با توجه به چالشهای اصلی هزینههای بالای استقرار، فواصل ارتباطی کوتاه و مصرف بالای انرژی در نظارت بر محیط زیست در تولیدات کشاورزی، پیادهسازی گسترده کشاورزی هوشمند به شدت به زیرساختهای قابل اعتماد، اقتصادی و کامل اینترنت اشیا در حوزه کشاورزی نیاز دارد. شرکت HONDE فناوری حسگر پیشرفته را با ارتباطات کممصرف در سطح وسیع ادغام میکند تا یک سیستم یکپارچه نظارت هوشمند کشاورزی با محوریت جمعآوریکنندههای داده LoRa/LoRaWAN راهاندازی کند. این سیستم دادهها را از طریق حسگرهای خاک توزیعشده و ایستگاههای هواشناسی جمعآوری میکند و آنها را با دروازههای LoRa تجمیع میکند و یک شبکه عصبی ادراک سهبعدی با پوشش گسترده، مصرف انرژی کم و مقرونبهصرفه برای زمینهای کشاورزی میسازد و واقعاً به جهشی از «هوش تک نقطهای» به «هوش در سطح مزرعه» دست مییابد.
I. معماری سیستم: الگوی اینترنت اشیاء LPWAN مشارکتی سه لایه
لایه ادراک: پایانههای حسگر برای هماهنگی فضا-زمین
واحد فونداسیون: حسگر خاک چند پارامتری HONDE: میزان حجمی آب خاک، دما، رسانایی الکتریکی (شوری) را پایش میکند، برخی مدلها از نیترات نیتروژن یا مقدار pH پشتیبانی میکنند و لایه ریشه اصلی محصولات را عمیقاً پوشش میدهند.
واحد فضایی: ایستگاه هواشناسی کشاورزی فشرده HONDE: دما و رطوبت هوا، تابش فعال فتوسنتزی، سرعت و جهت باد، بارندگی و فشار اتمسفر را رصد میکند و عوامل کلیدی اقلیمی تبادل انرژی و مواد در تاج پوشش گیاهی را ثبت میکند.
لایه انتقال: شبکه گسترده کممصرف LoRa/LoRaWAN
تجهیزات اصلی: جمعآوریکننده داده و درگاه HONDE LoRa.
جمعکننده داده: متصل به حسگرها، مسئول خواندن دادهها، بستهبندی و انتقال بیسیم از طریق پروتکل LoRa. طراحی مصرف انرژی بسیار پایین آن، در ترکیب با پنلهای خورشیدی، امکان عملیات میدانی مداوم را برای چندین سال بدون نیاز به تعمیر و نگهداری فراهم میکند.
دروازه: به عنوان یک ایستگاه رله شبکه، دادههای ارسالی توسط همه جمعآوریکنندگان را در شعاع چند کیلومتری (معمولاً ۳ تا ۱۵ کیلومتر بسته به محیط) دریافت میکند و سپس آن را از طریق 4G/Ethernet به سرور ابری منتقل میکند. یک دروازه واحد میتواند به راحتی صدها گره حسگر را مدیریت کند.
لایه پلتفرم: ادغام دادههای ابری و برنامههای هوشمند
دادهها در فضای ابری رمزگشایی، ذخیره، تجزیه و تحلیل و نمایش داده میشوند.
دوم. مزایای فنی: چرا LoRa/LoRaWAN را انتخاب کنیم؟
پوشش گسترده و نفوذ قوی: در مقایسه با ZigBee و Wi-Fi، LoRa در زمینهای کشاورزی باز، فاصله ارتباطی چندین کیلومتری دارد و میتواند به طور مؤثر در سایبان محصول نفوذ کند و آن را برای محیطهای کشاورزی با عوارض پیچیده و موانع زیاد بسیار مناسب میکند.
مصرف برق بسیار کم و عمر باتری طولانی: گرههای حسگر عمدتاً در حالت غیرفعال هستند و فقط در فواصل منظم برای ارسال داده بیدار میشوند و این امر سیستم تأمین انرژی خورشیدی را قادر میسازد حتی در هوای بارانی مداوم به طور پایدار کار کند و هزینههای استقرار و نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
ظرفیت بالا و همزمانی بالا: LoRaWAN از معماری شبکه ستارهای و نرخ داده تطبیقی بهره میبرد. یک دروازه واحد میتواند به تعداد زیادی ترمینال متصل شود و تقاضای استقرار حسگرهای متراکم در مزارع بزرگ را برآورده کند.
قابلیت اطمینان و امنیت بالا: با استفاده از فناوری طیف گسترده بیسیم، قابلیت ضد تداخل قوی دارد. انتقال دادهها از رمزگذاری سرتاسری پشتیبانی میکند تا امنیت دادههای کشاورزی تضمین شود.
استانداردسازی و باز بودن: LoRaWAN یک استاندارد باز اینترنت اشیا است که از وابستگی به فروشنده جلوگیری میکند و گسترش سیستم و ارتقاءهای آینده را تسهیل میکند.
III. سناریوهای کاربردی در مقیاس بزرگ در کشاورزی هوشمند
۱. مدیریت دقیق آب و کود برای محصولات زراعی
تمرین: در صدها تا هزاران هکتار از مزارع ذرت و گندم، حسگرهای رطوبت/شوری خاک به صورت شبکهای و به همراه چندین ایستگاه هواشناسی مستقر شدهاند. تمام دادهها از طریق شبکه LoRa جمعآوری میشوند.
ارزش: این پلتفرم نقشههای تجویز آبیاری و کوددهی متغیر را بر اساس دادههای کامل تغییرات مزرعه تولید میکند که میتوانند مستقیماً برای اجرا به دستگاههای آبیاری هوشمند یا دستگاههای یکپارچه آب و کود مجهز به کنترلر ارسال شوند. برای دستیابی به رشد متعادل در سراسر منطقه، انتظار میرود که 20 تا 35 درصد در مصرف آب و کود صرفهجویی شود.
۲. تنظیم دقیق ریزاقلیم در باغها و کشاورزی تأسیساتی
تمرین: ایستگاههای هواشناسی را در مناطق مختلف باغ (بالای شیب، پایین شیب، رو به باد و پشت به باد) مستقر کنید و حسگرهای خاک را زیر درختان میوه نمونه نصب کنید.
ارزش
نظارت لحظهای بر توزیع میکروسکوپی شرایط آب و هوایی فاجعهبار مانند یخبندان و بادهای گرم و خشک در داخل پارک برای دستیابی به هشدار اولیه دقیق و پیشگیری و کنترل بر اساس مناطق انجام میشود.
بر اساس دادههای نور سایبان و رطوبت خاک، سیستم آبیاری قطرهای یا میکرو آبپاش به هم متصل و کنترل میشود تا تأمین آب و نور را در طول دوره رشد میوه بهینه کرده و کیفیت را بهبود بخشد.
۳. آبزیپروری و پایش محیط زیست
تمرین: ایستگاههای هواشناسی و دروازههای LoRa را در کنار برکه مستقر کنید تا محیط جوی را رصد کنید. دادههای حسگر کیفیت آب را از طریق LoRa منتقل کنید.
ارزش: تأثیر تغییرات هواشناسی (مانند افت ناگهانی فشار هوا و باران شدید) بر اکسیژن محلول و دمای آب در پهنههای آبی را به طور جامع تجزیه و تحلیل کنید، هشدارهای اولیه را برای خطرات سیل در برکهها صادر کنید و به طور خودکار سطح اکسیژن را افزایش دهید.
۴. پایه و اساس دادهها برای واگذاری تحقیقات و تولید کشاورزی
تمرین: در آزمایشهای تنوع و تحقیقات مدلهای کشت، شبکههای نظارتی را با هزینه کم و تراکم بالا مستقر کنید.
ارزش: به دست آوردن دادههای محیطی پیوسته و با وضوح مکانی-زمانی بالا، که پشتیبانی بینظیری از دادهها را برای کالیبراسیون مدل و ارزیابی زراعی فراهم میکند. ارائه دهندگان خدمات میتوانند از راه دور کل محیط مزرعه مدیریت شده را رصد کنند و به مدیریت تولید استاندارد مبتنی بر داده دست یابند.
چهارم. ارزش اصلی سیستم HONDE: گذار از فناوری به منفعت
هزینه نهایی مالکیت: هزینه ماژولهای ارتباطی، امکانات شبکه و نگهداری طولانیمدت را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد و استقرار شبکههای حسگر با تراکم بالا و در مقیاس بزرگ را از نظر اقتصادی امکانپذیر میسازد.
اصلاح تصمیمگیری: جهش از دادههای «نقطه نمونه» به دادههای «تمامزمینه» به تصمیمات مدیریتی این امکان را میدهد که به تغییرات مکانی واقعی در میدان پاسخ دهند.
عملکرد سبک: طراحی بیسیم و خورشیدی، نصب سیستم را انعطافپذیر میکند و تقریباً نیازی به بازرسیهای میدانی روزانه ندارد. همه تجهیزات را میتوان از طریق فضای ابری مدیریت کرد.
دیجیتالی شدن داراییها: یک محیط دوقلوی دیجیتال بلادرنگ که کل مزرعه را پوشش میدهد، ساخته شده است که داراییهای دادهای قابل اعتمادی را برای ارزیابی، تجارت، بیمه و مشتقات مالی داراییهای مزرعه فراهم میکند.
پنجم. مورد تجربی: تولد دوباره دیجیتال یک مزرعه هزار مو
در یک مزرعه مدرن به مساحت ۱۲۰۰ مو در دشت شمال چین، HONDE یک شبکه نظارتی شامل ۸۰ گره رطوبت خاک، ۴ ایستگاه هواشناسی و ۲ دروازه LoRa مستقر کرده است. پس از اجرای سیستم:
تصمیمات آبیاری از دو نقطهی نمونه به دادههای شبکهای بر اساس ۸۰ نقطه تغییر یافته است.
برنامه آبیاری متغیر که به طور خودکار توسط پلتفرم ایجاد شد، در اولین آبیاری بهار ۲۸ درصد در مصرف آب صرفهجویی کرد و یکنواختی سبز شدن گیاهچه را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
با نظارت بر سرعت باد در کل مزرعه، مسیر عملیات و نقاط برخاستن و فرود پهپاد کشاورزی بهینه شد و راندمان عملیات ۴۰ درصد افزایش یافت.
مدیر مزرعه گفت: «قبلاً، ما منطقه وسیعی از زمین را بر اساس احساسات و تجربه مدیریت میکردیم. اکنون، مانند مدیریت مجموعهای از «مربعهای کوچک» کاملاً قابل مشاهده است.» این سیستم نه تنها در هزینهها صرفهجویی میکند، بلکه مدیریت را ساده، دقیق و قابل پیشبینی میکند.
نتیجهگیری
توسعه گسترده کشاورزی هوشمند به زیرساختی متکی است که مانند «سیستم عصبی زمین کشاورزی» است. سیستم یکپارچه «شبکه فضایی-زمینی» HONDE که از LoRa/LoRaWAN به عنوان «هدایت عصبی» و از حسگرهای خاک و هواشناسی به عنوان «ادراک محیطی» استفاده میکند، دقیقاً تحقق کامل این سیستم عصبی است. این سیستم، مشکل جمعآوری دادهها را در «آخرین مرحله» کشاورزی هوشمند حل کرده و هر نفس و نبض زمینهای کشاورزی وسیع را به جریانی از دادهها تبدیل میکند که میتواند برای تصمیمگیری با هزینهای مقرون به صرفه مورد استفاده قرار گیرد. این نه تنها یک پیروزی تکنولوژیکی، بلکه یک تحول عمیق در الگوی بهرهوری کشاورزی است که ورود رسمی تولید کشاورزی به دوران هوش شبکهای مبتنی بر دادههای بلادرنگ در سراسر منطقه را نشان میدهد و مسیری دیجیتال روشن و قابل تکرار را برای امنیت غذایی جهانی و توسعه پایدار کشاورزی هموار میکند.
درباره HONDE: HONDE به عنوان سازنده و نوآور زیرساخت اینترنت اشیا (iot) کشاورزی، متعهد به ادغام مناسبترین فناوریهای ارتباطی با فناوریهای حسگر دقیق است تا راهکارهای کشاورزی هوشمند، مقیاسپذیر و جامعی را در اختیار مشتریان قرار دهد. ما قاطعانه معتقدیم که یک معماری فنی پایدار، اقتصادی و باز، اساس ریشه دواندن واقعی کشاورزی هوشمند در مزارع و ایجاد ارزش جهانی است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد ایستگاه هواشناسی و حسگر خاک، لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.
واتساپ: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
وبسایت شرکت:www.hondetechco.com
زمان ارسال: ۱۲ دسامبر ۲۰۲۵