Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）產品營銷高級經理Chad Steider近期撰寫了一篇關于“智慧農業（Smart Agriculture）”發展的應用文章，說明物聯網無線連接技術以及芯科科技的EFR32FG系列Sub-GHz SoC解決方案如何幫助該行業提升收益及生產效率。歡迎點擊文末的閱讀原文按鈕或通過鏈接瀏覽完整內容：https://www.embedded.com/reaping-iot-benefits-with-smart-agriculture/

農業發展現況

物聯網幾乎已滲透到每個行業，提高了家庭、工業建筑和社區的效率、生產力和能力。最近，物聯網的好處也在農業環境中被發掘出來，例如用于找尋肥沃的土壤以便提高效益等。全球農業規模龐大，估計有超過四分之一的世界人口投入該行業，其日益增長的物聯網技術采用率將可能大大提高該行業的可持續性和生產效率，同時應對氣候和社會經濟變化帶來的全球挑戰。

據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指出，每年農業生產過剩、過度消費和供應鏈問題都會造成大量的水、能源和勞動力資源浪費。農業也導致了碳足跡的增加、森林砍伐的加劇和土地退化。

除了加強糧食安全、減少排放、提高作物產量和實現更好的資源利用之外，“智慧農業”領域的技術發展正在解決其中的一些問題。無線連接和物聯網技術為農業提供了新的解決方案，并且已經從第一次收獲中產生了顯著的經濟效益。

農業物聯網中的無線用例

那么，智慧農業到底是什么？迄今為止，無線連接技術創新和數字化轉型支持了農業的廣泛重組。農民可以在他們的操作中使用氣候控制和監測等設備來實現繁重而昂貴的自動化管理，并提高用戶的決策能力。有了這項技術和由此產生的數據，在各種規模的問題出現時就能更容易地識別出來。智慧農業創新旨在提高產品的數量和質量，同時優化所涉及的人力勞動。現在的農民有許多技術可供他們使用，包括:

• 氣候條件監測（ClimateConditions Monitoring）：位于各個領域的傳感器從環境中收集數據，繪制氣候條件圖。這些信息用于選擇合適的作物，并更好地了解特定土地可以支持的作物產量。

• 溫室自動化（GreenhouseAutomation）：物聯網傳感器提供有關土壤狀況、照明、溫度和濕度等條件的準確實時信息。

• 作物管理（CropManagement）：田間傳感器收集溫度、濕度和照明數據，用于檢測異常情況，并有效預防可能損害產量的疾病或蟲害。

• 牛監測和管理（CattleMonitoring and Management）：物聯網傳感器附著在牛身上，監測它們的位置和健康狀況，使農民能夠密切關注他們的動物，并將生病的動物與牛群分開，以避免污染。

• 精準農業（PrecisionFarming）：精準農業通過數據驅動的決策提高效率，是物聯網在農業中最廣泛和最有效的應用之一。農民安裝傳感器來收集大量關于照明、溫度、土壤條件、濕度、二氧化碳水平和害蟲感染的數據。這些數據使農民能夠估計出他們的作物所需的最佳水量、化肥和殺蟲劑。最終，這種方法降低了成本，種植出了更健康的作物。

• 預測分析（PredictiveAnalytics）：精準農業和預測數據分析相輔相成。雖然物聯網和智能傳感器技術是高度相關的實時數據，但數據分析的使用可以幫助農民理解數據，并對作物收獲時間、疾病和蟲害風險、產量等進行重要預測。雖然農業本質上高度依賴天氣條件，但數據分析工具有助于使農業更易于管理和預測。

Wi-SUN技術：現代農業的開源解決方案

作物生長需要水和陽光，它們也可能需要Wi-SUN。Wi-SUN是應用于智慧城市和公用事業的領先開源、開放標準協議，該協議也為智慧農業做好了準備。Wi-SUN建立在開放標準的互聯網協議(IP)和API之上，使開發人員能夠擴展現有的基礎設施平臺，以添加新的功能。Wi-SUN具有遠程擴展能力、高數據吞吐量和IPv6支持，這有助于簡化智慧農業等工業應用的無線基礎設施。Wi-SUN場域網絡(FAN)技術非常適合戶外物聯網網絡和智慧農業，因為它在戶外環境中提供了強大的范圍和可靠性。

舉例來說，在日本沖繩的一個海藻養殖場，低能耗、電池供電的Wi-SUN設備已被安裝在浮標上，用于測量水溫和鹽度，而其他設備（都是按照嚴格的IEEE標準制造的）則安裝在岸上設施中，將有價值的數據傳輸到云端，以便遠程訪問和分析。這些物聯網技術的好處可以很容易地擴展到溫室生產和垂直農業。事實上，Wi-SUN技術已經在日本用于蔬菜和芒果的生產管理。

提供開源和專有的智慧農業

與許多物聯網應用一樣，智慧農業中使用的專有和非專有解決方案各自具有獨特的優勢。專有方案允許農民采取“Walled Garden”的方法，完全控制他們的生態系統和部署。而開源解決方案可確保跨多種設備類型和供應商的互操作性。根據您的應用程序需求，您可以選擇適合您需要的方法。

像芯科科技這樣的物聯網供應商已經提供了經過Wi-SUN聯盟認證的尖端硬件，包括EFR32FG25 SoC系列支持Wi-SUN FAN1.1規范，該規范由多個無線電單元和97.5 MHz的32位ARM Cortex-M33內核組成。FG25支持多速率OFDM、FSK和多速率OQPSK調制，無論哪種調制方案最適合您的應用，FG25都具有最佳的靈活性。該產品還增加了USB接口，多達37個GPIO和全球頻率支持，使FG25成為Wi-SUN或其他大型專有網絡的絕佳解決方案。

另外像芯科科技的EFR32FG23低功耗SoC系列，可幫助客戶根據需求開發自己的低功耗、點對點或星型網絡。FG23支持全球頻帶FSK、O-QPSK和OOK調制，使其具有專有協議所需的靈活性。它還具有高達+20dBm的可配置輸出功率，使其成為農業中一些物聯網應用的理想遠程連接解決方案。

發展未來的農業產業

隨著世界人口的不斷增長和氣候變化的影響越來越大，農業利用一切手段來優化產量并提高其可持續性至關重要。智慧農業及其無數用例為供應鏈中的每一環節提供了解決方案，使從土壤到空氣的洞察力和數據分析達到新的水平。物聯網開發人員已經為整個行業備妥了智慧農業解決方案，并分別有適用于專有和開源應用的SoC產品。隨著Wi-SUN等協議能夠實現更強大的戶外網絡，農民可以期待通過物聯網來收獲更多回報。

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