Đối mặt với những thách thức cốt lõi như chi phí triển khai cao, khoảng cách liên lạc ngắn và tiêu thụ năng lượng lớn trong giám sát môi trường sản xuất nông nghiệp, việc triển khai nông nghiệp thông minh quy mô lớn đang rất cần một cơ sở hạ tầng Internet vạn vật (IoT) tại hiện trường đáng tin cậy, tiết kiệm và hoàn chỉnh. Công ty HONDE tích hợp công nghệ cảm biến tiên tiến với truyền thông diện rộng công suất thấp để cho ra mắt một hệ thống giám sát nông nghiệp thông minh tích hợp, tập trung vào các bộ thu thập dữ liệu LoRa/LoRaWAN. Hệ thống này thu thập dữ liệu thông qua các cảm biến đất và trạm khí tượng phân tán, và tổng hợp chúng bằng các cổng LoRa, xây dựng một mạng lưới thần kinh nhận thức toàn diện, phủ sóng rộng, tiêu thụ điện năng thấp và tiết kiệm chi phí cho đất nông nghiệp, thực sự tạo nên bước nhảy vọt từ “trí thông minh điểm đơn” lên “trí thông minh cấp trang trại”.
I. Kiến trúc hệ thống: Mô hình Internet vạn vật LPWAN cộng tác ba lớp
Lớp cảm nhận: Các thiết bị đầu cuối cảm biến để phối hợp không gian-mặt đất.
Bộ phận cơ bản: Cảm biến đất đa thông số HONDE: Giám sát hàm lượng nước thể tích trong đất, nhiệt độ, độ dẫn điện (độ mặn), một số mẫu hỗ trợ giá trị nitrat nitơ hoặc pH, và bao phủ sâu lớp rễ lõi của cây trồng.
Trạm khí tượng nông nghiệp nhỏ gọn HONDE đặt trên không gian: Giám sát nhiệt độ và độ ẩm không khí, bức xạ quang hợp hoạt động, tốc độ và hướng gió, lượng mưa và áp suất khí quyển, thu thập các yếu tố khí hậu quan trọng ảnh hưởng đến sự trao đổi năng lượng và vật chất trong tán cây.
Lớp vận chuyển: Mạng diện rộng công suất thấp LoRa/LoRaWAN
Thiết bị cốt lõi: Bộ thu thập dữ liệu và cổng kết nối HONDE LoRa.
Bộ thu thập dữ liệu: Được kết nối với các cảm biến, chịu trách nhiệm đọc dữ liệu, đóng gói và truyền tải không dây thông qua giao thức LoRa. Thiết kế tiêu thụ điện năng cực thấp, kết hợp với các tấm pin mặt trời, cho phép hoạt động liên tục ngoài hiện trường trong nhiều năm mà không cần bảo trì.
Cổng kết nối: Là một trạm chuyển tiếp mạng, nó nhận dữ liệu được gửi bởi tất cả các thiết bị thu thập dữ liệu trong bán kính vài km (thường từ 3 đến 15 km tùy thuộc vào môi trường), sau đó truyền dữ liệu trở lại máy chủ đám mây thông qua mạng 4G/Ethernet. Một cổng kết nối duy nhất có thể dễ dàng quản lý hàng trăm nút cảm biến.
Lớp nền tảng: Hợp nhất dữ liệu đám mây và các ứng dụng thông minh
Dữ liệu được giải mã, lưu trữ, phân tích và hiển thị trực quan trên nền tảng đám mây.
II. Ưu điểm kỹ thuật: Tại sao nên chọn LoRa/LoRaWAN?
Phạm vi phủ sóng rộng và khả năng xuyên thấu mạnh mẽ: So với ZigBee và Wi-Fi, LoRa có phạm vi liên lạc vài kilomet ở vùng nông thôn thoáng đãng và có thể xuyên qua tán cây trồng một cách hiệu quả, do đó rất phù hợp với môi trường nông trại có địa hình phức tạp và nhiều vật cản.
Mức tiêu thụ điện năng cực thấp và tuổi thọ pin dài: Các nút cảm biến hầu hết ở trạng thái ngủ đông và chỉ thức dậy theo định kỳ để gửi dữ liệu, cho phép hệ thống cung cấp điện mặt trời hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện thời tiết mưa liên tục và giảm đáng kể chi phí triển khai và bảo trì.
Dung lượng cao và khả năng xử lý đồng thời cao: LoRaWAN sử dụng kiến trúc mạng hình sao và tốc độ dữ liệu thích ứng. Một cổng kết nối duy nhất có thể kết nối với một số lượng lớn thiết bị đầu cuối, đáp ứng nhu cầu triển khai cảm biến dày đặc trong các trang trại quy mô lớn.
Độ tin cậy và bảo mật cao: Sử dụng công nghệ trải phổ không dây, thiết bị có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ. Việc truyền dữ liệu hỗ trợ mã hóa đầu cuối để đảm bảo an toàn cho dữ liệu nông nghiệp.
Tiêu chuẩn hóa và tính mở: LoRaWAN là một tiêu chuẩn Internet vạn vật mở, giúp tránh tình trạng phụ thuộc vào nhà cung cấp và tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng hệ thống cũng như nâng cấp trong tương lai.
III. Các kịch bản ứng dụng quy mô lớn trong nông nghiệp thông minh
1. Quản lý chính xác lượng nước và phân bón cho cây trồng ngoài đồng.
Thực hành: Trên hàng trăm đến hàng nghìn mẫu ruộng ngô và lúa mì, các cảm biến độ ẩm/độ mặn của đất được triển khai theo mô hình lưới, cùng với một số trạm khí tượng. Tất cả dữ liệu được thu thập thông qua mạng LoRa.
Giá trị: Nền tảng này tạo ra các bản đồ hướng dẫn tưới tiêu và bón phân linh hoạt dựa trên dữ liệu biến đổi toàn diện của đồng ruộng, có thể được gửi trực tiếp đến các máy tưới thông minh hoặc máy tích hợp tưới và bón phân được trang bị bộ điều khiển để thực hiện. Để đạt được sự tăng trưởng cân bằng trên toàn khu vực, dự kiến có thể tiết kiệm được 20-35% lượng nước và phân bón.
2. Điều chỉnh chính xác vi khí hậu trong vườn cây ăn quả và nông nghiệp nhà kính
Bài tập thực hành: Lắp đặt các trạm khí tượng ở các khu vực khác nhau trong vườn cây ăn quả (đỉnh dốc, chân dốc, phía đón gió và phía khuất gió), và lắp đặt các cảm biến đất dưới các cây ăn quả tiêu biểu.
Giá trị
Việc giám sát theo thời gian thực sự phân bố vi mô của các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như sương giá và gió nóng khô trong công viên được thực hiện để đạt được cảnh báo sớm chính xác, cũng như phòng ngừa và kiểm soát theo từng khu vực.
Dựa trên dữ liệu về ánh sáng tán lá và độ ẩm đất, hệ thống tưới nhỏ giọt hoặc phun sương được liên kết và điều khiển để tối ưu hóa việc cung cấp nước và ánh sáng trong suốt giai đoạn phát triển của quả, từ đó nâng cao chất lượng.
3. Nuôi trồng thủy sản và giám sát môi trường
Bài tập: Triển khai các trạm khí tượng và cổng LoRa xung quanh ao để theo dõi môi trường khí quyển. Truyền dữ liệu cảm biến chất lượng nước qua LoRa.
Giá trị: Phân tích toàn diện tác động của các thay đổi khí tượng (như giảm áp suất đột ngột và mưa lớn) đến lượng oxy hòa tan và nhiệt độ nước trong các nguồn nước, đưa ra cảnh báo sớm về nguy cơ ngập lụt ao hồ và tự động tăng nồng độ oxy.
4. Nền tảng dữ liệu cho nghiên cứu nông nghiệp và ủy thác sản xuất
Thực tiễn: Trong các thử nghiệm giống và nghiên cứu mô hình canh tác, hãy triển khai mạng lưới giám sát với chi phí thấp và mật độ cao.
Giá trị: Thu thập dữ liệu môi trường liên tục, có độ phân giải không gian và thời gian cao, cung cấp hỗ trợ dữ liệu vượt trội cho việc hiệu chỉnh mô hình và đánh giá nông học. Các nhà cung cấp dịch vụ có thể giám sát từ xa toàn bộ môi trường của trang trại được quản lý, đạt được quản lý sản xuất tiêu chuẩn hóa dựa trên dữ liệu.
IV. Giá trị cốt lõi của hệ thống HONDE: Sự chuyển đổi từ công nghệ sang lợi ích
Tổng chi phí sở hữu (TCO) tối ưu: Giảm đáng kể chi phí cho các mô-đun truyền thông, cơ sở hạ tầng mạng và bảo trì dài hạn, giúp việc triển khai mạng lưới cảm biến quy mô lớn, mật độ cao trở nên khả thi về mặt kinh tế.
Cải tiến quá trình ra quyết định: Bước chuyển từ dữ liệu "điểm đại diện" sang dữ liệu "toàn trường" cho phép các quyết định quản lý đáp ứng được sự biến đổi không gian thực tế trong thực địa.
Vận hành gọn nhẹ: Thiết kế không dây và sử dụng năng lượng mặt trời giúp việc lắp đặt hệ thống trở nên linh hoạt, hầu như không cần kiểm tra tại chỗ hàng ngày. Tất cả thiết bị đều có thể được quản lý thông qua điện toán đám mây.
Số hóa tài sản: Một môi trường mô phỏng kỹ thuật số thời gian thực bao phủ toàn bộ trang trại đã được xây dựng, cung cấp các nguồn dữ liệu đáng tin cậy cho việc đánh giá, giao dịch, bảo hiểm và các sản phẩm phái sinh tài chính của tài sản trang trại.
V. Trường hợp thực nghiệm: Sự hồi sinh kỹ thuật số của một trang trại nghìn mẫu Anh
Tại một trang trại hiện đại rộng 1.200 mẫu Anh ở đồng bằng Bắc Trung Quốc, HONDE đã triển khai mạng lưới giám sát bao gồm 80 nút đo độ ẩm đất, 4 trạm khí tượng và 2 cổng LoRa. Sau khi hệ thống đi vào hoạt động:
Các quyết định về tưới tiêu đã chuyển từ việc dựa trên hai điểm đại diện sang dữ liệu dạng lưới dựa trên 80 điểm.
Kế hoạch tưới tiêu biến đổi được nền tảng tự động tạo ra đã tiết kiệm được 28% lượng nước trong lần tưới đầu tiên vào mùa xuân và cải thiện đáng kể tính đồng đều của sự nảy mầm của cây con.
Bằng cách theo dõi tốc độ gió trên toàn bộ khu vực, đường bay hoạt động cũng như điểm cất cánh và hạ cánh của máy bay không người lái nông nghiệp đã được tối ưu hóa, giúp tăng hiệu quả hoạt động lên 40%.
Người quản lý trang trại nói: “Trước đây, chúng tôi quản lý một diện tích đất rộng lớn dựa trên cảm tính và kinh nghiệm. Giờ đây, nó giống như quản lý một loạt các 'ô vuông nhỏ' được phân chia rõ ràng. Hệ thống này không chỉ tiết kiệm tiền mà còn giúp việc quản lý trở nên đơn giản, chính xác và có khả năng dự đoán.”
Phần kết luận
Sự phát triển quy mô lớn của nông nghiệp thông minh dựa trên một cơ sở hạ tầng giống như “hệ thần kinh của đất nông nghiệp”. Hệ thống tích hợp “không gian-mặt đất-mạng lưới” của HONDE, sử dụng LoRa/LoRaWAN làm “đường dẫn thần kinh” và các cảm biến đất và khí tượng làm “cảm nhận ngoại vi”, chính là sự hiện thực hóa hoàn thiện của hệ thần kinh này. Nó đã giải quyết được vấn đề thu thập dữ liệu ở “chặng cuối” của nông nghiệp thông minh, chuyển đổi mọi hơi thở và nhịp đập của vùng đất nông nghiệp rộng lớn thành một luồng dữ liệu có thể được sử dụng để ra quyết định với chi phí kinh tế. Đây không chỉ là một chiến thắng về công nghệ mà còn là một sự chuyển đổi sâu sắc về mô hình năng suất nông nghiệp, đánh dấu sự chính thức đưa sản xuất nông nghiệp vào kỷ nguyên trí tuệ mạng lưới được thúc đẩy bởi dữ liệu thời gian thực trên toàn khu vực, và mở ra một con đường kỹ thuật số rõ ràng và có thể nhân rộng cho an ninh lương thực toàn cầu và phát triển nông nghiệp bền vững.
Giới thiệu về HONDE: Là nhà xây dựng và đổi mới cơ sở hạ tầng Internet vạn vật (IoT) trong nông nghiệp, HONDE cam kết tích hợp các công nghệ truyền thông phù hợp nhất với các công nghệ cảm biến chính xác để cung cấp cho khách hàng các giải pháp nông nghiệp thông minh toàn diện, có khả năng mở rộng. Chúng tôi tin tưởng chắc chắn rằng một kiến trúc kỹ thuật ổn định, tiết kiệm và mở là nền tảng để nông nghiệp thông minh thực sự bén rễ trên đồng ruộng và tạo ra giá trị toàn cầu.
Để biết thêm thông tin về trạm thời tiết và cảm biến đất, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Thời gian đăng bài: 12/12/2025