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从粗放到精细,能量采集技术如何赋能农业智慧升级?

作者:飞英斯特时间:2022-09-15来源:电子产品世界收藏
编者按:传感器的部署限制及巨大维护成本阻碍了传统农业向智慧农业升级的道路,而微能管理模组凭借其无源的特性为行业发展提供了一种全新的契机。

中国作为人口大国,保障粮食安全是关乎国计民生的根本大事,如何行之有效的提质增效,是我国农业一直在探寻的道路。随着近些年物联网技术的迅猛发展,农业发展也迎来了全新的契机。

本文引用地址:/article/202209/438229.htm

智能化生产有效解决了农业劳动力紧缺、成本高以及效率低等难题,推动了“粗放经营”的传统农业向“精细化管理”的智慧农业跨越升级,现代化、自动化和智能化正成为中国未来农业发展的大趋势。

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反应在市场数据方面,增长势头也是极为迅速。根据前瞻产业研究院报告数据,2020年我国智慧农业的市场规模估算约为622亿元左右。到2025年我国农业数字经济规模将达1.26万亿,占农业增加值比重将达到15%。

长久以来,传统农业始终缺乏有效的技术手段采集农作物的各类生长环境参数,这种信息滞后使得管理人员难以在第一时间采取相关措施改善作物生长环境,继而导致状况进一步恶化,最终造成粮食减产低质的局面出现。而物联网技术的融入,则有效地解决了这些难点。

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物联网技术突出的优势在于动态数据信息分析和处理能力强大,包括农业环境监测、气象监测、土壤墒情监测、光线强度等数据都可以通过不同的传感器进行监测并集成到一个系统里,当某个数据低于或者高于系统智能预设值时,将触发报警或者联动浇水、除湿等相关设备针对性地调节农作物生长、畜牧养殖环境,这样做的好处在于可以始终保障动植物的最佳生长环境,降低外因干扰。

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从表面来看,农业物联网不仅加强了农场主处置风险的能力,还节省了时间成本和人力成本,怎么看都是百利而无一害的投资,为何却迟迟得不到大规模的爆发呢?从整体来看,农业复杂的场景在很大程度上限制了设备的部署。

农业物联网的关键在于系统的可持续性,而这一切的前提是系统前端的传感器正常工作,能连续不断的为后端提供数据。现下,利用布线或电池为传感器供电是主流,但布线式的传感器在部署过程中时常面临位置偏、面积广的农业场景,部署难度和成本极高。

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而电池的供电方式,普遍存在续航短的问题,需要定期更换电池才能维持系统运转,高昂的后期维护成本造成应用推广较难,其次,若电池脱落还易造成土壤大规模污染,于农业而言这是极其严重的事故。

虽然面临诸多制约,但若想解决传感器的供电问题也并非绝无可能,凭借技术所打造的,为物联网和其他低功耗设备的成本和供电问题提供了全新的解决方案, OEM厂商或者相关企业可借此快速打造出无源产品。

与传统的布线或者电池供电不同,技术可通过采集环境中无处不在的微能量,例如微光能、微动能、温差能和射频能(RF)来发电并进行应用和存储,使得传统需要布线或者电池供电的传感器实现免布线、免电池,在条件满足的前提下,甚至能实现永久续航。

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例如,温度和湿度传感器是农业生产环境中的关键设备,为了时刻监测环境指标,它们需要在高温高湿、低温、雨水等恶劣多变的环境下连续不间断工作,且由于传感器节点布置分散,布线则意味着要远距离牵线、埋线以及额外设置固定桩,繁琐的部署过程使得这种方式常常难以实施。另一方面,电池续航的不稳定性和巨大维护成本,也打消了人们选择它的积极性。

而如今,通过搭载温湿度传感器可采集环境中的微光能发电维持自身持续工作,并且其对光照强度的要求极低,可在低至100lux的光照环境下实现取能,哪怕是室内大棚或者养殖场的灯光,基本都能达到这个光照度水平。从经济性和使用便捷度而言,免布线免电池的温湿度传感器都更具竞争力。

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另外,得益于高度集成化的设计,也让它的应用变得更加广泛。众所周知,智慧农业是通过诸多信息采集、传输等传感设备彼此结合,最终构成数字化监控网。而该方案不仅能赋能温湿度传感器,还同样适用于监测风向风速、光照的气象传感器、监土壤质量的土壤墒情等低功耗农业传感器,使其轻松拥有能源自给的能力,大幅提高整个智慧农业系统的持续性和智能化。

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智慧农业之所以被冠以“智慧”的名号,其核心就在于智能化和自动化,前端的传感器监测各类数据并将其传输至后端的智能分析平台,分析并得出相关结论,联动灌溉、遮阳、降温等各类控制终端进行相关处理,调节农作物生长环境。可一旦前端的传感器断电罢工,系统将陷入没有“思维”的窘境,如今,随着微能管理模组的出现,这样的局面将不再是行业前进的绊脚石。

当下,各地都在积极探索智慧农业建设和发展问题,而物联网作为农业数字化、智能化的重要载体,其在农业生产环境当中得到大规模应用是必然趋势。而作为领域的引领企业,也将充分利用自身的技术优势和微能管理模组科技成果,为农业的发展贡献力量并积极探索更多的可能性,助力传统农业向智慧农业实现真正升级。



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