Angesichts der zentralen Herausforderungen hoher Implementierungskosten, geringer Kommunikationsreichweiten und hohen Energieverbrauchs bei der Umweltüberwachung in der landwirtschaftlichen Produktion benötigt die großflächige Einführung intelligenter Landwirtschaft dringend eine zuverlässige, wirtschaftliche und umfassende IoT-Infrastruktur. Die Firma HONDE integriert modernste Sensortechnologie mit energieeffizienter Weitverkehrskommunikation und entwickelt so ein integriertes, intelligentes Landwirtschaftsüberwachungssystem, das auf LoRa/LoRaWAN-Datensammlern basiert. Dieses System erfasst Daten über verteilte Bodensensoren und Wetterstationen und aggregiert diese mit LoRa-Gateways. Dadurch entsteht ein flächendeckendes, energieeffizientes und kostengünstiges neuronales Netzwerk zur vollständigen Wahrnehmung von Ackerland – ein echter Quantensprung von der punktuellen zur flächendeckenden Intelligenz.
I. Systemarchitektur: Dreischichtiges kollaboratives LPWAN-Internet-der-Dinge-Paradigma
Wahrnehmungsschicht: Sensorterminals zur Weltraum-Boden-Koordination
Basiseinheit: HONDE Multiparameter-Bodensensor: Überwacht den volumetrischen Wassergehalt des Bodens, die Temperatur, die elektrische Leitfähigkeit (Salzgehalt), einige Modelle unterstützen auch den Nitratstickstoff oder den pH-Wert und dringt tief in die Kernwurzelschicht der Pflanzen ein.
Weltraumgestützte Einheit: HONDE kompakte landwirtschaftliche Wetterstation: Überwacht Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, photosynthetisch aktive Strahlung, Windgeschwindigkeit und -richtung, Niederschlag und Luftdruck und erfasst so die wichtigsten Klimafaktoren für den Energie- und Stoffaustausch im Kronendach.
Transportschicht: LoRa/LoRaWAN-Netzwerk mit geringer Leistung (Low-Power Wide Area Network)
Kernausrüstung: HONDE LoRa Datensammler und Gateway.
Datensammler: Er ist mit Sensoren verbunden und für das Auslesen, Verpacken und drahtlose Übertragen der Daten via LoRa-Protokoll zuständig. Dank seines extrem niedrigen Stromverbrauchs ermöglicht er in Kombination mit Solarmodulen einen jahrelangen, wartungsfreien Feldeinsatz.
Gateway: Als Netzwerkrelaisstation empfängt es Daten von allen Sensoren in einem Umkreis von mehreren Kilometern (typischerweise 3 bis 15 Kilometer, abhängig von der Umgebung) und leitet sie anschließend per 4G/Ethernet an den Cloud-Server weiter. Ein einzelnes Gateway kann problemlos Hunderte von Sensorknoten verwalten.
Plattformebene: Cloud-Datenfusion und intelligente Anwendungen
Die Daten werden in der Cloud dekodiert, gespeichert, analysiert und visualisiert.
II. Technische Vorteile: Warum LoRa/LoRaWAN wählen?
Große Reichweite und starke Durchdringung: Im Vergleich zu ZigBee und Wi-Fi bietet LoRa eine Kommunikationsreichweite von mehreren Kilometern auf offenem Ackerland und kann die Pflanzenbestände effektiv durchdringen, wodurch es sich hervorragend für landwirtschaftliche Umgebungen mit komplexem Gelände und vielen Hindernissen eignet.
Extrem niedriger Stromverbrauch und lange Batterielebensdauer: Die Sensorknoten befinden sich größtenteils im Ruhezustand und wachen nur in regelmäßigen Abständen auf, um Daten zu senden. Dadurch kann das Solarenergieversorgungssystem auch bei anhaltendem Regenwetter stabil arbeiten, und die Bereitstellungs- und Wartungskosten werden deutlich reduziert.
Hohe Kapazität und hohe Parallelität: LoRaWAN nutzt eine Sternnetzwerkarchitektur und adaptive Datenrate. Ein einzelnes Gateway kann eine große Anzahl von Endgeräten verbinden und erfüllt so die Anforderungen an eine dichte Sensorauslegung in großflächigen landwirtschaftlichen Betrieben.
Hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit: Dank drahtloser Spreizspektrumtechnologie bietet es eine hohe Störfestigkeit. Die Datenübertragung unterstützt Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, um die Sicherheit landwirtschaftlicher Daten zu gewährleisten.
Standardisierung und Offenheit: LoRaWAN ist ein offener Standard für das Internet der Dinge, der eine Abhängigkeit von einzelnen Anbietern vermeidet und die Systemerweiterung sowie zukünftige Upgrades erleichtert.
III. Großflächige Anwendungsszenarien in der intelligenten Landwirtschaft
1. Präzises Wasser- und Düngemanagement für Ackerfrüchte
Praxis: Auf Hunderten bis Tausenden Hektar Mais- und Weizenfeldern werden Bodenfeuchte- und Salzgehaltssensoren in einem Rastermuster zusammen mit mehreren meteorologischen Stationen installiert. Alle Daten werden über das LoRa-Netzwerk erfasst.
Nutzen: Die Plattform generiert auf Basis vollständiger Felddaten variable Bewässerungs- und Düngepläne, die direkt an intelligente Bewässerungsmaschinen oder mit Steuerungen ausgestattete Wasser- und Düngemittel-Kombinationsmaschinen gesendet werden können. Um ein gleichmäßiges Wachstum in der gesamten Region zu erreichen, wird eine Einsparung von 20–35 % Wasser und Dünger erwartet.
2. Präzise Regulierung des Mikroklimas in Obstplantagen und in der Gewächshauslandwirtschaft
Praxis: Richten Sie meteorologische Stationen in verschiedenen Bereichen der Obstplantage ein (oben am Hang, unten am Hang, auf der Luvseite und auf der Leeseite) und installieren Sie Bodensensoren unter repräsentativen Obstbäumen.
Wert
Die mikroskopische Verteilung von extremen Wetterbedingungen wie Frost und heißen, trockenen Winden innerhalb des Parks wird in Echtzeit überwacht, um eine präzise Frühwarnung sowie Prävention und Kontrolle in verschiedenen Zonen zu ermöglichen.
Auf Basis der Daten zur Lichtintensität im Kronenbereich und zur Bodenfeuchtigkeit wird das Tropfbewässerungssystem oder das Mikrosprinklersystem so gesteuert, dass die Wasser- und Lichtversorgung während der Fruchtentwicklungsphase optimiert und die Qualität verbessert wird.
3. Aquakultur und Umweltüberwachung
Praxisbeispiel: Meteorologische Stationen und LoRa-Gateways am Teich installieren, um die atmosphärischen Bedingungen zu überwachen. Wasserqualitätssensordaten per LoRa übertragen.
Nutzen: Die Auswirkungen meteorologischer Veränderungen (wie plötzliche Luftdruckabfälle und Starkregen) auf den gelösten Sauerstoff und die Wassertemperatur in Gewässern werden umfassend analysiert, frühzeitig Warnungen vor Überschwemmungsgefahren in Teichen ausgegeben und der Sauerstoffgehalt automatisch erhöht.
4. Die Datengrundlage für die landwirtschaftliche Forschung und Produktionsverantwortung
Praxis: Bei Sortenversuchen und der Erforschung von Anbaumodellen sollten Überwachungsnetze mit niedrigen Kosten und hoher Dichte eingesetzt werden.
Nutzen: Kontinuierliche Umweltdaten mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung liefern eine unübertroffene Datengrundlage für die Modellkalibrierung und agronomische Bewertung. Dienstleister können die gesamte Umgebung des bewirtschafteten Betriebs aus der Ferne überwachen und so ein datengestütztes, standardisiertes Produktionsmanagement realisieren.
IV. Kernwert des HONDE-Systems: Die Transformation von der Technologie zum Nutzen
Ultimative Gesamtbetriebskosten: Die Kosten für Kommunikationsmodule, Netzwerkeinrichtungen und die langfristige Wartung werden deutlich reduziert, wodurch der Einsatz großflächiger, hochdichter Sensornetzwerke wirtschaftlich möglich wird.
Verfeinerung der Entscheidungsfindung: Der Sprung von Daten, die einen repräsentativen Punkt darstellen, zu Daten, die das gesamte Feld abdecken, ermöglicht es dem Management, auf die tatsächlichen räumlichen Unterschiede im Feld zu reagieren.
Leichter Betrieb: Dank des drahtlosen und solarbetriebenen Designs ist die Systeminstallation flexibel und erfordert nahezu keine täglichen Kontrollen vor Ort. Alle Geräte lassen sich über die Cloud verwalten.
Digitalisierung von Betriebsmitteln: Es wurde eine digitale Zwillingsumgebung in Echtzeit geschaffen, die den gesamten landwirtschaftlichen Betrieb abdeckt und zuverlässige Datenbestände für die Bewertung, den Handel, die Versicherung und die Finanzderivate von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln bereitstellt.
V. Empirischer Fall: Die digitale Wiedergeburt eines Tausend-Mu-Bauernhofs
Auf einem modernen landwirtschaftlichen Betrieb mit einer Fläche von 1.200 Mu in der nordchinesischen Ebene hat HONDE ein Überwachungsnetzwerk installiert, das 80 Bodenfeuchtemessstellen, 4 meteorologische Stationen und 2 LoRa-Gateways umfasst. Nach der Inbetriebnahme des Systems:
Bei Bewässerungsentscheidungen hat sich die Grundlage von zwei repräsentativen Punkten hin zu Rasterdaten mit 80 Punkten verlagert.
Der von der Plattform automatisch generierte variable Bewässerungsplan sparte bei der ersten Bewässerung im Frühjahr 28 % Wasser und verbesserte die Gleichmäßigkeit des Auflaufens der Sämlinge deutlich.
Durch die Überwachung der Windgeschwindigkeit auf dem gesamten Feld konnten der Einsatzweg sowie die Start- und Landepunkte der Agrardrohne optimiert und die Betriebseffizienz um 40 % gesteigert werden.
Der Betriebsleiter erklärte: „Früher bewirtschafteten wir ein großes Gebiet nach Gefühl und Erfahrung. Jetzt ist es, als würden wir eine Reihe klar abgegrenzter, kleiner Parzellen bewirtschaften.“ Dieses System spart nicht nur Geld, sondern macht die Bewirtschaftung auch einfach, präzise und planbar.
Abschluss
Die großflächige Entwicklung intelligenter Landwirtschaft basiert auf einer Infrastruktur, die als „Nervensystem der Ackerflächen“ fungiert. Das integrierte „Weltraum-Boden-Netzwerk“-System von HONDE, das LoRa/LoRaWAN als „Nervenleitung“ und Boden- sowie Wettersensoren als „periphere Wahrnehmung“ nutzt, ist die ausgereifte Realisierung dieses Nervensystems. Es löst das Problem der Datenerfassung auf der „letzten Meile“ der intelligenten Landwirtschaft und wandelt jede Veränderung der weitläufigen Ackerflächen in einen Datenstrom um, der kostengünstig für Entscheidungen genutzt werden kann. Dies ist nicht nur ein technologischer Erfolg, sondern auch eine tiefgreifende Transformation des Paradigmas der landwirtschaftlichen Produktivität. Es markiert den offiziellen Eintritt der landwirtschaftlichen Produktion in das Zeitalter der vernetzten Intelligenz, die durch Echtzeitdaten in der gesamten Region gesteuert wird, und ebnet einen klaren und replizierbaren digitalen Weg für globale Ernährungssicherheit und nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung.
Über HONDE: Als Entwickler und Innovator von IoT-Infrastrukturen für die Landwirtschaft hat sich HONDE der Integration optimaler Kommunikationstechnologien mit präzisen Sensortechnologien verschrieben, um Kunden durchgängige, skalierbare Smart-Agriculture-Lösungen zu bieten. Wir sind überzeugt, dass eine stabile, wirtschaftliche und offene technische Architektur die Grundlage dafür bildet, dass Smart Agriculture sich in der Praxis etabliert und einen universellen Mehrwert schafft.
Weitere Informationen zu Wetterstationen und Bodensensoren erhalten Sie bei Honde Technology Co., LTD.
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Unternehmenswebsite:www.hondetechco.com
Veröffentlichungsdatum: 12. Dezember 2025