Di fronte alle sfide principali degli elevati costi di implementazione, delle brevi distanze di comunicazione e dell'elevato consumo energetico nel monitoraggio ambientale nella produzione agricola, l'implementazione su larga scala dell'agricoltura intelligente necessita urgentemente di un'infrastruttura Internet of Things affidabile, economica e completa sul campo. L'azienda HONDE integra tecnologie di rilevamento all'avanguardia con comunicazioni ad ampio raggio a basso consumo per lanciare un sistema integrato di monitoraggio agricolo intelligente incentrato su collettori di dati LoRa/LoRaWAN. Questo sistema raccoglie i dati tramite sensori del suolo distribuiti e stazioni meteorologiche e li aggrega tramite gateway LoRa, creando una rete neurale percettiva full-dimensionale ad ampia copertura, a basso consumo energetico e conveniente per i terreni agricoli, compiendo un vero e proprio salto dall'"intelligenza a punto singolo" all'"intelligenza a livello di fattoria".
I. Architettura di sistema: paradigma Internet of Things LPWAN collaborativo a tre livelli
Livello di percezione: terminali di rilevamento per il coordinamento spazio-terra
Unità di base: sensore multiparametrico per il suolo HONDE: monitora il contenuto volumetrico di acqua nel suolo, la temperatura, la conduttività elettrica (salinità), alcuni modelli supportano l'azoto nitrico o il valore del pH e copre in profondità lo strato radicale centrale delle colture.
Unità spaziale: stazione meteorologica agricola compatta HONDE: monitora la temperatura e l'umidità dell'aria, la radiazione fotosinteticamente attiva, la velocità e la direzione del vento, le precipitazioni e la pressione atmosferica, catturando i principali fattori climatici dello scambio di energia e materiali nella chioma.
Livello di trasporto: rete WAN a basso consumo energetico LoRa/LoRaWAN
Attrezzatura principale: raccoglitore dati e gateway HONDE LoRa.
Raccoglitore di dati: collegato ai sensori, è responsabile della lettura dei dati, del loro impacchettamento e della trasmissione wireless tramite protocollo LoRa. Il suo design a bassissimo consumo energetico, in combinazione con i pannelli solari, consente un funzionamento continuo sul campo per diversi anni senza necessità di manutenzione.
Gateway: in quanto stazione di ritrasmissione di rete, riceve i dati inviati da tutti i sensori entro un raggio di diversi chilometri (in genere da 3 a 15 chilometri a seconda dell'ambiente) e li ritrasmette al server cloud tramite 4G/Ethernet. Un singolo gateway può gestire facilmente centinaia di nodi sensore.
Livello piattaforma: fusione dei dati cloud e applicazioni intelligenti
I dati vengono decodificati, archiviati, analizzati e visualizzati nel cloud.
Ii. Vantaggi tecnici: perché scegliere LoRa/LoRaWAN?
Ampia copertura e forte penetrazione: rispetto a ZigBee e Wi-Fi, LoRa ha una distanza di comunicazione di diversi chilometri in terreni agricoli aperti e può penetrare efficacemente la chioma delle colture, rendendolo particolarmente adatto ad ambienti agricoli con terreni complessi e molti ostacoli.
Consumo energetico estremamente basso e lunga durata della batteria: i nodi dei sensori sono per lo più in uno stato dormiente e si riattivano solo a intervalli regolari per inviare dati, consentendo al sistema di alimentazione solare di funzionare stabilmente anche in caso di pioggia continua e riducendo significativamente i costi di distribuzione e manutenzione.
Elevata capacità e alta concorrenza: LoRaWAN adotta un'architettura di rete a stella e una velocità di trasmissione dati adattiva. Un singolo gateway può connettersi a un gran numero di terminali, soddisfacendo la domanda di un'ampia distribuzione di sensori in aziende agricole su larga scala.
Elevata affidabilità e sicurezza: utilizzando la tecnologia wireless a spettro diffuso, offre una forte capacità anti-interferenza. La trasmissione dei dati supporta la crittografia end-to-end per garantire la sicurezza dei dati agricoli.
Standardizzazione e apertura: LoRaWAN è uno standard aperto per l'Internet delle cose, che evita il vincolo con un fornitore e facilita l'espansione del sistema e gli aggiornamenti futuri.
Iii. Scenari applicativi su larga scala nell'agricoltura intelligente
1. Gestione precisa dell'acqua e dei fertilizzanti per le colture in pieno campo
Pratica: in campi di mais e grano che si estendono per centinaia o migliaia di acri, sensori di umidità/salinità del suolo sono distribuiti secondo uno schema a griglia, insieme a diverse stazioni meteorologiche. Tutti i dati vengono raccolti tramite la rete LoRa.
Valore: la piattaforma genera mappe variabili di prescrizione di irrigazione e fertilizzazione basate su dati completi sulle variazioni del campo, che possono essere inviate direttamente a macchine di irrigazione intelligenti o a macchine integrate di acqua e fertilizzanti dotate di controller per l'esecuzione. Per raggiungere una crescita equilibrata in tutta la regione, si prevede un risparmio di acqua e fertilizzanti del 20-35%.
2. Regolazione precisa del microclima nei frutteti e nell'agricoltura intensiva
Pratica: installare stazioni meteorologiche in diverse aree del frutteto (cima del pendio, fondo del pendio, sopravvento e sottovento) e installare sensori del suolo sotto gli alberi da frutto rappresentativi.
Valore
Il monitoraggio in tempo reale della distribuzione microscopica di condizioni meteorologiche disastrose, come gelo e venti caldi e secchi all'interno del parco, viene effettuato per ottenere un preciso sistema di allerta precoce, prevenzione e controllo per zone.
Sulla base dei dati relativi alla luce della chioma e all'umidità del terreno, il sistema di irrigazione a goccia o a micro-irrigatori viene collegato e controllato per ottimizzare l'apporto di acqua e luce durante il periodo di espansione dei frutti e migliorarne la qualità.
3. Acquacoltura e monitoraggio ambientale
Pratica: installare stazioni meteorologiche e gateway LoRa in prossimità dello stagno per monitorare l'ambiente atmosferico. Trasmettere i dati dei sensori sulla qualità dell'acqua tramite LoRa.
Valore: analizza in modo completo l'impatto dei cambiamenti meteorologici (come cali improvvisi della pressione atmosferica e forti piogge) sull'ossigeno disciolto e sulla temperatura dell'acqua nei corpi idrici, emette avvisi tempestivi sui rischi di allagamento degli stagni e aumenta automaticamente i livelli di ossigeno.
4. La base dati per l'affidamento della ricerca e della produzione agricola
Pratica: nelle sperimentazioni varietali e nella ricerca sui modelli di coltivazione, implementare reti di monitoraggio a basso costo e ad alta densità.
Valore: ottenere dati ambientali continui e ad alta risoluzione spazio-temporale, fornendo un supporto dati senza pari per la calibrazione dei modelli e la valutazione agronomica. I fornitori di servizi possono monitorare da remoto l'intero ambiente dell'azienda agricola gestita, ottenendo una gestione della produzione standardizzata basata sui dati.
Iv. Valore fondamentale del sistema HONDE: la trasformazione dalla tecnologia al beneficio
TCO massimo: riduce significativamente il costo dei moduli di comunicazione, delle strutture di rete e della manutenzione a lungo termine, rendendo economicamente possibile l'implementazione di reti di sensori ad alta densità e su larga scala.
Affinamento del processo decisionale: il passaggio dai dati “rappresentativi puntuali” ai dati “a campo intero” consente alle decisioni di gestione di rispondere alle reali variazioni spaziali sul campo.
Funzionamento leggero: il design wireless e alimentato a energia solare rende l'installazione del sistema flessibile, riducendo al minimo la necessità di ispezioni giornaliere sul campo. Tutte le apparecchiature possono essere gestite tramite cloud.
Digitalizzazione delle risorse: è stato creato un ambiente gemello digitale in tempo reale che copre l'intera azienda agricola, fornendo risorse di dati affidabili per la valutazione, la negoziazione, l'assicurazione e i derivati finanziari delle risorse agricole.
V. Caso empirico: la rinascita digitale di una fattoria di mille mu
In una moderna azienda agricola che si estende su 1.200 mu nella Pianura della Cina settentrionale, HONDE ha implementato una rete di monitoraggio che include 80 nodi di umidità del suolo, 4 stazioni meteorologiche e 2 gateway LoRa. Una volta che il sistema è in funzione:
Le decisioni in materia di irrigazione sono passate da una base di dati rappresentativi a una griglia di dati basata su 80 punti.
Il piano di irrigazione variabile generato automaticamente dalla piattaforma ha consentito di risparmiare il 28% di acqua nella prima irrigazione primaverile e di migliorare significativamente l'uniformità della germinazione delle piantine.
Monitorando la velocità del vento sull'intero campo, è stato possibile ottimizzare il percorso operativo e i punti di decollo e atterraggio del drone agricolo, aumentando l'efficienza operativa del 40%.
Il responsabile dell'azienda agricola ha affermato: "In precedenza, gestivamo una vasta area di terreno basandoci su sensazioni ed esperienze. Ora è come gestire una serie di 'piccoli quadrati' chiaramente visibili". Questo sistema non solo fa risparmiare denaro, ma rende anche la gestione semplice, precisa e predittiva.
Conclusione
Lo sviluppo su larga scala dell'agricoltura intelligente si basa su un'infrastruttura che è come il "sistema nervoso dei terreni agricoli". Il sistema integrato "spazio-terra-rete" di HONDE, che utilizza LoRa/LoRaWAN come "conduzione nervosa" e sensori del suolo e meteorologici come "percezione periferica", è esattamente la realizzazione matura di questo sistema nervoso. Ha risolto il problema dell'acquisizione dati nell'"ultimo miglio" dell'agricoltura intelligente, convertendo ogni respiro e pulsazione dei vasti terreni agricoli in un flusso di dati utilizzabile per il processo decisionale a costi contenuti. Questa non è solo una vittoria tecnologica, ma anche una profonda trasformazione del paradigma della produttività agricola, che segna l'ingresso ufficiale della produzione agricola nell'era dell'intelligenza di rete guidata da dati in tempo reale in tutta la regione e apre un percorso digitale chiaro e replicabile per la sicurezza alimentare globale e lo sviluppo agricolo sostenibile.
Informazioni su HONDE: in qualità di costruttore e innovatore di infrastrutture per l'Internet of Things (IoT) in ambito agricolo, HONDE si impegna a integrare le tecnologie di comunicazione più idonee con tecnologie di rilevamento di precisione per fornire ai clienti soluzioni end-to-end e scalabili per l'agricoltura intelligente. Crediamo fermamente che un'architettura tecnica stabile, economica e aperta sia fondamentale affinché l'agricoltura intelligente possa realmente radicarsi nei campi e creare valore universale.
Per ulteriori informazioni sulla stazione meteorologica e sui sensori del suolo, contattare Honde Technology Co., LTD.
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Email: info@hondetech.com
Sito web aziendale:www.hondetechco.com
Data di pubblicazione: 12-12-2025