位和牲畜数据。传感器使用有限的发射功率,可以在现场工作多年而无需人工干预。这个网络将在澳大利亚的新南威尔士州中西部地区的一片土地上立即展开。并且在未来的18个月内,合资公司的合作伙伴们打算在全国广泛的农业地区提供物联网(IoT)连接。

Discovery Ag的首席执行官Alicia Gardeen解释说:“虽然高科技农业技术正在应用,但是澳大利亚80%的农业区域缺乏足够的网络覆盖”。 “而对于那些确实有网络覆盖的农业地区的人来说,现有的3G / 4G蜂窝技术使得大多数农民对使用传感器进行网络联网并创建一个真正连接的‘智能农场(smart farm)’来说太贵了。而这种专用基础设施项目最初的目标是建立起让物联网(IoT)对澳大利亚的农业来说是可行的使能技术” ,Gardeen补充说,

图1、澳大利亚退出连接乡村的网络( Connected Country Network)

“随着网络的建立,默认情况下将覆盖许多其他企业和城市地区,所以任何想要开发传感器网络但是被数据传输成本所限制的人来说现在都可以加入Connected Country(连接乡村)系统中来实现他们的目标,这个项目的覆盖面积是我们的第一大类目标,并将吸引全局性的重要利益相关者,没有人愿意或能够在这个规模上提供这样的解决方案之前,我们认为这是帮助确保相关的区域社区能够实现“连接(connected)”并能够改善其经营方式的重要一步。“ NNNCo的创始人兼首席执行官 Rob Zagarella补充说:“由NNNCo提供的并由Actility的ThingPark平台推动的农村物联网(IoT)网络将解决农民的连接性和可负担性问题;我们与Discovery Ag一起将提供低成本的端到端的基于标准的解决方案,包括农场网络,网络就绪的传感器,以及访问农民可以用来监控信息并及时采取行动的简单农场工具”。Actility 的CEO迈克·穆里卡(Mike Mulica)评论说:“这样的项目清楚地表明,工业物联网(IoT)的中心现在已经进入了广泛部署阶段,以解决实际问题并提供具体的好处;当业务应用场景正确时农业将很快采用新技术;对于澳大利亚在Connected Country(连接乡村)项目中的农民来说这个网络将改变游戏规则,因为其对物联网解决方案的总体拥有成本显著降低,我们非常高兴能够快速,经济有效地推出技术来作为NNNCo和Discovery Ag的Connected Country(连接乡村)网络的基石“。

在澳大利亚的连接乡村的网络( Connected Country Network)中LoRaWAN技术提供了关键的连接解决方案。 LoRaWAN已经在欧洲的一些农场中使用,并被证明是低成本和有效的。 支持LoRaWAN的传感器以相对较低的成本提供,LoRaWAN农场网关可以覆盖大面积并以可承受的前期成本连接成千上万个传感器。 传感器是电池供电的,可以操作多年,而不会受到干扰,从而保持长期和低成本的维护寿命。 从一个简单的农场监测系统开始,农民可以随着时间的推移逐步建立更为先进的能力。

LoRaWAN架构:

图2是典型的LoRaWAN网络使用一种简单的架构,其中LoRaWAN基站通过各种可用的回程技术连接到互联网,并管理LoRa传感器与由Actility提供的集中式ThingPark网络服务器之间的双向数据流。

图2、典型的LoRaWAN网络所使用的架构

LoRaWAN:低功率广域物联网(IoT)网络的全球标准

物联网允许数百万台设备进行连接,测量和监控,以支持实现流程和操作的自动化,并支持做出更好的决策。许多技术和通信协议在不同应用的IoT市场上并存。工业物联网(IoT)需要具有成本效益,长距离和功耗有效的传感器和执行器。

LoRaWAN协议是一种全球标准,可以提供长距离(高达15公里)的双向通信,功耗非常低,允许用同一电池运行长达十年。 LoraWAN使用无许可的ISM(工业,科学,医疗)无线电频段进行成本有效的网络部署。

图3、LoRaWAN:低功率广域物联网(IoT)网络的优点

从今天开始塑造农业未来

到2050年,全球人口预计将增长70%,对农业的压力越来越大,因为需要为全世界提供食物。同时,土地和水资源短缺,消费模式不断变化,需要平衡供应和需求,保持土壤质量等自然环境资源的全球趋势增加了农民负担。到目前为止,农民手动监控他们的牲畜,环境或农产品状况,甚至在大农场也是如此。他们的财产还需要安全控制和安全防范,防止自然灾害,盗窃和事故。

到目前为止,自动化监测和控制系统的实施受到许多高产,人烟稀少的农村地区蜂窝网络覆盖面不足的限制。

得益于LPWA技术,IIoT(工业物联网)现在可以在长距离(超过15公里)内进行检测,监控和控制多种主要农业数据,包括:

  • 土壤温度和湿度
  • 天气,降雨量和水质
  • 空气污染
  • 农作物的生长情况
  • 牲畜的位置,状况和饲料水平
  • 智能连接收割机和灌溉设备
  • 火灾,盗窃和洪水检测等等

Activity的解决方案可以连接和跟踪农场的所有东西,从牛到蜂箱!使用Activity的高级分析和大数据工具,结合第三方信息,如天气服务 – 农民现在可以知道什么时候是种植或者收获农作物的最佳时间。

图4、Activity的物联网解决方案在全球的应用情况

根据“联网农场—智慧农业市场评估报告,物联网有望成为促进农业提产、实现供需平衡的关键使能技术。智慧农业采用了基于物联网的先进技术和解决方案,通过实时收集并分析现场数据及部署指挥机制的方式,达到提升运营效率、扩大收益、降低损耗的目的。可变速率、精准农业、智能灌溉、智能温室等多种基于物联网的应用将推动农业流程改进。物联网科技可用于解决农业领域特有问题,打造基于物联网的智慧农场,实现作物质量和产量双丰收。到 2020 年,智慧农业的潜在市场规模有望由 2015 年的 137 亿美元增长至 268亿美元,年复合增长率达 14.3%。

图5、华为的智慧农业的增长情况预测

除了LoRaWAN物联网技术外,NB-IoT(窄带物联网)技术在澳大利亚也有很大的发展,澳大利亚的各大运营商也在纷纷部署NB-IoT(窄带物联网)技术,澳大利亚的本地巨头Telstra宣布将于2017年初推出NB-loT网络。华为已经与Optus和Vodafone合作,向一家位于维多利亚的公用事业公司South East Water提供基于NB-loT的端到端通信解决方案。下表是澳大利亚支持NB-IoT(窄带物联网)技术的运营商的统计情况:

表1、澳大利亚支持NB-IoT(窄带物联网)技术的运营商

表2列出了澳大利亚的NB-loT试验项目:

表2、澳大利亚的NB-loT试验项目

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