Обещание облака, тумана, границ и 5G для развития тепличного садоводства без помощи рук

Развитие робототехники и искусственного интеллекта в тепличном садоводстве происходит быстрее, чем когда-либо прежде. Предприниматель может выбирать из все большего количества вариантов, которые помогут ему в повторяющейся работе, такой как сбор урожая, поддержка в сельском хозяйстве в виде моделей для настройки своего климатического компьютера или «цифровых» измерений своего урожая. Со всеми этими новыми приложениями в компании становится доступно все больше и больше данных. Первая задача — разумным образом соединить все данные от множества цифровых услуг и продуктов. Подробнее об этой проблеме совместимости читайте в следующей колонке. Теперь вопрос «Как мы доставляем все эти данные, часто из теплицы, туда, где они хранятся и обрабатываются??

Облачные вычисления

В 2006 году Amazon запустила собственные веб-сервисы (AWS). Сервис позволил пользователям арендовать виртуальные машины в качестве инфраструктуры для своих данных и приложений. Ранее, примерно в 1999 году, Salesforce начала предлагать программное обеспечение как услугу (SaaS) через Интернет, что сделало возможными облачные вычисления.

По данным Gartner, существует несколько определений облачных вычислений, в том числе:

«Облачные вычисления — это стиль вычислений, при котором масштабируемые и гибкие возможности ИТ предоставляются как услуга с использованием интернет-технологий.«.Помимо SaaS, это может быть Paas (Платформа как услуга) или IaaS (Инфраструктура как услуга). В настоящее время около 90% мировых данных хранится в облаке.

Хранение данных в облаке имеет свои преимущества. Никаких крупных инвестиций в оборудование не требуется, а масштабирование хранилища и вычислительных мощностей относительно легко. Однако есть и недостатки, достаточно учесть правила многих стран относительно владения, хранения и обработки данных.

Для приложений реального времени еще одним важным недостатком является задержка или задержка при передаче данных по сети. Для некоторых приложений эта задержка не является проблемой, например, при отправке общего количества литров воды, подаваемой в теплицу за этот 24-часовой период, один раз в день. Но что, если бы это был робот, который должен был бы использовать зрение, чтобы определить, нужно ли собирать розу, а затем немедленно остановиться и указать на розу с помощью лазерного света?

Или, что еще более важно, если бы логистическая система теплицы должна была в реальном времени определять, собирается ли она кого-то наехать или достигла конца пути. Неспособность вовремя остановиться может иметь серьезные последствия! В это время данные обычно не обрабатываются в облаке, а обрабатываются «локально» или даже в системе.

Граничные и туманные вычисления

пчела Периферийные вычисления Речь идет о приближении вычислений к источнику данных. В его основе лежит идея обработки данных на «крае» сети. Это уменьшает объем данных, которые необходимо отправлять в облако для обработки, уменьшая задержку в сети и повышая общую производительность системы.

Туманные вычисления Это модель распределенных вычислений, предназначенная для дополнения периферийных вычислений. Он расширяет возможности периферийных вычислений, обеспечивая уровень вычислительной инфраструктуры между периферийными устройствами и облаком. Эта инфраструктура называется слоем тумана и предоставляет конечным устройствам дополнительные услуги приложений и данных.

Однако с туманными вычислениями существует немало проблем. Например, периферийные приложения в теплице включают в себя множество различных приложений/устройств, каждое из которых имеет свой собственный протокол, аспекты аутентификации и безопасности. Вот почему новые стандарты так важны!

Источник: https://www.enisa.europa.eu/publications/fog-and-edge-computing-in-5g.

5G

Без периферийных вычислений 5G — это просто очень быстрая сетевая технология, разработанная для передачи больших объемов данных с низкой задержкой и высокой скоростью. Когда сеть 5G использует множество датчиков с разными типами данных, сеть 5G может быстро перегрузиться. Поэтому важно быть частью данных везде, где это возможно.На краю«Он угощает. Кроме того, с помощью технологии «измельчениеВозможность разделить сеть на «куски», каждый из которых обрабатывает свою часть потока данных. Разница может быть сделана в скорости, задержке и приоритете данных в разных «срезах».

В теплицах 5G, похоже, предлагает решение для передачи растущего объема данных, собираемых датчиками и роботами. Wi-Fi часто недоступен по всей теплице или не работает должным образом из-за присутствия стали, стекла, воды и плотных посевов таких культур, как помидоры. Поэтому разработчики технологий часто разрабатывают собственные решения, используя беспроводные сигналы или каналы связи. Недостаток этого подхода заключается в том, что садовник-предприниматель обычно использует системы от разных поставщиков. Поэтому может случиться так, что у каждого поставщика будет установлена ​​своя система, что приведет к высоким затратам и большому объему работ по техническому обслуживанию.

С конца 2023 года в томатной теплице в полевой сельскохозяйственной лаборатории Tomatoworld в Хонселерсдейке был создан практический испытательный полигон 5G полупрактического масштаба. В сотрудничестве с исследователями из Делфтского технического университета, TNO и MCS была создана частная сеть 5G, которую компании могут использовать для подготовки своих датчиков, роботов и других систем в теплице к коммерческому внедрению 5G.

На пути к теплице без помощи рук

Используя доступные технологии, разработчик может принимать более обоснованные решения о том, какие данные обрабатывать и хранить. Выбор того, где это будет сделано, зависит от практичности, рисков и затрат.

Для роботов, для которых важны действия в реальном времени, обработка часто выполняется в самом роботе. Для этого требуется большая вычислительная мощность и емкость хранилища, а также низкая задержка, например, промышленный компьютер, интегрированный в систему. Такой компьютер не только увеличивает затраты, но и увеличивает вес системы. Батареи большего размера, встроенные в платформу автономного робота, необходимы, если система сможет работать в течение нескольких часов без необходимости подзарядки. Когда подключение 5G в теплице позволяет очень быстро отправлять большой объем данных на сервер, расположенный, например, в сарае компании, где выполняется расчет и практически без задержки возвращается результат роботу, система может стать намного легче и дешевле!

Датчики или исполнительные механизмы, для которых очень важно всегда работать, также можно легко сделать беспроводными со стабильным и быстрым соединением. С беспроводным датчиком температуры не будет проблем, если измерение будет пропущено из-за плохого соединения для передачи данных. Беспроводные датчики температуры уже много лет доступны для теплиц. Другое дело — беспроводное управление рычагами в томатной теплице. Зачастую это технически возможно, но при постоянно растущих теплицах не очень хочется рисковать и думать, что поливочный кран отключили по беспроводной сети, а этого не произошло из-за плохого подключения к сети!

Со всеми новыми разработками появляется все больше и больше возможностей создать теплицу без помощи рук! По вашему мнению, сколько времени пройдет, прежде чем мы будем собирать помидоры с помощью робота?