2018年01月22日 | 从IBM的智能酒庄到ADI的“番茄互联网”

最近听喜马拉雅的“吴晓波频道”，IBM副总裁与晓波同学谈起了物联网技术在酒庄的应用。有意思的是，最近还看到作为高性能模拟技术提供商的ADI居然去参加了一场农业产业展览会，而ADI的工程师还在过去两年时不时会发布博客分享该公司在“番茄互联网”上探索成果。中国作为农业大国，同时也是农业非常落后的国家，作为技术工作者，如何在农业上借助科技化实现“弯道超车”？科技巨头在农业智能科技上的探索，一样也是中国农业发展的未来。

IBM研究院曾在Gallo Winery酒庄实施科学智能化改造，将灌溉、土壤和气象数据与卫星图像和其他传感器的数据结合起来，预测获得最佳葡萄产量和顶尖葡萄品质所需的具体灌溉方法。ADI的番茄物联网也是实现类似的目标——ADI公司将硬件解决方案与基于云的物联网应用集成在一起，开发了一个能够端到端访问、轻松使用的完整解决方案，利用可靠精确的传感器为农场主提供可靠精确的信息，通过云集成通信让农场主能够随时随地掌握番茄的种植情况。

ADI在爱尔兰全国农耕竞赛（National Ploughing Championship）展会上的展示。

ADI参加农耕展背后的作物连接“黑科技”

几个月前，ADI公司作为参展商参加了一个似乎与高科技不搭界的展会——爱尔兰全国农耕竞赛（National Ploughing Championship）展示会，并展出了用于农业智能监测的平台及demo，帮助农场主解决作物连接的问题。“作物连接代表了ADI公司对智能农业的愿景，我们在这里推出的系统是面向美国和欧洲农业市场的无线环境监控解决方案。” ADI公司物联网平台部门的应用工程师Cherl Dougage在展会现场表示。这种环境监测解决方案能有效提供及时可行的信息，让种植者能够更好地利用自然资源，并更好地预测作物生长周期。

ADI公司物联网平台部门的应用工程师Cherl Dougage在展会现场讲解。

该系统包括一组无线传感器节点，一台网关设备以及ADI Connect云平台。每个无线传感器节点都带有微控制器ADuCM3029（基于超低功耗Cortex M3），以及ADF7030-1低功耗sub-GHz无线电，还有一套传感器用于测量温度、湿度、环境光照和方向。该器件每15分钟唤醒一次，收集传感器数据。

将数据存储在本地，每天唤醒一次，将完整数据集传输到网关设备，通过这种方式，充分利用了ADuCM3029的超低休眠电流（750nA），以及无线电的超低休眠电流（10nA）。“这类应用的低功耗特性非常关键，农场主可不希望总是要担心更换电池的问题。我们的系统可以轻松部署在农场中，现场部署可采用电池供电，一次可工作10年以上。轻松部署50个节点并连接到单个网关，相互间距半英里。” Dougage指出。

都带有微控制器ADuCM3029以及ADF7030-1低功耗sub-GHz无线电的无线传感器节点。

物联网在农业的应用——“番茄互联网”

当我们去超市挑选瓜果蔬菜的时候，我们常依靠视觉、嗅觉和触觉，通过主观“测试”选择，事实上很多时候当你辛苦烹饪出来却结果发现，味道简直糟糕透顶。如果有一种东西可以把有关味道的信息全都告诉你，岂不是更好？

ADI就尝试利用自己的技术来解决这个传统的难题，并从番茄入手。ADI利用其在检测、测量、转换方面的专业技术，以及对物联网生态系统的深入研究，构建了完整的从传感器到云端的解决方案，让农场主能够在整个种植周期内做出更好的决策，最终改善番茄的品质，提高经济效益和环境成效。

ADI工程师与当地的农场主面对面交流，更深入地了解番茄种植艺术；探讨番茄的理想口感、外形、气味、甜度、酸度和番茄红素含量；倾听农场主在最大限度地提高番茄产量方面所面临的挑战。“基于这些深入了解，我们开发了基于平台的检测、处理和通信解决方案，能够精确地测量环境数据，如：湿度、温度和环境光照条件等，这对于培育出极品番茄起着至关重要的作用。”Dougage表示。

前面Dougage提到的展示原型其实是在马萨诸塞农场上部署的早期原型，当初专用于西红柿种植，但实际上该系统的设计适用于任何作物，但ADI将此系统显著改进并用于西红柿种植，成就了业界很多工程师熟悉的“番茄互联网”。

网关端的屏幕显示作物现场的关键信息数据。

这个原型连接到一部充当网关设备的iPad，使用低功耗蓝牙技术收集一套传感器数据，每隔30秒就将这些数据传送至iPad。这部iPad连接到互联网，并将数据传输到ADI Connect云平台。在计算机屏幕上可以看到结果——计算的合成结果，特别是蒸气压差，它代表非常潮湿、完全饱和的空气与作物周边实际空气之间的区别。农场主可以了解随着蒸气压差减小，空气会变得更加潮湿；如果蒸气压差太低，植物的叶子可能腐烂，这会对植物健康构成威胁；生长度值是代表植物成熟程度的合成值，帮助种植者了解何时可以收割作物。

利用此解决方案监控番茄的生长环境，并为番茄农场主提供实时的生长条件和趋势信息（从农场获取传感器信息，将该内容传输到云应用程序，然后通过手持设备将详细的信息传回给农场主）。这个解决方案能提供精确且24小时监测数据，随时监控影响环境的指标，这些环境因素会影响番茄质量、味道、产量、致病的可能性。这些都是来自番茄藤的一手数据，通过无线方式发送，并储存在云端。利用这些数据，农场主能够采取干预措施，例如调整浇水量、对土壤进行改良甚至决定理想的收割时间，从而提高收成和改进风味。

“万能传感”时代的农业走向智能化

分析ADI这套农业智能监测的平台化方案，可以做出如下总结：得益于可靠且精确的传感器，该解决方案能够长期暴露于环境中为农场主提供可靠的信息；得益于高度可靠的低功耗处理，它能够持续工作若干季度而无需更换电池；通过云集成通信让农场主能够随时随地掌握番茄的种植情况；利用ADI的精确传感数据并基于ThingWorx构建的应用能够帮助农场主更好地理解和实施改进。

ADI将当前的时代叫做“万能传感”的时代，认为传感是做最重要的数据和信息的采集，这是接下来所有智能设备做计算处理的前提，有了数据才可以做智能化、数字化。这种趋势已经在消费电子、工业物联网以及无人驾驶汽车等广泛的应用中开始普及，农业现代化无疑会成为科技应用的新一波试验田。