В условиях высоких затрат на развертывание, коротких расстояний связи и высокого энергопотребления при мониторинге окружающей среды в сельскохозяйственном производстве, для широкомасштабного внедрения интеллектуального сельского хозяйства срочно необходима надежная, экономичная и комплексная инфраструктура Интернета вещей на местах. Компания HONDE интегрирует передовые сенсорные технологии с маломощной широкополосной связью для запуска интегрированной интеллектуальной системы мониторинга сельского хозяйства, основанной на сборщиках данных LoRa/LoRaWAN. Эта система собирает данные с помощью распределенных почвенных датчиков и метеорологических станций и агрегирует их с шлюзами LoRa, создавая широкомасштабную, маломощную и экономически эффективную полноразмерную нейронную сеть восприятия для сельскохозяйственных угодий, что действительно обеспечивает скачок от «интеллекта в одной точке» к «интеллекту на уровне всего фермерского хозяйства».
I. Системная архитектура: Трехуровневая парадигма совместной работы LPWAN в рамках Интернета вещей
Уровень восприятия: Сенсорные терминалы для координации между космосом и наземными станциями.
Базовый блок: многопараметрический датчик почвы HONDE: отслеживает объемное содержание воды в почве, температуру, электропроводность (соленость), некоторые модели поддерживают измерение нитратного азота или значения pH, и глубоко закрывает корневой слой растений.
Космический модуль: компактная сельскохозяйственная метеорологическая станция HONDE: отслеживает температуру и влажность воздуха, фотосинтетически активное излучение, скорость и направление ветра, количество осадков и атмосферное давление, фиксируя ключевые климатические факторы, влияющие на энерго- и материальное обмен в растительном покрове.
Транспортный уровень: LoRa/LoRaWAN — маломощная сеть дальнего радиуса действия
Основное оборудование: устройство сбора и передачи данных HONDE LoRa.
Сборщик данных: подключен к датчикам, отвечает за считывание, упаковку и беспроводную передачу данных по протоколу LoRa. Его сверхнизкое энергопотребление в сочетании с солнечными батареями позволяет осуществлять непрерывную работу в полевых условиях в течение нескольких лет без технического обслуживания.
Шлюз: Выступая в качестве сетевой ретрансляционной станции, он принимает данные, отправляемые всеми сборщиками в радиусе нескольких километров (обычно от 3 до 15 километров в зависимости от условий окружающей среды), а затем передает их обратно на облачный сервер через 4G/Ethernet. Один шлюз может легко управлять сотнями сенсорных узлов.
Платформенный уровень: слияние облачных данных и интеллектуальные приложения.
Данные декодируются, хранятся, анализируются и визуализируются в облаке.
II. Технические преимущества: Почему стоит выбрать LoRa/LoRaWAN?
Широкое покрытие и высокая проникающая способность: по сравнению с ZigBee и Wi-Fi, LoRa обеспечивает дальность связи в несколько километров на открытых сельскохозяйственных угодьях и может эффективно проникать сквозь растительный покров, что делает ее очень подходящей для фермерских хозяйств со сложным рельефом и множеством препятствий.
Сверхнизкое энергопотребление и длительный срок службы батареи: сенсорные узлы в основном находятся в спящем режиме и активируются только через регулярные интервалы для отправки данных, что позволяет системе солнечного электроснабжения стабильно работать даже в условиях непрерывных дождей и значительно снижает затраты на развертывание и техническое обслуживание.
Высокая пропускная способность и высокая параллельность: LoRaWAN использует звездообразную сетевую архитектуру и адаптивную скорость передачи данных. Один шлюз может подключаться к большому количеству терминалов, удовлетворяя потребности в плотном размещении датчиков на крупных фермах.
Высокая надежность и безопасность: благодаря использованию технологии беспроводного расширения спектра, устройство обладает высокой помехоустойчивостью. Передача данных поддерживается сквозным шифрованием, что обеспечивает безопасность сельскохозяйственных данных.
Стандартизация и открытость: LoRaWAN — это открытый стандарт для Интернета вещей, который позволяет избежать привязки к конкретному поставщику и упрощает расширение системы и будущие обновления.
III. Сценарии крупномасштабного применения в интеллектуальном сельском хозяйстве
1. Точное управление водными ресурсами и удобрениями для полевых культур.
На практике: на сотнях и тысячах акров кукурузных и пшеничных полей датчики влажности/солености почвы размещаются по сетке вместе с несколькими метеорологическими станциями. Все данные собираются через сеть LoRa.
Ценность: Платформа генерирует карты переменного орошения и внесения удобрений на основе полных данных об изменениях параметров поля, которые могут быть напрямую переданы интеллектуальным оросительным машинам или интегрированным системам полива и внесения удобрений, оснащенным контроллерами, для выполнения работ. Для достижения сбалансированного роста в регионе ожидается экономия воды и удобрений на 20-35%.
2. Точное регулирование микроклимата в садах и при выращивании сельскохозяйственных культур на теплицах.
Практическое задание: Установить метеорологические станции в разных частях сада (на вершине склона, у подножия склона, на наветренной и подветренной сторонах) и разместить почвенные датчики под типичными плодовыми деревьями.
Ценить
Для обеспечения точного раннего предупреждения, предотвращения и контроля погодных явлений по зонам проводится мониторинг в режиме реального времени микроскопического распределения таких разрушительных погодных условий, как заморозки и жаркие и сухие ветры на территории парка.
На основе данных об освещенности листвы и влажности почвы устанавливается и контролируется система капельного орошения или микроспринклеров для оптимизации водоснабжения и освещения в период созревания плодов и улучшения их качества.
3. Аквакультура и экологический мониторинг
Практическое задание: Разместите метеорологические станции и шлюзы LoRa у пруда для мониторинга атмосферной обстановки. Передавайте данные с датчиков качества воды через LoRa.
Преимущества: Комплексный анализ влияния метеорологических изменений (таких как резкое падение атмосферного давления и сильные дожди) на содержание растворенного кислорода и температуру воды в водоемах, выдача ранних предупреждений о риске затопления прудов и автоматическое повышение уровня кислорода.
4. Информационная основа для сельскохозяйственных исследований и управления производством.
Практическое применение: В сортовых испытаниях и исследованиях моделей выращивания следует развертывать сети мониторинга с низкими затратами и высокой плотностью.
Ценность: Получение непрерывных данных об окружающей среде с высоким пространственно-временным разрешением, обеспечивающих беспрецедентную поддержку данных для калибровки моделей и агрономической оценки. Поставщики услуг могут удаленно отслеживать всю окружающую среду управляемого фермерского хозяйства, обеспечивая стандартизированное управление производством на основе данных.
IV. Основная ценность системы HONDE: трансформация от технологии к пользе.
Максимальная совокупная стоимость владения: значительно снижает затраты на коммуникационные модули, сетевое оборудование и долгосрочное техническое обслуживание, что делает экономически целесообразным развертывание крупномасштабных сенсорных сетей высокой плотности.
Уточнение процесса принятия решений: переход от данных, полученных в «репрезентативных точках», к данным, полученным на всей территории поля, позволяет принимать управленческие решения, учитывающие реальные пространственные изменения на поле.
Простота в эксплуатации: беспроводная конструкция и питание от солнечной энергии обеспечивают гибкость установки системы, практически не требуя ежедневных осмотров на месте. Всем оборудованием можно управлять через облако.
Цифровизация активов: создана среда цифрового двойника в режиме реального времени, охватывающая всю ферму, обеспечивающая надежные данные для оценки, торговли, страхования и финансовых деривативов, связанных с активами фермы.
V. Эмпирический пример: цифровое возрождение фермы площадью тысяча м².
На современной ферме площадью 1200 му на Северо-Китайской равнине компания HONDE развернула сеть мониторинга, включающую 80 узлов мониторинга влажности почвы, 4 метеорологические станции и 2 шлюза LoRa. После запуска системы:
Принятие решений по орошению сместилось от использования двух репрезентативных точек к использованию сетки данных, основанной на 80 точках.
Автоматически генерируемый платформой гибкий план орошения позволил сэкономить 28% воды при первом весеннем поливе и значительно улучшить равномерность всхожести семян.
Благодаря мониторингу скорости ветра по всей площади поля, была оптимизирована траектория движения, а также точки взлета и посадки сельскохозяйственного дрона, что позволило повысить эффективность работы на 40%.
Управляющий фермой сказал: «Раньше мы обрабатывали большую площадь земли, полагаясь на интуицию и опыт. Теперь же мы управляем целой серией четко видимых «маленьких квадратов». Эта система не только экономит деньги, но и делает управление простым, точным и предсказуемым».
Заключение
Масштабное развитие интеллектуального сельского хозяйства опирается на инфраструктуру, подобную «нервной системе сельскохозяйственных угодий». Интегрированная система «космос-земля-сеть» компании HONDE, использующая LoRa/LoRaWAN в качестве «проводника нервных волокон» и почвенные и метеорологические датчики в качестве «периферийного восприятия», является именно зрелой реализацией этой нервной системы. Она решила проблему сбора данных на «последней миле» интеллектуального сельского хозяйства, преобразуя каждый вдох и импульс обширных сельскохозяйственных угодий в поток данных, который можно использовать для принятия решений с минимальными затратами. Это не только технологическая победа, но и глубокая трансформация парадигмы сельскохозяйственной производительности, знаменующая официальный вступление сельскохозяйственного производства в эпоху сетевого интеллекта, основанного на данных в реальном времени по всему региону, и прокладывающая четкий и воспроизводимый цифровой путь к глобальной продовольственной безопасности и устойчивому развитию сельского хозяйства.
О компании HONDE: Будучи разработчиком и новатором в области инфраструктуры Интернета вещей (IoT) для сельского хозяйства, компания HONDE стремится интегрировать наиболее подходящие коммуникационные технологии с точными сенсорными технологиями, чтобы предоставлять клиентам комплексные, масштабируемые решения для интеллектуального сельского хозяйства. Мы твердо убеждены, что стабильная, экономичная и открытая техническая архитектура является основой для того, чтобы интеллектуальное сельское хозяйство действительно прижилось на полях и создало универсальную ценность.
Для получения дополнительной информации о метеостанциях и датчиках состояния почвы, пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Дата публикации: 12 декабря 2025 г.