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华为与袁隆平合作种海水稻,用到了哪些技术?

时间:2019-01-08 作者:网络整理 阅读:
一直以来,大家对于华为的印象是一家卖手机、卖通讯基站、卖云服务等业务的科技公司,很难想象它跟农业产生关系,然而世界就是如此不可思议,搞科技的华为居然要去种水稻了!那么华为的“要素物联网系统”到底是什么?用到了哪些技术呢?EDN小编带大家来了解一下。

1月7日下午消息,华为轮值董事长胡厚崑透露与中国杂交水稻之父“袁隆平”合作,培育海水稻,通过土壤数字化,让盐碱地上长出水稻,从15亿亩盐碱地里改造出1亿亩的良田。

胡厚崑表示,盐碱地改良的核心技术是“四维改造法”,包括培育新的水稻品种、对植物和土壤进行调节,整套方法的基础是“要素物联网系统”。

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胡厚崑

一直以来,大家对于华为的印象是一家卖手机、卖通讯基站、卖云服务等业务的科技公司,很难想象它跟农业产生关系,然而世界就是如此不可思议,搞科技的华为居然要去种水稻了!那么华为的“要素物联网系统”到底是什么?用到了哪些技术呢?EDN小编带大家来了解一下。

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基于物联网的智慧农业

“要素物联网系统”其实就是土壤数字化,该系统地上部分配有小型气象站、通信模块、高清摄像头,地下、地表则通过各种传感器(射频技术)对光照、温度、盐碱度、等信息进行收集,然后传送到华为云端大数据中心,通过AI人工智能系统和专家诊断,提供靶向药品、定向施肥,大幅提高用水量,施肥量。

而其中不得不提的就是最重要的LPWA技术了。

早在 2017 年,华为 X Labs就发布了智能农业白皮书——《联网农场智慧农业市场评估》,白皮书中提到农业蕴含巨大的连接可能性,因此,LPWA 可为电信运营商带来丰富的潜在价值。LPWA技术支持低成本、高覆盖的广域连接,可覆盖至运营商无法触及的偏远地域。移动运营商可通过现有基础设施及授权频谱复用来支持 LPWA 网络。整合了LPWA 的现有物联网平台将创生规模经济、降低运营成本、并催生新的物联网应用。

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并预测到 2020 年,LPWA 科技供应商与电信运营商之间的合作将创造约 44.6 亿美元的收入。

LPWA有什么优势?

LPWAN(Low Power Wide Area Network)低功耗广域网络,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。正如短距离无线网络包含WIFI、蓝牙、ZigBee等多种技术,LPWA也包含多种技术,如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“广域”网络,因此必然会涉及网络运营。所以LPWA网络一般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署,由于LPWA网络连接的基本都是“物”,因此通常也叫“物联网专用网络”。

LPWA有“远距离通信”、“低速率数据传输”和“功耗低”三大特点,因此非常适合那些远距离传输、通信数据量很少、需电池供电长久运行的物联网应用。

LPWA最适合两类物联网应用:一类是位置固定的、密度相对集中的场景,如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他设备数据采集系统,虽然现在蜂窝网络已应用于这些领域,但信号穿透问题一直是其短板;另一类是长距离的,需要电池供电的应用,如智能停车、资产追踪和地质水文监测等,蜂窝网络可以应用,但无法解决高功耗问题。

对于部署物联网的企业来说,选择LPWA的一个重要原因就是部署的低成本。

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大家都知道智能家居应用、智能硬件的主流通信技术是WIFI,因为WIFI的模块成本比较低,有些有“互联网思维”的模块提供商已经将WIFI模块的价格降到了10元以内。但支持WIFI的物联网设备通常还需无线路由器或无线AP做网络接入、或只能做局域网通信。而如果选择蜂窝通信技术,对于企业来说部署成本太高,国产最普通的2G通信模块也要30RMB起,而4G通信模块则要200RMB起。

随着物联网的兴起,虽然国内已经如雨后春笋般出现了一堆做蜂窝通信模块的厂商,但稳定性方面、加上现有蜂窝通信技术的高功耗、高成本的硬伤,还是不如LPWA更有优势。

华为11月份公布的NB-IOT发展计划,声称要将LPWA通信模块成本降至5美元以下。相信未来低功耗广域的应用场景中,企业还是会优先选择LPWA。

华为主导的NB-IOT是主角

2015年起LPWA市场热闹非凡,产业链相关厂商纷纷合纵连横成立联盟,抢占低功耗广域物联网市场。其中比较发较快、相对比较成熟的是Semtech公司主导的LoRa技术,LoRa联盟已于今年3月的世界移动通信大会上成立,联盟成员包括跨国电信运营商、设备制造商、系统集成商、传感器厂商、芯片厂商和创新创业企业等。

LoRa可应用于诸多垂直行业,包括能源、汽车、物流、农业、商业和制造产业等,这些产业资源应也是未来LoRa联盟发展的成员。

另一个不得不提的就是华为主导的NB-IOT标准。NB-IOT是基于现有蜂窝网络的技术,华为称为“蜂窝物联网”。

如华为所言,对于移动蜂窝通信市场,4G成功商用之后,5G的标准化、商业化都需要时间,但物联网应用不会等到2020年才出现,因此在5G之前需要有一个技术来支撑运营商开拓物联网市场。

同时,对电信运营商来说,物联网应用的ARPU值会比较低,因此从技术上来讲,应该让运营商很容易在现有基础上升级去支持。

在这样的情况下,华为推出了NB-IOT(Narrow Band-IoT,窄带物联网)。

NB-IOT技术能够提供百倍于4G的连接规模、百倍于2G的灵敏度、设备电池供电寿命同样可长达10年,使蜂窝网络极大地延伸了应用边界。据悉目前移动通信行业组织“3GPP”正在制定的NB-IOT的标准化工作。

NB-IOT使用License频段,可与现有移动蜂窝网络共存。

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NB-IOT也将成为未来国内LPWA市场的主流技术。原因有两:

一方面,NB-IOT对运营商来说,可利用现有的蜂窝网络基站资源,部署成本很低,这样国内NB-IOT网络很容易落地部署。物联网设备不像我们用4G上网刷朋友圈、看视频(这年头土豪很多)会消耗很大流量,由于数据量很少,对运营商来说ARPU收入很低,因此运营商必须考虑网络的部署和运营成本;

另一方面,NB-IOT是由“攻无不克战无不胜”的华为在主导,以华为的丰富的技术积累、产业链整合能力和巨资投入的号召力,相信华为在低功耗广域物联网市场定能再创佳绩。针对NB-IOT,华为已提供芯片、通信模块、甚至操作系统,还为运营商开发了“IOT联接管理平台”。

华为针对智慧农业的物联网应用

华为 X Labs发布的智能农业白皮书中提到,某些针对智慧农业的物联网应用是为提升产量而设计,主要包括:

  • 精准农业:作为一种农业管理方式,精准农业利用物联网技术 及信息和通信技术,实现优化产量、保存资源的效果。精准农业需要获取有关农田、土壤和空气状况的实时数据,在保护环境的同时确保收益和可持续性。
  • 可变速率技术(VRT):VRT 是一种能够帮助生产者改变作物投入速率的技术。它将变速控制系统与应用设备相结合,在精准的时间、地点投放输入,因地制宜,确保每块农田获得最适宜的投放量。
  • 智能灌溉:提升灌溉效率、减少水源浪费的需求日益扩大。通过部署可持续高效灌溉系统以保护水资源的这种方式愈来愈受到重视。基于物联网的智能灌溉对空气湿度、土壤湿度、温度、光照度等参数进行测量,由此精确计算出灌溉用水需求量。经验证,该机制可有效提高灌溉效率。
  • 农业无人机:无人机有着丰富的农业应用,可用于监测作物健康、农业拍照(以促进作物健康生长为目的)、可变速率应用、 牲畜管理等。无人机可以低成本监视大面积区域,搭载传感器 可轻易采集大量数据。
  • 智能温室:智能温室可持续监测气温、空气湿度、光照、土壤 湿度等气候状况,将作物种植过程中的人工干预降到最低。上述气候状况的改变会触发自动反应。在对气候变化进行分析评估后,温室会自动执行纠错功能,使各气候状况维持在最适 宜作物生长的水平。
  • 收成监测:收成监测机制可对影响农业收成的各方面因素进行监测,包括谷物质量流量、水量、收成总量等,监测得到的实 时数据可帮助农场主形成决策。该机制有助于缩减成本、提高 产量。
  • 农业管理系统(FMS):FMS 借助传感器及跟踪装置为农场 主及其他利益相关方提供数据收集与管理服务。收集到的数据 经过存储与分析,为复杂决策提供支撑。此外,FMS 还可用于辨识农业数据分析最佳实践与软件交付模型。它的优点还包括:提供可靠的金融数据和生产数据管理、提升与天气或突发事件相关的风险缓释能力
  • 土壤监测系统:土壤监测系统协助农场主跟踪并改善土壤质量。防止土壤恶化。系统可对一系列物理、化学、生物指标(如土 质、持水力、吸收率等)进行监测,降低土壤侵蚀、密化、盐化、 酸化、以及受危害土壤质量的有毒物质污染等风险。
  • 精准牲畜饲养:精准牲畜饲养可对牲畜的繁殖、健康、精神等 状况进行实时监测,确保收益最大化。农场主可利用先进科技 实施持续监测,并根据监测结果做出利于提高牲畜健康状况的决策。

华为表示:预计到 2050 年,全球总人口将增长至 95 亿,而电信运营商可帮助解决这些人口的吃饭问题。无人机、精准农业、牲畜监测、支付系统及数据与农业交易平台等具备无限潜力的智慧农业应用将创造出众多机遇。

小结:

据数据显示,目前全球有142亿亩盐碱地,我国盐碱地总数约15亿亩,其中有约3亿亩具有改造潜力。如果1亩盐碱地按亩产300公斤保守计算,年产量也将达到300亿公斤,能养活8000万人口。

华为此番宣布跟袁隆平合作,培养海水稻,则是对该白皮书看好智能农业市场而付诸的行动。如上述技术得以实现并推广普及,也将有效改善全球粮食短缺问题,经济和社会价值极高。

(综合整理自华为《联网农场智慧农业市场评估》、中国工控网

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