本文來源智次方·物聯網智庫，轉載請標明來源和出
近年來，中國企業的全球影響力正在逐漸凸顯，尤其在新興的物聯網領域，得益于日益成熟的5G、AI、云計算等技術和廣闊的應用落地土壤，中國物聯網企業的揚帆出海隊伍正在持續壯大。在此背景下，高通公司聯合物聯網智庫通過對產業領軍企業進行深度訪談，撰寫一系列案例文章，并制作案例集《揚帆出海——2022高通物聯網創新應用藍寶書》，這是其中的第一篇——智慧農業篇。
智慧農業正成為當今世界經濟與社會發展的一項重要議題。聯合國糧農組織表示，數字農業擁有廣闊的發展潛力，將為實現聯合國可持續發展目標做出積極貢獻；在中國，農業農村的信息化、數字化被定義為農業農村現代化的戰略制高點。根據《“十四五”推進農業農村現代化規劃》，到2025年，現代信息技術將與農業各領域、各環節深度融合，智慧農業邁上新臺階，農業生產信息化率將達到27%。
如今，在5G、物聯網、人工智能、大數據、虛擬現實等技術的加持下，通過增加農業數字化技能與服務普及，并利用數字創新實現高效精準農業，中國的智慧農業創新能力得以持續提升，在有效應對氣候變化、減少病蟲害的風險等方面取得極大進展。同時，中國物聯網企業的實踐也表明，通過本土化創新和全球科技的融會貫通，“中國智慧”可以在全球迅速發展，成為減少饑餓、提升貧困人口生活水平、提高全球人民幸福感和獲得感的重要手段。
涂鴉智能：打破農作物種植的時空限制
在傳統室外農田種植之外，現代農業還出現了“智慧溫室種植”、“室內垂直農場”、“植物工廠”等多種新模式，以期用更少的人力、土地等資源投入，實現更高的種植效率。
作為全球化的IoT開發平臺服務商，涂鴉智能一直在幫助傳統企業進行智能化轉型升級。目前，涂鴉智能的客戶已經覆蓋到全球200多個國家和地區，讓廠商只需關注產品本身，智能化都交給涂鴉智能。
在智慧農業領域，借助高通所提供的芯片，涂鴉智能將自身的模組產品和涂鴉IoT PaaS等服務提供給客戶，以實現植物工廠等模式中各種傳感器和設備的智能化。基于此，涂鴉智能的客戶為全球20多個國家和地區的用戶帶來了中國的智慧農業解決方案。
完全自動化的運行
如今，關于光譜對植物如何產生作用的研究已有很多，植物在生長周期的不同階段，對于不同光譜和顏色的反應也有所不同。早期的室內種植場景中多是通過搭建簡單的照明架進行照射，并調節光照強度來模擬太陽光，以達到促進植物生長的效果。然而，這種方案需要人工在現場手動調節參數并進行管理，效率上存在很大的提升空間。
現在，涂鴉智能利用其搭載高通芯片的模組以及自身的IoT開發平臺，將傳統的集裝箱植物工廠進行了智能化升級，具體在四個層面進行了改造：
硬件智能化升級
智能分析和調控種植環境
自動管理全生長周期
打造SaaS管理系統
我們知道，植物在育芽、開花、結果等不同的生長周期，需要不同的光照、溫度和肥料，而升級之后的集裝箱則不再需要手動去調節燈光、水泵、水肥和照明等硬件。基于這種智能化改造，用戶可以在集裝箱植物工廠中種植幾乎任何作物，如蔬菜、藥用植物和草本植物等。所有的物聯網設備也都可以通過系統做到自動化管理，為每一種作物定制“個性化”的生長條件，包括照明、氣候、營養、灌溉等，這樣其內部便形成了一個小型的生態系統，在封閉的環境中滿足植物生長的一切條件，各要素可以在內部自行調節，而不再受到外界環境的影響。
目前，在涂鴉智能的幫助和改造之下，其客戶的智能集裝箱種植方案在美國和歐洲等地已具有相當的市場認可度。
降低揚帆出海壁壘
在集裝箱這個復雜的小型生態系統中，各個設備之間想要形成有效的聯動，穩定的通信是關鍵。在IoT平臺與植物工廠內各種傳感器設備連接和通信的過程中，由于高通無線基帶解決方案已經經過了各大模組廠商的驗證，并且多年來在業內積累了良好口碑，因此涂鴉智能選擇將高通9207/9205芯片平臺作為物聯網蜂窩模組主芯片。
從2016年正式商用至今，高通9207芯片平臺的穩定性一直值得信賴。高通9207芯片平臺能夠用單個調制解調器同時提供Cat.1/Cat.4傳輸，靈活滿足不同應用場景需求。而高通9205芯片平臺，相較于其前代產品9206，其功耗降低了70%，尺寸也僅有一半，并且能支持多個低功耗廣域網標準，包括eMTC、NB-IoT、2G/EGPRS等。由于國外主流使用eMTC , 因此對于面向海外市場的終端廠商來說，高通9205芯片平臺是最好的選擇。
此外，在傳統農業早期的智慧化改造中，數據傳輸多采用Wi-Fi或者有線通信的方式，這些數據交換的通信協議在不同國家之間沒有區別，而如今的集裝箱植物工廠采用無線通信與云端和不同終端之間進行數據傳輸的方式，在不同地區就會受到不同制式的限制。高通9207/9205芯片平臺在全球各大運營商都已完成了完備的互兼容性測試、運營商入網測試和強制認證測試等，為自動無縫接入全球的運營商服務提供可靠保障。
涂鴉智能無線連接高級產品專家楊世璋表示：“基于高通芯片平臺的優勢，我們的解決方案能最大程度上降低終端用戶出海推廣的壁壘。這樣一來，集裝箱植物工廠的解決方案在推廣到全球不同國家時，就能夠滿足各個國家不同網絡制式組合的要求。而且不僅在智慧農業領域，涂鴉在其他行業的客戶也是如此，所有涉及的相關高通專利標準均已被包含，不存在專利方面的壁壘風險。”
打破時空的限制
在時間維度上，類似“春種一粒粟，秋收萬顆子”等詩句描繪的場景將會被顛覆，農業工作者不再需要根據一年四季不同的氣候或者全球各地的環境去匹配種植不同的作物，而是可以做到全年全天候反復種植。并且由于不同植物都有各自的生長周期，通過在不同的生長階段調整不同的參數，這樣帶來的效率提升可以讓某些青菜的生長周期從農田環境中的一兩個月縮短到幾周，藥用作物七至八周即可收獲，甚至某些作物的生產效率可以取得最高十幾倍的提升。
在空間維度上，這種方案無需占用大面積土地，不受土壤質量影響，也不會再出現“橘生淮南為橘，生于淮北為枳”的情況。標準化、模板化的設置讓停車場、社區、園區等地點都可以進行作物種植，全球各地隨時都可以吃到反季的蔬菜和水果。
除了集裝箱種植的場景，由涂鴉智能提供的系統方案還可以落地到“溫室種植”和“室內垂直種植”等場景當中。這些改造后的種植方案還具有幾大優勢：育苗的過程中盡可能隔離了病菌蟲害，無需使用農藥；節約灌溉用水和營養液最高可達80%；對勞動力的需求降低，人力成本降低約70%；相比傳統種植方式，提高產量約30%。
芯訊通：開辟農業“5G物聯網試驗田”
誠然，集裝箱植物工廠作為一種室內種植的新模式，目前還處在較小規模的推廣階段，而更大范圍的傳統室外農田種植，如今也可以在各種技術的加持下進行智慧化改造，從而在全球各地開辟出一塊塊智慧農業的試驗田。
對于整個地球來說，在1億4800萬平方公里的陸地中，大約只有1500萬平方公里是可耕地，由于森林砍伐、荒漠化、過度耕種等因素，可耕地面積還在持續減少。不僅如此，在全球各地的耕種過程中，農業工作者都會遇到干旱、疾病、水壓不足等共同難題。
以盧森堡為例，該國地處歐洲西北內陸，國土面積只有2586平方公里，僅比深圳略大，擁有的自然資源十分有限，因此提高農作物的產量和種植效率尤為重要。
基于此，作為模組行業的領導者，芯訊通一直致力于與合作伙伴一起拓展5G在不同行業的實際應用。而智慧農業作為物聯網重點應用市場之一，芯訊通也在持續不斷地推出相關產品和應用對該領域進行賦能。在芯訊通與Frontier Connect合作的農田監測項目中，其5G模組SIM8202G-M2發揮了關鍵性作用。
圖片來源：芯訊通官網
5G賦能農田監測
芯訊通與Frontier Connect合作，在盧森堡推出了“室外農田IoT物聯網監測系統”，該系統使用了光學相機以及基于Linux的圖像控制器，可以為系統提供4K或更高分辨率的圖像和視頻，以及UVA、UVB、RS485/SD-12等傳感器，用來監測土壤和溫濕度等環境數據。
由于設備長期處于戶外, 需要承受陽光直射、高溫、低溫等惡劣環境的挑戰，對5G模組的穩定性提出了很高的要求。芯訊通在5G模組設計和測試項中充分考慮到了這些問題，使得SIM8202G-M2模組在惡劣環境下依然能夠穩定工作。
圖片來源：芯訊通官網
同時，搭載SIM8202G-M2模組的監測終端在有5G無線網絡覆蓋地區都可以方便快捷部署，下行峰值可達500Mbps，在提供穩定網絡速率的同時，網絡部署成本比有線網絡有著明顯的優勢。
借助SIM8202G-M2模組提供的5G無線通信，可以保證高清視頻和圖像的穩定快速傳輸，實時呈現農作物更多清晰的細節，并結合其他傳感器實現數據監測，從而幫助管理人員更精確、更快速、更有效地做出判斷和應對措施。
這款SIM8202G-M2模組內置的驍龍X55 5G調制解調器及射頻系統，提供了從調制解調器到天線的完整解決方案，并且支持多種頻段的5G信號。眾所周知，在不同國家和地區，5G基站的建設模式不同，支持的信號頻譜也不同，而驍龍X55 5G調制解調器及射頻系統支持6GHz以下TDD和FDD模式，在產品設計方面為企業產品和服務的出海提供了更多的便利。
農作物狀況一手掌握
通過SIM8202G-M2模組進行數據傳輸，農民可以隨時隨地且實時掌握田間的各種環境狀況，包括如溫濕度、光照時長、土壤pH值等影響作物生長的因素，以及水泵壓力、灌溉時間等設備狀態的數據。
這些收集到的信息會用無線傳輸的方式存儲在服務器或云端，農民可以通過PC、平板和手機來輕松訪問。通過在耕地的不同區域布置這些設備，系統可以建立起傳感網絡，以便于更進一步地利用云端的計算與分析能力，進行作物產量和質量的估算和預測。
圖片來源：芯訊通官網
雖然該系統目前僅被用于室外農田的監測，其使用的光學相機也只是在固定位置工作，但在未來，隨著技術的全方位升級，芯訊通提供的各種模組也將在更多場景下進行嘗試，或許還能為更進一步的“農業元宇宙”提供更全面的數據支持。
寫在最后
業界認為，一直以來，人們過度重視從經濟增長、制度變遷的視角提出解決農業和貧困問題的方法，但這些只是改善了部分貧困問題，并未有效根除。為什么？因為以上研究缺少從創新的角度進行思考，而創新的核心主要是科技。以發達國家荷蘭為例，荷蘭人多地少、資源貧瘠，卻是全球第二大農產品出口大國，創造了舉世矚目的農業奇跡，形成了獨具荷蘭特色的高科技現代農業；再以德國為例，2015年德國在工業4.0的基礎上提出農業4.0，以網絡化、大數據、人工智能、機器人等技術為支撐和手段，帶來高度集約、高度精準、高度智能、高度協同、高度生態的現代農業形態。
在中國，我們用僅占世界9%的耕地和6%的水資源，便養活了占世界20%的人口；現在，伴隨著物聯網企業在中國這個龐大市場中積累的豐富經驗，中國在智慧農業的很多領域已經實現了趕超。現在，中國企業正將相關解決方案推廣給更多的海外客戶，讓全球更多國家和地區享受到智慧農業帶來的便利，并助力全球可持續發展。
