“民以食為天，農為食之源”，一句話道出了農業對于人類社會的重要性。雖然中國是傳統農業大國，但在與鋼筋水泥截然不同的豐沃土壤上，智慧的種子也正在生根發芽，使“面朝黃土背朝天”的傳統農業進化為兼備“機械化、信息化、智能化”的新型農業模式。這場發生在田間地頭的農業革命動能強勁、影響廣泛，從播種到收割的全過程也都已經可以看到革新的蹤跡。
當下，中國農業數字化應用技術水平在不斷提高，尤其是近年來一些科技龍頭取得的技術攻關和突破成果，使得中國的農業數字化水平與發達國家之間的差距也在不斷縮小。終端側AI賦予農業機械設備以“火眼金睛”和“智慧大腦”，革新農田、果園、糧倉等場景中的傳統生產作業方式，讓“智慧農業”落實到土地上，切實幫助農民提升收益，守護關乎每個人的糧食安全。
阿加犀+覽拓科技：打造果園種植管理的“智腦”
傳統農業的許多環節都存在痛點，比如農業生產計劃和管理缺乏科學的數據支持，農業供應鏈管理缺乏透明度和可追溯性，農業生產過程監測基于人工經驗缺乏準確性和實時性，傳統農業缺乏科學的數據分析和決策支持等，亟需數字化改造來提高效率和生產力。
當前，對作物的生長全過程進行數據采集和管理已是種植業信息化的一大分支，也是改進傳統農業生產管理過程現存沉疴的重要措施。
作物信息化管理進入精細化時代
隨著數字化與農業生產的不斷融合，種植業信息化管理已經取得了一定的成果。但僅僅依靠傳統信息化管理方案依然存在一些問題，比如數據處理大部分仍要依靠人工逐一查看，圖片、視頻數據量大以及復雜情況分析等現狀導致審查工作效率低下。
具體到果園的信息化管理場景，則存在氣候無法預計、土壤墑情無法知曉、苗情無法遠程查看、蟲情測報難、灌溉需要很多人工，而且作業不夠精細等更為具體的問題。而造成果園種植效率不高、效益不強、效能不夠的原因，則在于各生產要素缺乏耦合效應，產業鏈銜接不緊，農業大系統循環性、協同性不夠。
智慧果園種植管理系統做果園的“貼身護衛”
深圳覽拓科技有限公司(以下簡稱“覽拓科技”)長期深耕農業物聯網垂直領域，專注于智能生產、可視生產、溯源系統方面，旨在提高農業生產效率、提高食品安全。針對果園管理的種種挑戰，覽拓科技基于成都阿加犀智能科技有限公司(以下簡稱“阿加犀”)提供的基于高通QCS8250物聯網解決方案并采用了AidLux平臺的智能邊緣計算盒子AidBox打造了一套智慧果園種植管理系統——智匯耘智能物聯網管理系統，實現了對傳統農業種植管理系統的智慧化升級。
智匯耘智能物聯網管理系統
該系統方案集成了IoT+AI技術，其中IoT方案通過LoRa進行本地部署對低功耗節點進行采集和控制，云端連接采用4G/5G技術，本地無線廣覆蓋，連接點數多。在實際應用中，系統通過傳感器和智能網關自動化采集環境和植物生長數據，包括農業環境氣象站、智能通風控溫機、環境采集終端、智能水肥一體機等，從而精準監控作物健康狀態、采摘數據和生長環境。同時，全景操作平臺可以展示光照、溫濕度、雨量、二氧化碳、風速、風向、大氣壓等自動化采集信息，還可以遠程控制設備，根據作物生長情況進一步進行水肥自動配比灌溉施肥、農機作業等綜合管理，節水、節肥、增產，提升作物品質。AI方案則通過視覺方案實時采集植物病蟲害、水果成長狀態等，快速準確掌握果園種植成長情況。在阿加犀AidLux平臺與高通QCS8250物聯網解決方案加持下，智匯耘智能物聯網管理系統獲得強大的智慧能力，顯著降低果園種植綜合成本。
據悉，這套系統搭配后續維保方案，將極大程度降低人力、物力成本，能夠快速解決種植基地生產管理方式落后、作業強度大且不精準、數據管理效率低、生產過程難檢測、設備搭建及維護成本高、種植產出率和品質低等難題。
高通QCS8250物聯網解決方案連接智慧果園的“神經中樞”
在方案的開發過程中，覽拓科技遇到了不少技術上的挑戰。比如在蟲害識別當中，很多害蟲外貌特征相似度極高，有些類別之間的區別僅僅在翅膀上的一個不起眼的小斑點，專業人員也需仔細分辨，因此使用人工進行歸納比較困難;其次，害蟲大小不一，有的害蟲在照片中會小到難以進行形態分辨;此外，拍攝手法導致的逆光、陰影等也會讓拍攝采樣質量有較大波動，進一步增加了識別難度——這都對AI視覺能力和算力提出了較高的要求。
而阿加犀為該方案提供的AidLux平臺以及智能邊緣計算盒子AidBox主要采用基于高通QCS8250物聯網解決方案的高性能模組，適合邊緣端AI應用的開發，并且支持物聯網的Wi-Fi 6和5G數據傳輸，同時提供強大的圖像信號處理器。高通QCS8250物聯網解決方案提供了高達15TOPS的算力支持，支持Android+Linux雙系統同時運行，支持主流深度學習框架，并內置CPU+GPU+NPU智能加速技術，輔以每秒15萬億次的硬件運算能力。AidLux在充分釋放高通QCS8250物聯網解決方案的算力資源后，其AI性能大幅提升，數據處理能力進一步增強。
覽拓科技負責人表示：“高通賦能的強勁AI視覺能力能夠支持全區作物狀態及病蟲害情況檢測，并對采集到的圖片、視頻等海量數據進行實時分析處理，以全面的數智化統籌管理為果園智慧種植生產體系提供技術保障、效率保障和準確度保障。”
廣東省陽江市某地區擬建成品種優質化、防控綠色化、水肥智能化、生產機械化、管理數字化的高標準示范荔枝果園，希望能解決荔枝種植生產過程中人力短缺，人力成本高;天氣、病蟲害等不利因素損失重;作業效率低等問題，實施有計劃的可控生產，提升產品品質，實現增產增收和可持續發展。在覽拓科技的助力下，智慧果園智能灌溉系統幫助該項目的農業管理者節水30%-40%，同等條件下節約肥料30%-50%，減少人工成本30%以上。同時，有效的水肥一體化系統和蟲情監測、識別、預警系統有效抑制和預防作物病蟲害的發生，使得每畝農藥用量減少15%-30%。最終，農業管理者在減少肥料用量40%的基礎上，實現增產15%以上。
移遠通信：為色選機煉出“火眼金睛”
全面提升農產品質量是智慧農業的核心要務。因此，在科學種植之外，分選是提高農產品附加值的關鍵環節之一。傳統人工挑選物料的方式，人力成本高并且很容易出現遺漏，效率較低。為此，新型農業加工生產線都在向機械化和智慧化邁進，將農產品的品質根據色澤、形狀、雜質率、病蟲害等指標按級分選，滿足客戶和市場的不同需求。
色選機助力提高農產品附加值
色選機是分選環節的代表性設備，其原理是根據物料光學特性的差異，利用光電探測技術將顆粒物料中的異色顆粒自動分揀出來，其性能直接決定了分選成效。在農業領域，色選機適用的范圍包括大米、小麥、玉米、大豆、種子、堅果、鹽等食品原料。
色選機
一方面，色選機可以快速檢測食品中的顏色、形狀、大小等特征，通過預設標準將不符合要求的雜質、異物或不合格品從產品流中分離出來，有效去除有害物質，特別是發霉、長蟲等異色顆粒，減少食品污染，為消費者提供更加安全、優質的食品選擇。另一方面，對農產品進行自動分級，對顏色美觀一致的糧食實行優質優價，也能提高產品的整體質量，從而產生更好的經濟效益。
然而，在以色選機為代表的自動化分揀設備中，存在檢測量較大、形狀和色差等缺陷識別不夠高效、分選環境處于灰塵和高溫等復雜情況，也會影響分選結果。基于此，在高通QCS6490物聯網解決方案強大算力的支持下，如今的色選機開始裝備內置AI計算加速器的模組，在精準檢測樣品的同時保證系統穩定性速度，幫助客戶提升檢測效率和質量。
由“眼”及“智”，色選機與AI深度融合
據行業領先的物聯網整體解決方案供應商上海移遠通信技術股份有限公司(以下簡稱“移遠通信”)介紹，色選機通過視覺識別系統并結合機器視覺和邊緣計算等能力，就可根據樣本的顏色和形狀對物體進行自動化分選，從而很好地解決傳統分選存在的成本高、難以長時間連續作業與缺陷檢出率不高等問題。
在移遠通信色選解決方案的賦能下，色選機將谷物通過傳送帶平整送入光學采集點，拍攝出當前谷物的圖像，將圖像送入AI模型中，推理出優劣產品的位置，進而通過分揀系統，將劣質產品檢出并剔除，保留優質產品。
移遠通信色選解決方案賦能下的色選機工作原理
上述過程可分為三大階段——首先，物料通過料斗進入生產線，終端的視覺識別系統對物料進行監測，實時傳輸監測數據至AI檢測系統;其次，在AI檢測系統中對合格物料的顏色、材質、尺寸等數據進行預先設定，符合標準的物料可進入下一質檢流程;最后，對于不符合標準的不良物料，氣閥將把不合格物料吹出、落入廢料腔內流走，合格物料則沿著設定路線落入到合格料口，使被選物料達到精選的目的。
高通QCS6490物聯網解決方案為色選機提供牢固的算力根基
不只農業，色選機也廣泛應用于工業領域，用以篩選塑料件、塑料顆粒、塑料瓶蓋等塑料制品，以及石英石、石英砂、珍珠、大理石等礦物產品。對于存在質檢需求的行業客戶而言，色選機的面世將從效率和質量雙層面對企業產生積極影響，一方面可以幫助客戶減少人力、物力等投入成本;另一方面還能保障質檢過程的穩定性、高性能。
色選方案的高效性取決于內置的芯片及模組的高性能。為此，移遠通信開發出色選解決方案，該方案目前主要面向農業和工業物料管理行業，搭載基于高通QCS6490物聯網解決方案開發的移遠通信SG560D智能模組，并集成相機、光源和氣槍等硬件。
基于高通QCS6490物聯網解決方案打造的移遠通信智能模組SG560D是一款功能強大的智能模組，其配備基于 Arm v8 Cortex 技術的高通Kryo 670 CPU 以及高通Adreno 643 @812MHz GPU，并內置了專用矢量計算單元，可實現快速、高質量的數據處理，并更快地做出數據驅動決策。據測算，SG560D模組綜合算力可達14TOPS。
除了算力，SG560D還支持5G NR無線連接，2.4GHz、5GHz和6GHz的Wi-Fi 6E頻段，雙頻同步(DBS)、Wi-Fi 2x2 MU-MIMO和藍牙5.2等，以有效增強網絡覆蓋能力，提升不同應用場景下的數據傳輸速率。
移遠通信負責人表示：“該方案的高效和精準離不開高通芯片的助力。首先，高通QCS6490物聯網解決方案內置AI計算加速器擁有12TOPS算力，可以充分滿足AI模型推理需要的算力;第二，豐富的外設接口，通過PCIe擴展技術可處理客戶檢測過程中的4路攝像機，擁有超高性價比;第三，該處理器采用了SNPE算法框架，int8量化加速目標檢測模型算法的運算，提高圖像的處理性能。同時，背靠高通強大的團隊支持，該解決方案更適宜面向全球范圍進行推廣。”
憑借著先進的視覺識別系統及支持四個攝像頭同時工作，搭載移遠通信模組的色選機方案可處理數量較大的物料色選工作，精度極高，誤差率低于1/200000。目前，基于高通QCS6490物聯網解決方案的移遠通信色選解決方案已經在相應行業得到廣泛應用。
創通聯達：為農作物裝上遠程“聽診器”
若想細心呵護每一畝土地的收成，提升高質量農作物比例，在種植信息管理中，防治病蟲害是重中之重。近年來，由于耕作技術的調整與改變，以及全球氣候變暖導致多種病蟲出現、繁殖、擴散，造成了農作物質量下降、品質變差等問題。
比如，花粉甲蟲、跳蚤甲蟲和象鼻蟲是油菜種植中的典型害蟲，少量的害蟲帶來的危害有限，但是害蟲數量一旦超過某個閾值，就會導致作物歉收。為了能使農民在早期階段發現害蟲并及時采取防治措施，全球領先的智能物聯網產品和解決方案提供商重慶創通聯達智能技術有限公司(以下簡稱“創通聯達”)助力客戶開發了內置高通QCM2290物聯網解決方案的智能捕蟲器產品。
通常，油菜田種植者會使用一種外觀呈現黃色的設備來誘捕害蟲，由于其顏色與油菜花相似，這會吸引昆蟲飛向“陷阱”并落入一個可以計數的水池中。然而，評估陷阱中的害蟲種類和數量顯然會花費大量的人力，而創通聯達的解決方案則能利用物聯網技術幫助農民自動完成害蟲的檢測和計數工作。農民們無需親自前往田里檢查陷阱，只需在手機中就能查看檢測到的圖像結果，識別蟲害強度和具體位置，從而對癥下藥采取防治措施。
創通聯達產品市場與售前高級總監張智敏表示：“精準識別害蟲的種類、位置、數目對智能捕蟲器的圖像處理能力提出了較高要求，同時，設備被長期放置于田間，也需要保證其功耗和可靠性，而高通QCM2290物聯網解決方案則能完美適配這些要求。高通QCM2290物聯網解決方案作為穩定成熟的入門級解決方案，通過LTE連接、升級特性和內存支持帶來可靠性能以及更低能耗，其采用Cortex A53 CPU架構，具備成本效益，提供更高性能、更強圖形處理能力、更佳圖像質量和更優能效，助力智能捕蟲器產品的應用和普及。”
寫在最后
無論是應用于果園種植管理的邊緣計算盒子，還是應用于新型農業加工生產線的色選機，亦或是隱藏于田間的智能捕蟲器——在終端側AI的賦能下，傳統農業設備正變得越來越智慧，從而實現許多前所未有的新功能。高通作為終端側AI領導者，面向物聯網等數十億邊緣終端提供行業領先的硬件和軟件解決方案，助力數字化技術向農業領域持續滲透。
如今，數字化技術已成為一種重要的基礎設施，扎根于農業種植、畜牧養殖、水產漁業、數字農業農村等方面，盛放在動物健康系統、農場管理系統、農產品流通追溯系統、智慧養殖系統等具體場景。可以預見的是，歷史悠久的土地上將因數字化的無聲耕耘結出更加飽滿的果實。
