升級NB-IoT傳輸技術，推動農業(yè)數(shù)字化發(fā)展

神州農業(yè)基于華為NB-IoT模組升級了土壤和環(huán)境信息采集儀，在山東濰坊的農業(yè)園區(qū)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與傳輸，同時還在華為云上搭建了農業(yè)云服務平臺，通過數(shù)據(jù)分析指導灌溉和施肥、預警和分析病蟲害，都取得了良好的效果。

農業(yè)數(shù)字化的趨勢和潛力

相比其他行業(yè)來說，當前中國農業(yè)產業(yè)還十分傳統(tǒng)，信息化技術應用也相對落后。隨著老一代人的逐漸退休，從事農業(yè)工作的勞動力正在不斷減少，人口紅利在逐漸消退；同時，土地確權的完成以及土地流轉的進行，使得農業(yè)生產將逐漸向集中化、適度規(guī)模化和產業(yè)化發(fā)展，而農業(yè)產業(yè)化需要原來的生產方式從粗放式、經驗式向數(shù)字化、科學化轉變。

農業(yè)生產對于氣候、天氣等自然環(huán)境具有高度依賴性，古人基于對氣候的感知以及經驗總結發(fā)明了24節(jié)氣。在信息技術高度發(fā)達的今天，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和科學分析，指導農業(yè)生產，實現(xiàn)從“靠天吃飯”到“知天吃飯”顯然非常必要。

與農業(yè)生產息息相關的數(shù)據(jù)非常多，例如氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、土壤墑情及肥力數(shù)據(jù)、水質數(shù)據(jù)、動植物本體數(shù)據(jù)、地塊數(shù)據(jù)、流通數(shù)據(jù)和價格數(shù)據(jù)等。對于這些數(shù)據(jù)的采集分析應用將大大提高農牧產品品質、降低農業(yè)生產成本，同時減少農業(yè)污染、提高農業(yè)效益。因此，農業(yè)的數(shù)字化具有非常大的潛力和應用空間。

NB-IoT如何賦能農業(yè)數(shù)字化

農業(yè)數(shù)據(jù)采集具有一些特點：首先是比較分散，對于單個農場來說，需要采集的數(shù)據(jù)種類比較多，而同一類數(shù)據(jù)的采集點可能并不多，農場分布也比較散，都在郊區(qū)或者偏遠野外；其次，數(shù)據(jù)的采集對成本要求比較高，農業(yè)產值較低，這就要求采集點的建設成本以及后期的運營/運維成本都要比較低才能廣泛推廣；此外，野外地區(qū)布線與供電均不便，因此數(shù)據(jù)采集最好能通過無線方式傳輸、通過太陽能或者電池供電。

采用NB-IoT技術傳輸具有：低功耗，正常運行功耗小于20mA，用一節(jié)電池可以持續(xù)數(shù)年之久；低成本，無論是模塊成本還是運營成本都大大低于蜂窩網絡，同時應用電池供電，也大大減少了在農場中的部署成本和硬件成本；相對于小無線的傳輸，不需要部署網關，安裝簡單；覆蓋廣且連接數(shù)多，可以很好解決農業(yè)數(shù)據(jù)采集點分散的問題。NB-IoT技術使得農業(yè)生產和流通數(shù)據(jù)的采集變成了一件便捷的事情，全面而大量的數(shù)據(jù)采集為農業(yè)的數(shù)字化發(fā)展提供了堅實的基礎。

NB-IoT在農業(yè)數(shù)字化中的應用場景

生長在土壤中的作物，如果土壤的溫度、水分、EC值和PH值等不能滿足作物的要求，不在合適的范圍之內，將影響作物營養(yǎng)物質的吸收、作物的生長發(fā)育和光和作用的產生。通過低成本、動態(tài)且實時的感知獲取這些數(shù)據(jù)，并及時進行調節(jié)，就可以使作物擁有一個適宜的生長土壤，保證作物的產量和品質。

農業(yè)生產中如果動植物生長的溫/濕度不適宜，將造成病蟲害的頻繁發(fā)生；而病蟲害的發(fā)生會造成農藥和抗生素的過多使用，從而將會影響農產品的質量安全。如果能通過溫/濕度的實時準確采集提前預測病蟲害的發(fā)生，就可以通過環(huán)境調控減少或者避免病蟲害的發(fā)生。

中國的北方非常缺水，而農業(yè)灌溉的用水占總用水量的65%以上，是用水最大戶。我國為了促進農業(yè)灌溉的科學用水、節(jié)約用水，目前正在推行農業(yè)綜合水價改革，而改革的基礎就是準確的量測水。量測水的水表和傳感器等基礎設施需要安裝在野外的水渠、機井上，這會帶來供電不便、信號傳輸不便，需要耗費大量人力到現(xiàn)場人工抄讀，數(shù)據(jù)獲取不及時，無法實現(xiàn)對灌溉用水的科學指導。

基于NB-IoT應用，使農業(yè)用水數(shù)據(jù)的獲取更加及時、全面和便捷，幫助整個灌區(qū)實現(xiàn)用水精準調度，同時也可以指導農場的科學用水。用水的數(shù)字化和科學化提高了農業(yè)灌溉的效率，實現(xiàn)了節(jié)水農業(yè)。

在畜牧行業(yè)，放牧牛羊的健康狀態(tài)不容易及時掌握，一旦發(fā)病沒有及時采取措施，不只是很難治療，而且可能傳染到其他牛羊，造成較大損失。通過開發(fā)基于NB-IoT的智能項圈，可以實時采集牛羊的位置信息、行為信息和體征數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)的采集和應用可以實現(xiàn)對牛羊群的監(jiān)控以避免丟失、疾病的提前預警和及時治療，以及奶牛的發(fā)情監(jiān)測以提高產奶量，從而推動養(yǎng)殖的精細化管理，減少養(yǎng)殖風險。

智能項圈采集的牛羊數(shù)據(jù)還可以提供給保險機構和銀行，推動農業(yè)保險和農村貸款的發(fā)展；同時，這些數(shù)據(jù)也可以在電商平臺上共享，實現(xiàn)牛羊的預定、預售，提高畜牧產品的附加值。

在現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)中，需要采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)非常多，而NB-IoT只是數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式，并不能適合所有場合。數(shù)據(jù)的采集應該以應用為導向，根據(jù)不同的現(xiàn)場情況選擇不同的數(shù)據(jù)采集和傳輸方式。NB-IoT的核心價值是讓構建物聯(lián)網絡更便捷，讓獲取數(shù)據(jù)更加高效。

神州農業(yè)開展的一些應用實踐

神州農業(yè)研發(fā)團隊已基于華為NB-IoT模組升級了土壤信息采集儀和環(huán)境信息采集儀，并在山東濰坊的農業(yè)園區(qū)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與傳輸，同時公司還在華為云上搭建了農業(yè)云服務平臺，通過數(shù)據(jù)分析指導灌溉和施肥、預警和分析病蟲害，都取得了良好的效果。

此外，神州農業(yè)的研發(fā)團隊已經將灌溉計量水表升級了NB-IoT傳輸技術，同時已經開發(fā)了基于NB-IoT的動物智能項圈，目前正在進行測試。隨著NB-IoT基站的大量部署和網絡的全面覆蓋，這些智能設備未來將有廣闊的應用空間。

NB-IoT的應用將不斷推動農業(yè)、農村的萬物互聯(lián)，而萬物互聯(lián)產生的大量數(shù)據(jù)將不斷推動農業(yè)的數(shù)字化發(fā)展，并隨著算法/算力的進步最終實現(xiàn)農業(yè)的智能化。神州農業(yè)憑借農業(yè)領域多年的經驗和積累，依托華為的萬物互聯(lián)和云生態(tài)，正在不斷探索開發(fā)面向現(xiàn)代農業(yè)的物聯(lián)產品和云服務應用，賦能農業(yè)數(shù)字化。