في مواجهة التحديات الأساسية المتمثلة في ارتفاع تكاليف النشر، وقصر مسافات الاتصال، وارتفاع استهلاك الطاقة في مراقبة البيئة في الإنتاج الزراعي، يتطلب تطبيق الزراعة الذكية على نطاق واسع بنية تحتية موثوقة واقتصادية ومتكاملة لإنترنت الأشياء في الحقل. تُدمج شركة هوندي أحدث تقنيات الاستشعار مع تقنية الاتصال واسعة النطاق منخفضة الطاقة لإطلاق نظام متكامل لمراقبة الزراعة الذكية، يرتكز على أجهزة جمع البيانات بتقنية LoRa/LoRaWAN. يجمع هذا النظام البيانات من خلال أجهزة استشعار التربة الموزعة ومحطات الأرصاد الجوية، ويُدمجها مع بوابات LoRa، مما يُنشئ شبكة عصبية إدراكية شاملة الأبعاد واسعة التغطية ومنخفضة استهلاك الطاقة وفعالة من حيث التكلفة للأراضي الزراعية، محققًا بذلك نقلة نوعية من "الذكاء أحادي النقطة" إلى "الذكاء على مستوى المزرعة".
أولاً: بنية النظام: نموذج إنترنت الأشياء التعاوني ثلاثي الطبقات بتقنية LPWAN
طبقة الإدراك: محطات استشعار للتنسيق بين الفضاء والأرض
الوحدة الأساسية: مستشعر التربة متعدد المعايير من HONDE: يراقب محتوى الماء الحجمي للتربة ودرجة الحرارة والتوصيل الكهربائي (الملوحة)، وتدعم بعض النماذج نيتروجين النترات أو قيمة الرقم الهيدروجيني، ويغطي بعمق طبقة الجذر الأساسية للمحاصيل.
الوحدة الفضائية: محطة هوندي للأرصاد الجوية الزراعية المدمجة: تراقب درجة حرارة الهواء والرطوبة والإشعاع النشط ضوئياً وسرعة الرياح واتجاهها وهطول الأمطار والضغط الجوي، وتلتقط المحركات المناخية الرئيسية لتبادل الطاقة والمواد في الغطاء النباتي.
طبقة النقل: شبكة LoRa/LoRaWAN واسعة النطاق منخفضة الطاقة
المعدات الأساسية: جهاز تجميع بيانات وبوابة HONDE LoRa.
جامع البيانات: متصل بأجهزة الاستشعار، وهو مسؤول عن قراءة البيانات وتغليفها ونقلها لاسلكيًا عبر بروتوكول LoRa. يتيح تصميمه ذو الاستهلاك المنخفض للغاية للطاقة، بالإضافة إلى الألواح الشمسية، التشغيل الميداني المستمر لعدة سنوات دون صيانة.
البوابة: بصفتها محطة ترحيل شبكية، تستقبل البيانات المرسلة من جميع أجهزة التجميع ضمن نطاق عدة كيلومترات (عادةً من 3 إلى 15 كيلومترًا حسب البيئة)، ثم تعيد إرسالها إلى خادم السحابة عبر شبكة الجيل الرابع/إيثرنت. ويمكن لبوابة واحدة إدارة مئات من عقد الاستشعار بسهولة.
طبقة المنصة: دمج البيانات السحابية والتطبيقات الذكية
يتم فك تشفير البيانات وتخزينها وتحليلها وعرضها بصرياً في السحابة.
ثانيًا: المزايا التقنية: لماذا نختار LoRa/LoRaWAN؟
تغطية واسعة واختراق قوي: بالمقارنة مع ZigBee و Wi-Fi، تتمتع LoRa بمسافة اتصال تصل إلى عدة كيلومترات في الأراضي الزراعية المفتوحة ويمكنها اختراق غطاء المحاصيل بشكل فعال، مما يجعلها مناسبة للغاية للبيئات الزراعية ذات التضاريس المعقدة والعديد من العوائق.
استهلاك منخفض للغاية للطاقة وعمر بطارية طويل: تكون عقد الاستشعار في الغالب في حالة خمول ولا تستيقظ إلا على فترات منتظمة لإرسال البيانات، مما يتيح لنظام إمداد الطاقة الشمسية العمل بثبات حتى في الطقس الممطر المستمر ويقلل بشكل كبير من تكاليف النشر والصيانة.
سعة عالية وتزامن عالٍ: تعتمد تقنية LoRaWAN على بنية شبكة نجمية ومعدل بيانات متكيف. يمكن لبوابة واحدة الاتصال بعدد كبير من الأجهزة الطرفية، مما يلبي متطلبات نشر أجهزة الاستشعار بكثافة في المزارع واسعة النطاق.
موثوقية وأمان عاليتان: بفضل استخدام تقنية الطيف المنتشر اللاسلكي، يتمتع الجهاز بقدرة عالية على مقاومة التداخل. كما يدعم نقل البيانات التشفير التام بين الطرفين لضمان أمان البيانات الزراعية.
التوحيد والانفتاح: LoRaWAN هو معيار مفتوح لإنترنت الأشياء، مما يتجنب احتكار البائعين ويسهل توسيع النظام والترقيات المستقبلية.
ثالثًا: سيناريوهات التطبيق واسعة النطاق في الزراعة الذكية
1. الإدارة الدقيقة للمياه والأسمدة للمحاصيل الحقلية
التطبيق العملي: في مئات إلى آلاف الأفدنة من حقول الذرة والقمح، يتم نشر أجهزة استشعار رطوبة التربة/الملوحة بنمط شبكي، إلى جانب العديد من محطات الأرصاد الجوية. يتم جمع جميع البيانات من خلال شبكة LoRa.
القيمة: تُنشئ المنصة خرائط ري وتسميد متغيرة بناءً على بيانات التغيرات الحقلية الكاملة، والتي يمكن إرسالها مباشرةً إلى آلات الري الذكية أو آلات الري والتسميد المتكاملة المزودة بوحدات تحكم لتنفيذها. ولتحقيق نمو متوازن في جميع أنحاء المنطقة، من المتوقع توفير ما بين 20 و35% من المياه والأسمدة.
2. التنظيم الدقيق للمناخ المحلي في البساتين والزراعة المحمية
الممارسة: قم بإنشاء محطات أرصاد جوية في مناطق مختلفة من البستان (أعلى المنحدر، أسفل المنحدر، في اتجاه الريح، وفي الجانب الآخر)، وقم بتركيب أجهزة استشعار التربة تحت أشجار الفاكهة النموذجية.
قيمة
يتم إجراء مراقبة في الوقت الحقيقي للتوزيع المجهري للظروف الجوية الكارثية مثل الصقيع والرياح الحارة والجافة داخل الحديقة لتحقيق إنذار مبكر دقيق والوقاية والسيطرة حسب المناطق.
استنادًا إلى بيانات ضوء الغطاء النباتي ورطوبة التربة، يتم ربط نظام الري بالتنقيط أو نظام الرش الدقيق والتحكم فيه لتحسين إمدادات المياه والضوء خلال فترة نمو الثمار وتحسين الجودة.
3. تربية الأحياء المائية والرصد البيئي
تمرين عملي: قم بنشر محطات الأرصاد الجوية وبوابات LoRa بجوار البركة لمراقبة البيئة الجوية. قم بنقل بيانات مستشعرات جودة المياه عبر LoRa.
القيمة: تحليل شامل لتأثير التغيرات المناخية (مثل الانخفاضات المفاجئة في ضغط الهواء والأمطار الغزيرة) على الأكسجين المذاب ودرجة حرارة الماء في المسطحات المائية، وإصدار تحذيرات مبكرة لمخاطر الفيضانات في البرك، وزيادة مستويات الأكسجين تلقائيًا.
4. قاعدة البيانات الخاصة بالبحوث الزراعية وتكليف الإنتاج
الممارسة: في تجارب الأصناف وأبحاث نماذج الزراعة، يتم نشر شبكات المراقبة بتكلفة منخفضة وكثافة عالية.
القيمة: الحصول على بيانات بيئية متواصلة وعالية الدقة المكانية والزمانية، مما يوفر دعماً بياناتياً لا مثيل له لمعايرة النماذج والتقييم الزراعي. يمكن لمقدمي الخدمات مراقبة البيئة الكاملة للمزرعة المُدارة عن بُعد، مما يحقق إدارة إنتاج موحدة قائمة على البيانات.
رابعًا: القيمة الأساسية لنظام هوندي: التحول من التكنولوجيا إلى المنفعة
التكلفة الإجمالية للملكية النهائية: تقلل بشكل كبير من تكلفة وحدات الاتصال ومرافق الشبكة والصيانة طويلة الأجل، مما يجعل نشر شبكات الاستشعار واسعة النطاق وعالية الكثافة أمرًا ممكنًا من الناحية الاقتصادية.
تحسين عملية صنع القرار: إن الانتقال من بيانات "النقطة التمثيلية" إلى بيانات "الحقل الكامل" يمكّن قرارات الإدارة من الاستجابة للاختلافات المكانية الحقيقية في الحقل.
تشغيل خفيف الوزن: بفضل التصميم اللاسلكي الذي يعمل بالطاقة الشمسية، يتميز النظام بمرونة تركيبه، مما يقلل الحاجة إلى عمليات الفحص الميداني اليومية. ويمكن إدارة جميع المعدات عبر السحابة.
رقمنة الأصول: تم إنشاء بيئة توأم رقمي في الوقت الفعلي تغطي المزرعة بأكملها، مما يوفر أصول بيانات موثوقة لتقييم وتداول وتأمين ومشتقات مالية لأصول المزرعة.
خامساً: دراسة حالة تجريبية: إعادة إحياء مزرعة مساحتها ألف مو رقمياً
في مزرعة حديثة تمتد على مساحة 1200 مو في سهل شمال الصين، قامت شركة هوندي بنشر شبكة مراقبة تضم 80 عقدة لقياس رطوبة التربة، و4 محطات أرصاد جوية، وبوابتين لتقنية LoRa. بعد تشغيل النظام:
لقد تحولت قرارات الري من الاعتماد على نقطتين تمثيليتين إلى بيانات الشبكة القائمة على 80 نقطة.
لقد وفرت خطة الري المتغيرة التي تم إنشاؤها تلقائيًا بواسطة المنصة 28٪ من المياه في الري الأول في الربيع وحسنت بشكل كبير من تجانس ظهور الشتلات.
من خلال مراقبة سرعة الرياح في جميع أنحاء الحقل، تم تحسين مسار التشغيل ونقاط الإقلاع والهبوط للطائرة الزراعية بدون طيار، وتم زيادة كفاءة التشغيل بنسبة 40٪.
قال مدير المزرعة: "في السابق، كنا ندير مساحة شاسعة من الأرض بالاعتماد على الحدس والخبرة. أما الآن، فالأمر أشبه بإدارة سلسلة من "المربعات الصغيرة" الواضحة المعالم." هذا النظام لا يوفر المال فحسب، بل يجعل الإدارة بسيطة ودقيقة وقابلة للتنبؤ.
خاتمة
يعتمد التطور واسع النطاق للزراعة الذكية على بنية تحتية تُشبه "الجهاز العصبي للأراضي الزراعية". ويُعدّ نظام "الفضاء-الأرض-الشبكة" المتكامل من HONDE، الذي يستخدم تقنية LoRa/LoRaWAN كـ"ناقل عصبي" وأجهزة استشعار التربة والأرصاد الجوية كـ"استشعار محيطي"، تجسيدًا ناضجًا لهذا الجهاز العصبي. فقد حلّ هذا النظام مشكلة جمع البيانات في "المرحلة الأخيرة" من الزراعة الذكية، محولًا كل نبضة من نبضات الأراضي الزراعية الشاسعة إلى تدفق بيانات يُمكن استخدامه في اتخاذ القرارات بتكلفة اقتصادية. ولا يُعدّ هذا انتصارًا تقنيًا فحسب، بل تحولًا جذريًا في نموذج الإنتاجية الزراعية، مُؤذنًا بدخول الإنتاج الزراعي رسميًا عصر الذكاء الشبكي المُعتمد على البيانات الآنية في جميع أنحاء المنطقة، ومُمهدًا طريقًا رقميًا واضحًا وقابلًا للتكرار لتحقيق الأمن الغذائي العالمي والتنمية الزراعية المستدامة.
نبذة عن هوندي: بصفتها شركة رائدة في بناء وتطوير بنية تحتية لإنترنت الأشياء الزراعية، تلتزم هوندي بدمج أنسب تقنيات الاتصال مع تقنيات الاستشعار الدقيقة لتزويد عملائها بحلول زراعية ذكية شاملة وقابلة للتطوير. نؤمن إيمانًا راسخًا بأن البنية التقنية المستقرة والاقتصادية والمفتوحة هي الأساس لترسيخ الزراعة الذكية في الحقول وخلق قيمة عالمية.
للحصول على مزيد من المعلومات حول محطات الأرصاد الجوية وأجهزة استشعار التربة، يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
واتساب: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com
تاريخ النشر: 12 ديسمبر 2025