IoT 精准农业的应用

杰娜-洛克 Jayna Locke,高级营销经理,Digi International
2019年3月5日

如今,许多工业系统都在利用物联网来改进流程、获得洞察力、执行自动化任务并降低成本。农业和畜牧业是可以从中受益的行业之一。例如,跟踪和管理牲畜、使用传感器检测情况以及了解环境因素对作物的影响,从而做出关键决策。

通过IoT 设备收集数据并实时报告流程,牧场主可以更有效地决定施肥的最佳时间、何时调整灌溉计划以及何时需要维修设备等问题,而这些问题都会对牧场的利润产生重大影响。

在本篇文章中,我们将探讨一些使用 Digi 连接解决方案(如蜂窝无线电模块、网关和其他用于收集和传输数据通信的IoT 设备以及远程设备监控和管理工具)的精准农业IoT 应用实例。

谷物干燥机远程管理系统

内布拉斯加工程公司(NECO)是一家专门为农业客户制造高价值谷物干燥机、谷物处理和曝气设备等农业设备的全球性公司。他们的客户是需要高可靠性谷物干燥机才能成功运营的谷物种植者。这些谷物生产者需要高效的谷物处理、调节、干燥和储存解决方案。

谷物烘干机一年中可能只运行两个月,甚至两周,但它却是运营的关键部分。NECO 工程经理 Travis Toline 说,我们的客户绝对无法承受谷物干燥机的停机时间。他们需要随时了解谷物干燥机状态的能力。与此同时,我们的客户也不能随时派人在烘干机旁,以确保烘干机完成它应该完成的工作。

如果谷物烘干机发生故障,运行就会完全停止。

谷物收割

NECO 的解决方案是一种远程管理系统,可支持有效的谷物干燥操作。该系统包含一个Digi ConnectPort® X4 网关,可从 NECO Commander PLC 干燥机控制器收集实时数据,并将其发送到基于亚马逊网络服务(AWS EC2),然后将信息传递给 NECO 的定制网络应用程序 COMMANDnet。 Digi Remote ManagerDigi Remote Manager 然后将信息传递给 NECO 的定制网络应用程序 COMMANDnet。

该系统使农民、经销商和 NECO 人员无论身处何地,都能通过任何移动设备查看数据并采取适当行动。他们还可以根据自己选择设置的任何条件参数接收警报。

最后,NECO 经销商和员工可以为客户提供远程故障排除支持。过去,NECO 技术人员经常需要坐飞机前往客户现场解决问题,而现在他们可以在自己的总部发现和解决问题,并根据需要安装更新。

IoT 灌溉和水资源管理解决方案

CropX

CropX 是世界上最先进的灌溉软件服务,致力于帮助农民降低用水量和能源成本,提高作物产量。同时,他们也希望对节约用水产生积极影响。CropX 系统利用基于模式识别分析的算法,向田地的每一部分精确地提供所需的水量。

农民和田间灌溉设备

CropX 系统的算法不是均匀浇水,而是全面分析田地、土壤结构和状况,以确定哪里需要浇水。这项服务可节省 10-20% 的大田灌溉用水。

CropX 首席执行官 Isaac Bentwich 说。我们需要一种简单、安全的方式,将数据从地面传输到云端,并输入我们的应用程序。Digi International提供了从Digi XBee® DigiMesh® 2.4无线电到内置DigiConnectPort® X4网关的所有产品。 Digi Remote Manager内置网关。端到端解决方案使我们的决策变得容易,并使我们的解决方案以超乎想象的速度推向市场。

Digi 网关对数据进行整理,并通过安全连接将其发送至 Digi Remote ManagerDigi Remote Manager 然后将可操作信息发送到 CropXs 智能手机和网络应用程序。

WiseConn

WiseConn是一家总部位于加利福尼亚州的公司,致力于开发高效的水资源管理解决方案。其旗舰产品 DropControl 通过精确监测土壤湿度、水井、阀门、气象站和其他水系统,帮助农民最大限度地提高收成并优化灌溉使用。

该系统利用Digi XBee-PRO 900HP 无线电设备组成的网状网络,从农场部署的低功耗传感器获取数据,然后传输到农场主控制站。这样,无论农民身处农场的哪个角落,都能有效地查看系统状态并做出调整。

DropControl 包括一个用于监测和控制的无线网络以及一个中央网络应用程序。网络节点与传感器和执行器相连,用于监测天气状况、土壤湿度和历史灌溉数据。它们还提供激活、关闭和校准灌溉系统水泵、阀门和其他组件所需的连接。节点之间相互通信,向中央 DropControl 网关发送信息,该网关将网络与网络服务器连接起来。

DropControl 在秘鲁、智利和加利福尼亚拥有 1,500 个站点和 300 个业务运营点,正在帮助许多农民提高产量,改善作物质量。同时,在安装 DropControl 灌溉系统后,他们可以节省多达 30% 的用水量,并减少温室气体排放。


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IoT 农业田间监测解决方案

Ranch Systems是一家位于加利福尼亚州的公司,致力于帮助果园和葡萄园的农民保护作物免受可能遇到的各种环境条件的影响,包括温度变化、风、日晒和干旱。由于这些条件的影响可能非常严重,因此农民必须持续监控他们的田地,确保他们调整灌溉和施肥,以优化作物的质量和产量。

他们发现,纳帕和索诺玛山谷的葡萄种植者几乎没有可用的工具来监测田地和采取措施控制作物状况的影响。虽然许多人尝试过各种方法,但由于这些方法都是孤立的系统,难以使用和维护,因此他们都放弃了。

葡萄园土壤水分监测

Ranch Systems 公司创始人雅各布-克里斯福特(Jacob Christfort)说:"葡萄等水果是根据热量表成熟的,因此了解全年的热量积累情况至关重要。"在平衡产量和质量的同时,必须在一个非常狭窄的范围内对植物进行灌溉。

种植者需要一个集中的解决方案来监控和协调施肥和灌溉。

Ranch Systems 的解决方案是 RanchMaster,这是一个跟踪和管理六个农业因素的管理平台:天气和气候、土壤水分、灌溉、水箱/池塘监控、远程摄像头和警报。该解决方案利用Digi XBee PRO 无线电模块将传感器和控制器与 Wi-Fi 和蜂窝无线连接在一起。

牧场系统架构

RanchMaster 支持覆盖大多数农场现场的射频视线范围,设计用于监控农场的状况,并指示农场设备进行施水和施肥、打开和关闭水箱和阀门、控制水泵和发动机,以及发送警报以通知种植者危险状况。

随着农牧业企业转向IoT 的精准农业和农场管理应用解决方案,公司在全球的客户群不断扩大,已超过 1,000 家。

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