物聯網農業技術改善動物健康和產值

March 2, 2017

物聯網技術的迅速發展，激發人們發現其對特定行業的積極影響。這次我們到穀倉中去看一下，農場設備生產商Keenan是如何在不增加飼料的情況下，利用物聯網以及英特爾物聯網閘道技術來提高牛奶與牛肉產量的（圖1）。

圖 1. Keenan的飼料攪拌車採用英特爾物聯網閘道技術。

奶牛的飼料不能變來變去，這樣才能保證最佳產量和奶牛健康。 Keenan不僅生產飼料攪拌車，還與國際飼料生產公司進行合作以保障牲畜所需營養。 Keenan的攪拌車在混合飼料時攪拌動作溫和，可防止對飼料（乾草捆、牧草、根類蔬菜、營養補給物等）產生破壞，使所有原料得到不停地攪拌。這樣才能做出最好的混合飼料。

隨著物聯網技術的到來，Keenan發現了幫助農戶提高產量的機遇，即透過把農戶和攪拌車與專業營養學家聯絡在一起，農戶傳遞即時回饋，營養學家針對飼養方法給出建議。該公司還試圖提高混合飼料的精確度，透過自動化來節省農戶的時間。

Keenan之前是透過農戶來收集攪拌車中所安裝的記憶棒內的資訊，並以人工方式將數據傳給營養學家。如今，Keenan的InTouch物聯網系統採用堅固的物聯網閘道，可連線到攪拌車的送料器。閘道透過從攪拌機以及乳品生產處理過程中收集資訊，然後把它傳送到雲端，並針對整個攪拌過程提供指導方法，保障最佳的飼料混合方法，幫助農戶對日糧配方、增重、產出與成本現場做出決策（圖2）。

圖 2.物聯網閘道從攪拌車以及操作過程中收集資訊，並把它傳送到雲端，針對最佳飼料混合方法提供指導方法。

Keenan採用雲端專用演算法確定提高產出的方法和機會。公司營養學家利用收集到的資訊與農戶協商解決方案，並把更新後的程式分別傳送回閘道。這樣當農戶下次再使用攪拌車時，這些資訊就會出現在螢幕上，並給出指導。

這一點為什麼如此重要？飼料很貴，農戶的得失僅在一線之間。保障牲畜健康，使每一頭奶牛的牛奶或肉製品產量穩定並且可預見，這需要合適的營養，而且這樣還能將浪費最小化，減少氮氣和甲烷的排放量。

目前已有3000個農場安裝了InTouch，這裡面所用的資料庫包含針對110萬奶牛的2300萬原料及飼養效率資訊。 Keenan的科學顧問表明，僅飲食一項就可提高25%的牛奶產量，根本不需要額外新增飼料。

英特爾物聯網閘道技術的力量

英特爾物聯網閘道技術具有必需的可擴展性、可管理及高性能，這使得Keenan能夠在未來三年內迅速將InTouch延伸到高達2萬個農場內，這些農場還僅僅是北歐的農場。 Keenan還與英特爾就開放性API架構進行合作，將範圍擴大到整個供應鏈，透過提供更多的即時資訊，有助於增加更多的價值。

基於英特爾物聯網閘道技術的閘道解決方案能夠帶來更高的效益，保障資訊安全。這種解決方案能夠提供接近即時的分析、更嚴格有效的處理控制，減少資料轉換成本。採用英特爾物聯網閘道的企業可以迅速制定——而且還不會過時的——物聯網戰略。閘道能夠連結新舊系統，幫助資料流程在邊緣裝置與雲端間傳送，還能在未來幾年內節約效能。

英特爾物聯網閘道技術支援多個作業系統及處理器，透過調整來滿足不同的應用程式。其遠端可管理性和良好的安全性能使開發人員能迅速制定並實施安全、低價的解決方案。

英特爾物聯網閘道技術適用於McAfee嵌入式控制*軟體以及Wind River Helix裝置雲端*代理。安全的雲連線代理有助於進行裝置配置、檔案傳輸、資料搜集以及規範性資料分析與回饋。客戶可及時制定特定行業的物聯網解決方案，利用API管理方法來合成不同企業的IT系統。

基於上述技術的三種加固型閘道

攪拌車中所用的物聯網閘道運作環境不容樂觀，環境溫差較大，還需要有抗振性。幸運的是，英特爾物聯網解決方案聯盟中的成員採用加固型閘道。我們來看幾個閘道，其中包括帶集成顯卡及預置顯示器的處理器。

Dell Edge Gateway 5000系列是一款針對戶外環境進行的加固型、無風扇固態設計，採用工業用等級形狀因數（圖3）。戴爾閘道可全天候承受高溫度、粉塵嚴重的環境，即使溫度差別較大，仍可保持較長的壽命。該閘道可集成、規範幾乎任何資料來源——從諸如BACNet、Modbus以及CANbus等工業標準協議到類似於ZigBee、 6LoWPAN以及Z-Wave的現代無線閘道網路。這種閘道能夠輕鬆安裝到商業或工業環境下的牆上或DIN軌道上，選擇採用經戴爾認證合格，專注操作的ISV合作夥伴旗下的作業系統和軟體。

圖 3.Dell Edge Gateway 5000系列是一款針對戶外環境進行的加固型設計，採用工業級外形。

Eurotech ReliaGATE 20-25不僅是一種穩定的加固型閘道，還是用來資料集成、機上處理以及資料傳輸的邊緣控制器。其特點在於帶有三個英特爾Atom™處理器（E3845, E3827和E3815），可適應一系列的工業操作與自動化（圖4）。該閘道可承受巨大溫差，能夠滿足苛刻環境下的需求，利用類似於MQTT的機對機或物聯網優化協議，可以在邊緣節點（感測器、執行器以及人機介面）和雲端平臺之間進行安全、可靠的最優資料傳輸。

圖 4.Eurotech ReliaGATE 20-25採用三個英特爾Atom™處理器來適應一系列的工業操作與自動化。

ReliaGATE 20-25是隨著Everyware*軟體框架（ESF）而出現的，這個框架是Eclipse Kura的商務型准企業版，適用於物聯網閘道的開放原始程式碼Java/ OSGi中繼裝置。 ESF由 Eurotech提供、支援，有更好的安全性，並增加了診斷、配置、遠端存取以及與Everyware雲端（EC）、Eurotech物聯網集成平臺（可單獨獲取）全面集成的功能。 Java的運用還可簡化程式開發與程式設計。

SBS科技提供SRC-0600B-14E緊湊型閘道，在室外環境下可承受巨大溫差（-40℃到+85℃）（圖5）。閘道配有英特爾Atom處理器E3800系列，4GB的DDR3記憶體，可支援9V到36V的電源輸入，在24V電源下僅消耗8到11瓦特，當然這不包括Wi-Fi模組。