创业案例 | 无线检测、精准农业，老刘在物联网上越走越远
今天摘选的是《绿色创业汇2017春季案例集》的第二个案例——铺就数字农业之路 刘宗波的农业物联网与大数据应用。主人公刘宗波，北京科百宏业公司和奥地利CAIPOS公司创始人，本科与研究生先后毕业于山东农业大学和华南农业大学，创业之前近二十年一直在土壤水分等农业环境信息的采集和节水灌溉控制等业务领域工作。一个在农业领域有如此长经验的老手，是怎么在“现代农业”这个大蛋糕里分一杯羹的呢？
科百宏业是助力早期绿色创业者发展的“绿色创业汇”平台2014年度入选企业。这家科技公司，掌握着世界一流水平的物联网无线网络环境数据采集和无线网络控制技术，配合温室、滴灌等农业设施和设备，可以精准地无线监测和控制水、肥、农药的使用，令水、肥、药的使用量精准满足作物生长之需，做到最大限度地节水节肥，最大限度地降低化肥农药造成的污染，减少农药残留，提高食品安全性。从经济效益来说，在节约水、肥、药成本的同时，还可以提高作物品质和产量。
低成本的农业物联网无线信息采集网络、高效的云平台/大数据处理系统以及方便的无线控制网络组成了农业信息高速公路，已经逐步成为现代农业发展所必需的基础设施。科百宏业尽管还是一家非常年轻的创业企业，却已经是全世界该领域中的佼佼者，在数据采集、无线监测与控制方面，都有不俗的表现。目前为止，科百宏业已经与微软中国合作开发了微软云农业环境数据采集系统，与中华供销总社中国农资集团、云农场等机构达成战略合作伙伴关系，为以色列AWB公司、意大利IRRITEK公司、俄罗斯精准农业公司等机构提供农业大数据采集、处理和应用服务。
科百宏业农业物联网技术系统在大田使用场景
该公司研发的凯普斯农业物联网自动监测预警系统，其监测预警全程由系统主动完成，用户使用简单，不需要培训。高效的无线传输技术，将田间地头采集到的大量数据源源不断地传输到云端，自主开发的专业云平台可根据用户需求，根据现场获得的数据以及农业科研人员的研究，为用户提供及时的预警信息和远程控制等服务。
在大田、温室等现场收集数据的是节点设备，节点设备小巧而方便移动，即插即用。
一个节点设备可接入多只传感器，分别监测多项不同要素。获得数据之后节点会自动寻找信号，将数据无线传输到物联网基站。用户只需要在主机中简单地插入一小片sim卡就可以开始工作，无线连接设在农田、大棚等地的无线节点接入的成千上百的各种传感器，单台物联网基站可以轻松监控4-5平方公里的大田或最多16个温室大棚，并持续将数据传输到云端。
当监测要素的指标接近预先设定的预警线时，云平台会自动给农业生产管理者发送信息，推送到用户的电脑、手机或其它终端上，精确告知用户具体什么位置、什么指标达到了预警线，方便尽快采取有针对性的应对措施。比如利用科百宏业的无线控制系统，可以根据监测结果，在用量和时间点上比人工干预更加精准地远程调节相应地块的水、肥、药的施用。
农业物联网监测系统应用于温室大棚环境监测示意图
这套无线监测、传输和控制系统，取得多项重要的技术突破：
第一个重要技术突破表现在节点和基站的低功耗。科百研发的系统中，节点耗电量仅为现有同类产品的几十分之一：一个节点使用1节5号锂电池，可在大田中使用3~5年（数据传输频率按1小时一次计算），而目前普遍在用的同类产品只能维持1-2个月，在加装太阳能板或蓄电池的情况下才能延长到一年。科百系统的基站待机功耗低至行业普遍水准的百分之一: 仅20-50微安，而行业内普遍水平大约5毫安。基站功耗低，就可以支持更多数量的传感器，设备投入成本可以大大降低。
除了节能，低功耗还意味着减少污染。由于功耗低，所以电池的使用大幅度减少，也就减少了电池生产以及废旧电池抛弃和处理过程中可能造成的污染。在大规模应用情况下，低功耗对节能环保的贡献会更加显著。此外，低功耗也使维护频率降低，节省了人力。
技术突破的第二个重要方面是数据高度集成。监测不同要素的几种传感器可以方便地接入一个节点，同时测量多种指标。相比较于传统的农业技术，要为每一种数据配置一种采集设备、一种显示设备、一种传输设备……不仅设备成本高昂，不同设备获得的数据不在同一个平台上，不利于综合计算和管理，且由于一些要素的互相影响，造成仪器之间的系统误差，影响结果的准确度。
而在集成系统中，不管多少监测项目都使用同一套系统，消除了设备和人工测量的误差，从而提高了数据准确度，也便于在多种数据之间进行综合分析、计算和控制。数据集成导致数据质量可靠，使用过程便利，并大大降低成本。
第三，这套无线传输系统的穿障能力强大。可确保从节点到基站之间，长达1公里的稳定传输。在无障碍地区，稳定传输距离会更长。常规障碍如温室大棚等常规设施农业的墙壁、玻璃，树林，土墙，作物等，都不造成影响，不会降低数据传输效果。不会由于节点与基站间突然出现新建筑之类原因，导致数据传输阻断，这就确保了信息高速公路的稳定可靠。
科百宏业农业物联网无线监测、传输、预警和无线控制系统示意图
在使用上，使用农业物联网系统没有技术门槛，比使用传统的农业监测设备要简单得多。操作也十分便利，将农业技术人员从不断巡回监测记录以及事后分析等繁重工作中解脱出来，降低了劳动强度，人力可以投入更有价值的工作中。近年来，很多新的力量加入农业，产生了“新农民”。传统上，一个合格的农业技术人员需要经过多年培养，“新农民”的农业生产经验却不那么丰富。而智慧农业平台系统恰恰可以大大弥补其经验上的不足，提升其农业经营水平。
以一个拥有30座大棚的花卉农场为例，在使用传统监测仪器和设备的情况下，要做到1小时监测一次的频度，一个技术员需要马不停蹄地在大棚之间穿梭：进棚、巡视、记录或查看多项数据，再匆匆赶往下一个大棚，平均在每一个大棚逗留的时间不足2分钟。而且无论白天黑夜天气寒暑都不能中断，需要几位技术员不间断轮班。如果使用物联网技术自动监测的话，系统可以轻松做到每隔10分钟甚至5分钟进行一次监测——频度依照生产需要制定，并即时发送数据，管理者无需奔波，随时掌握所有大棚的实时情况。
最新推出的无线控制系统方面，科百的物联网无线节点不仅具有无线环境监测功能，还可以同时实现农业设备无线控制功能。灌溉系统的电磁阀、水泵、水肥一体机和温室各种环境控制设备都可以通过物联网控制器和无线节点进行无线控制。极大地降低了农业设施的控制系统的安装、使用和维护成本，使大田电磁阀等设备摆脱了对电源和信号线缆的依赖，极大地提高了农业设备控制的可靠度和方便性。
科百公司建立起的这套物联网平台技术系统，其专业的农业云平台可以和其它平台无缝对接，应用拓展空间巨大，可以服务多种群体，既包括大型农场、农业企业，也包括中小农户。中小农户可以通过合作共享、成本分担的形式共用一个中央平台，也加入智慧农业的行列。
精准施药，严格控制病虫害
提高农业科研水平和科研成果的应用推动农业保险业，实现农业救灾
入选“绿色创业汇”的时候，科百宏业的科技公司身份曾经引起一些传统环保业内人士的诧异：绿色企业不就应该是那些污染处理公司、物资循环企业吗？但在绿色创业汇的导师们看来，绿色经济不等于只从事事后治理，前端干预如同传统中医所崇尚的“上工治未”，让农业生产系统性地降低资源消耗和污染排放，具有极高的战略意义。
中国农业面临着现代化转型的压力，也正面对一个如何走上数字化管理之路的战略选择：或是复制既有农业发达国家的经验；或是另辟蹊径，依托基础创新走一条新路。
复制农业发达国家的既有经验，意味着投入大量资金购买或研发大量的监测仪器和设备，需要培养大批能够使用这些仪器设备、分析数据的技术人员。考虑到我国农业的规模和需要弥补的差距，这个选择成本高昂且难以达到目标。
第二种选择可能就是基于农业物联网技术的新型数字农业。实时、在线、高频的数据收集，用更加经济的集成式数据采集系统代替多种仪器设备，所得大量数据进入云端，根据预先设置抓取所需数据，完成分析计算，传输给农业生产者或科研单位使用，这将大大降低使用者的设备投入和技术门槛。农业物联网在各国都属新兴技术，起点接近。而一旦掌握相关技术，其模式推广成本远远低于传统农业技术模式。
北京科百宏业科技有限公司
网址：http://www.caipos.cn
邮箱：zongboliu@163.com
（节选自《绿色创业汇2017春季案例集》）
你也想和刘宗波一样成为绿色领域的领军者？想和刘宗波一样得到绿色创业汇的帮助？
欲了解报名详情：请戳创业营报名｜2017年绿色创业汇学员开始招募啦！
“绿色创业汇”是国内首个绿色创新创业扶持平台，用“辅导加速”+“影响力投资”的模式，帮助早期环保创业者摆脱生存困境，注入“可持续发展基因”，实现“从1到10”的成长。
“绿色创业汇”希望通过支持解决环境问题的创业者，提高他们的生存能力和创新能力，帮助他们可持续地成长，在取得商业成就的同时，作出环境与社会贡献，实现“义利并重”！
2003年，“绿色创业汇”的前身“新经济中国项目”诞生，2013年“绿色创业汇”成立，深入辅导企业上百家，足迹遍及全中国。
点击“阅读原文”浏览完整版案例！