從粗放到精細(xì)，能量采集技術(shù)如何賦能農(nóng)業(yè)智慧升級(jí)？

摘要：傳感器的部署限制及巨大維護(hù)成本阻礙了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)升級(jí)的道路，而微能管理模組憑借其無源的特性為行業(yè)發(fā)展提供了一種全新的契機(jī)。

中國(guó)作為人口大國(guó)，保障糧食安全是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的根本大事，如何行之有效的提質(zhì)增效，是我國(guó)農(nóng)業(yè)一直在探尋的道路。隨著近些年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)業(yè)發(fā)展也迎來了全新的契機(jī)。

智能化生產(chǎn)有效解決了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力緊缺、成本高以及效率低等難題，推動(dòng)了“粗放經(jīng)營(yíng)”的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向“精細(xì)化管理”的智慧農(nóng)業(yè)跨越升級(jí)，現(xiàn)代化、自動(dòng)化和智能化正成為中國(guó)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

反應(yīng)在市場(chǎng)數(shù)據(jù)方面，增長(zhǎng)勢(shì)頭也是極為迅速。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模估算約為622億元左右。到2025年我國(guó)農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)1.26萬億，占農(nóng)業(yè)增加值比重將達(dá)到15%。

長(zhǎng)久以來，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)始終缺乏有效的技術(shù)手段采集農(nóng)作物的各類生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，這種信息滯后使得管理人員難以在第一時(shí)間采取相關(guān)措施改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，繼而導(dǎo)致狀況進(jìn)一步惡化，最終造成糧食減產(chǎn)低質(zhì)的局面出現(xiàn)。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，則有效地解決了這些難點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突出的優(yōu)勢(shì)在于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息分析和處理能力強(qiáng)大，包括農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、土壤墑情監(jiān)測(cè)、光線強(qiáng)度等數(shù)據(jù)都可以通過不同的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)并集成到一個(gè)系統(tǒng)里，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)低于或者高于系統(tǒng)智能預(yù)設(shè)值時(shí)，將觸發(fā)報(bào)警或者聯(lián)動(dòng)澆水、除濕等相關(guān)設(shè)備針對(duì)性地調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境，這樣做的好處在于可以始終保障動(dòng)植物的最佳生長(zhǎng)環(huán)境，降低外因干擾。

從表面來看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不僅加強(qiáng)了農(nóng)場(chǎng)主處置風(fēng)險(xiǎn)的能力，還節(jié)省了時(shí)間成本和人力成本，怎么看都是百利而無一害的投資，為何卻遲遲得不到大規(guī)模的爆發(fā)呢？從整體來看，農(nóng)業(yè)復(fù)雜的場(chǎng)景在很大程度上限制了設(shè)備的部署。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的可持續(xù)性，而這一切的前提是系統(tǒng)前端的傳感器正常工作，能連續(xù)不斷的為后端提供數(shù)據(jù)?，F(xiàn)下，利用布線或電池為傳感器供電是主流，但布線式的傳感器在部署過程中時(shí)常面臨位置偏、面積廣的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，部署難度和成本極高。

而電池的供電方式，普遍存在續(xù)航短的問題，需要定期更換電池才能維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，高昂的后期維護(hù)成本造成應(yīng)用推廣較難，其次，若電池脫落還易造成土壤大規(guī)模污染，于農(nóng)業(yè)而言這是極其嚴(yán)重的事故。

雖然面臨諸多制約，但若想解決傳感器的供電問題也并非絕無可能，飛英思特憑借能量采集技術(shù)所打造的微能管理模組，為物聯(lián)網(wǎng)和其他低功耗設(shè)備的成本和供電問題提供了全新的解決方案， OEM廠商或者相關(guān)企業(yè)可借此快速打造出無源產(chǎn)品。

與傳統(tǒng)的布線或者電池供電不同，能量采集技術(shù)可通過采集環(huán)境中無處不在的微能量，例如微光能、微動(dòng)能、溫差能和射頻能（RF）來發(fā)電并進(jìn)行應(yīng)用和存儲(chǔ)，使得傳統(tǒng)需要布線或者電池供電的傳感器實(shí)現(xiàn)免布線、免電池，在條件滿足的前提下，甚至能實(shí)現(xiàn)永久續(xù)航。

例如，溫度和濕度傳感器是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的關(guān)鍵設(shè)備，為了時(shí)刻監(jiān)測(cè)環(huán)境指標(biāo)，它們需要在高溫高濕、低溫、雨水等惡劣多變的環(huán)境下連續(xù)不間斷工作，且由于傳感器節(jié)點(diǎn)布置分散，布線則意味著要遠(yuǎn)距離牽線、埋線以及額外設(shè)置固定樁，繁瑣的部署過程使得這種方式常常難以實(shí)施。另一方面，電池續(xù)航的不穩(wěn)定性和巨大維護(hù)成本，也打消了人們選擇它的積極性。

而如今，通過搭載微能管理模組，溫濕度傳感器可采集環(huán)境中的微光能發(fā)電維持自身持續(xù)工作，并且其對(duì)光照強(qiáng)度的要求極低，可在低至100lux的光照環(huán)境下實(shí)現(xiàn)取能，哪怕是室內(nèi)大棚或者養(yǎng)殖場(chǎng)的燈光，基本都能達(dá)到這個(gè)光照度水平。從經(jīng)濟(jì)性和使用便捷度而言，免布線免電池的溫濕度傳感器都更具競(jìng)爭(zhēng)力。

另外，得益于微能管理模組高度集成化的設(shè)計(jì)，也讓它的應(yīng)用變得更加廣泛。眾所周知，智慧農(nóng)業(yè)是通過諸多信息采集、傳輸?shù)葌鞲性O(shè)備彼此結(jié)合，最終構(gòu)成數(shù)字化監(jiān)控網(wǎng)。而該方案不僅能賦能溫濕度傳感器，還同樣適用于監(jiān)測(cè)風(fēng)向風(fēng)速、光照的氣象傳感器、監(jiān)土壤質(zhì)量的土壤墑情等低功耗農(nóng)業(yè)傳感器，使其輕松擁有能源自給的能力，大幅提高整個(gè)智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的持續(xù)性和智能化。

智慧農(nóng)業(yè)之所以被冠以“智慧”的名號(hào)，其核心就在于智能化和自動(dòng)化，前端的傳感器監(jiān)測(cè)各類數(shù)據(jù)并將其傳輸至后端的智能分析平臺(tái)，分析并得出相關(guān)結(jié)論，聯(lián)動(dòng)灌溉、遮陽、降溫等各類控制終端進(jìn)行相關(guān)處理，調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境?？梢坏┣岸说膫鞲衅鲾嚯娏T工，系統(tǒng)將陷入沒有“思維”的窘境，如今，隨著微能管理模組的出現(xiàn)，這樣的局面將不再是行業(yè)前進(jìn)的絆腳石。

當(dāng)下，各地都在積極探索智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)和發(fā)展問題，而物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)業(yè)數(shù)字化、智能化的重要載體，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中得到大規(guī)模應(yīng)用是必然趨勢(shì)。而飛英思特作為無源物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的引領(lǐng)企業(yè)，也將充分利用自身的能量采集技術(shù)優(yōu)勢(shì)和微能管理模組科技成果，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量并積極探索更多的可能性，助力傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)真正升級(jí)。

審核編輯 黃昊宇