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【AI 非萬能,但可洞悉趨勢、提升決策品質】
有沒發現,近年來除了電力吃緊,「水情」也讓人憂心,無論是水庫告急或暴雨氾濫成災;而當全球人口數往 75 億逼近後,糧食危機亦悄然而至,特別是安全、無毒的純良食材,恐更加難能可貴。想擁有優質生活,友善環境、順天應人,方為長久之計。在眾多智慧應用中,有一塊「智慧水庫」操作與智慧型即時淹水預報,更深深牽動我們的生活。國際期刊曾做過研究:受惠於科技的發達,天災所造成的傷害其實正在減少,唯有「洪災」因氣候變遷反而越見凶猛、且不確定大。
部分建築專家認為水利工程、加高堤防會破壞景觀以及人與河岸親水性。但有時就是那麼不起眼的 1 公尺些微差距,就會讓洪水趁隙而入;因為機率是非線性的,砍了一、兩公尺的堤防高度,原有防護力可能因此少了三、四成!城市排水溝、下水道承載力也有限,做好預警才能真正防患於未然。例如,利用設立於路旁的電信箱、將感測器偵測到的水位上升數據傳送到水利署;然而,這種離散型的小量傳輸只能知悉局部、無法全盤掌握整個區域的概況。
俗話說:「旱的旱死、澇的澇死」,過猶不及,皆非我們所樂見。為製作淹水潛勢圖供防災,多採取傳統定點測量配合模擬方式進行,但問題又來了:一是借用物理和數學推導出的模擬結果,與真實資料差距不小;二是需要很長時間做模擬,只能離線操作且是靜態資料;三是若欲在各縣市單位建置私有雲以便即時運算處理,有經費壓力。所幸,AI 在此可發揮作用;儘管資料量大、網格數多,依然能做到精緻化預報,包括配合 Google 地圖做模擬仿真,讓人們對區域更有感。
不過,AI 準確度是奠基於原始資料之上,若資料本身不夠精確或數量太少,AI 亦施力有限。在無法強求資料準確的情況下,借助 LoRa 等低功耗廣域網路 (LPWAN) 技術全面建置感測器以採集數據,至少能先抓到地域趨勢、調整並建立模型,有以下好處:1.可在數秒內算出各網格 (區里) 之即時淹水資訊,繪製淹水圖;2.軟、硬體需求低,只需一般規格電腦即可運作;3.就算初期缺乏大數據,亦可以二維淹水模擬製造並逐步修正;4. AI 可局部學習,無須重新模擬。
此外,傳統農業靠天吃飯,依節氣、憑經驗、無差異性施作,且農作方式效能低落,無法有效提升產量。於是,精準農業 (PA) 成了眾望所歸,而「農業物聯網」的貢獻在於:資訊監控回傳、遠距監控、自動資料採集以及科學化分析、耕作。藉感測器探測農田環境之水質、土壤酸鹼值、日照、溫濕度、氮磷鉀等,並將數據透過網路回傳至資料庫;農友可利用任何可上網的裝置,即時得知上述資訊。「無人機+智慧網+動態大數據分析」,正是建構「精準農業戰情室」的基礎。
延伸閱讀:
《珍愛生命泉源,用 AIoT 體察水情&農糧》
http://compotechasia.com/a/shi__shang_/2018/0604/39009.html
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土壤濕度感測器製作 在 Analog Devices台灣亞德諾半導體股份有限公司 Facebook 的最佳解答
[EngineerZone專家部落格]播下“番茄互聯網”種子
作者:Rob O’Reilly
番茄,眾神之果。 誰會想到,有時我們對番茄的瞭解要比有人想要瞭解的還多? 當然,我沒有想到。
2014年,我有幸見到了Experience Co-Creation Partnership公司首席執行官Francis Gouillart。這家教育與諮詢公司專門從事共創理念的構建與傳播。 Gouillart是《共創的力量》作者之一。在與英特爾和Nike等公司的合作過程中,他採用了團結各方力量這一原則,來達到互利共贏的目標。 我初次見到他時,他正在MEMS(微型機電系統)高峰大會發表激情四溢的演講。會上,他號召所有MEMS感測器企業都來思考如何從某個角度(水、食物、能源、醫療、教育或者自由)出發,解決地球正在面臨的生存難題。 ADI欣然接受了這一挑戰,直接運用MEMS及信號處理技術,解決一道無法不攻自破的難題。
在下面一段對話中,我們圍繞的是與新英格蘭出產的番茄有關的話題。我們疑惑的是,為什麼那裡的番茄不如新澤西的番茄口感好?我們怎樣才能說明,當地的番茄比佛羅里達番茄更有益健康? 我們都知道,當我們去超市“測試”番茄的時候,我們依靠的是視覺、嗅覺和觸覺。 我們隨機挑選一些番茄,並最終拿走了我們認為通過了“測試”的那幾個。 我們滿心歡喜地往家趕,幻想著用一隻紅透了的、鮮美多汁的番茄製作出美味的BLT(培根、生菜、番茄三明治)、沙拉或者其他菜肴,結果卻發現,番茄的味道簡直糟糕透頂。 如果有一種東西可以把有關味道的資訊全都告訴你,豈不是更好? 有沒有某種技術或某些技術可以幫我們把這件事情弄清楚? 為了解答這些問題,我們與其他各方合作,共同要把這件事情弄清楚。 首先,ADI開發出一個配備微控制器、加速度計以及其他感測器的參考設計,能夠從番茄中擷取光敏信號、加速度、溫濕度及阻抗等相關資料。 同時,該平臺還包含一個無線收發裝置,能夠與各種IOS和Android設備進行通信,實現資料傳輸和雲端共用——因此被稱為“番茄互聯網”。
人們不禁要問:“為什麼有些新英格蘭番茄口感不好?”
是品種、生長週期、營養、灌溉、氣候條件的影響,還是所有這些因素的綜合作用? 我們如何分析這些影響整體口感的因素? 口感怎麼樣,不是要看個人喜好嗎?或者說,有沒有哪種化學物質的組合能夠吸引所有人? 透過對出版物和博士論文的深入研究發現,存在著某些尚未完全核實的相關性。 對番茄紅素含量、酸度、糖分以及多汁性進行評估,似乎是最可行的辦法。
現在,機會來了。我們能夠對來自不同農場的數十種番茄樣本進行測量,利用精密儀器測量番茄中的果糖、葡萄糖、蔗糖含量以及酸度、鹽分、導電性等參數。 這些測量值與不少“番茄美食家”對每個品種整體口感的評價相符,利用他們的經驗可以確定多少鹽、糖及酸性物質含量是適當的。 資料匯總的確能反映出口感適中的標準。
想要把這些初步研究成果應用到農場大規模種植的番茄上,需要對生長週期做更深入的瞭解。 在農場的不同位置記錄溫濕度資料,有助力於確定蒸汽壓差和生長度日資料等指標。 這一資訊,連同環境溫濕度、土壤傳導率以及某些揮發性有機化合物資訊,反映出一種前所未有的眾包資料。 有沒有一種我們可以建立起關聯的標準? 這些資料有助於弄清哪些因素會影響到口感,那麼是否可以根據這些資料開發出相關演算法? 我們相信,答案是肯定的。
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