推動現況與實例 推動現況與實例

智慧生物感測共通平台之雲端資料整合系統開發

近年來農產業面臨缺工問題日益嚴重,然氣候及環境資源條件愈益艱困,為緩解此一現象,推動智慧農業,積極導入農業場域自動化感測、監控、管理,成為相當重要的目標。以往農民靠著直覺與經驗判斷管理的最佳溫度、水分、肥份等條件,現今透過各式感測器(如: 溫度、溼度、照度、二氧化碳、光強度、電導度等)取得的生長環境參數紀錄,可提供農民系統性地對應農畜產品的生長狀態與環境因子間的交互關係。生長或飼養期間的數據更可以透過物聯網,即時傳輸至雲端(或稱伺服器端),進行歷史數據存檔或成為開放資料(open data)供大眾或相關業者分析使用。

 

然,農產業廣義涵蓋農、林、漁、牧等範疇,各領域所需紀錄與監控之參數有異有同,使用之感測器亦有其不同之資料格式,因而造成資料流通、共享及應用的障礙。除此之外,數據(data)要能透過分析,始能加值轉化成可提供農民決策參考的資訊(information),一般為了能夠達到最適化分析,每種作物或畜產對象均會獨立建置其資料庫及分析系統。由上可知,僅僅只收集數據無法直接應用,然專注於單一對象的系統開發,又無法提供適用於多種農業生產環境的生物監測。


因此,本計畫所建立的智慧生物感測共通平台目標就在於開發可應用於不同場域的共通資料整合平台。平台資料結構採場域、區域、感測模組及感測器(Site-Area-Sensing Module-Sensors)的四層式架構設計(圖一),平台系統產生場域端各感測模組傳輸至平台的專一介接連結網址(圖二)。資料傳輸方面,場域端上傳至共通平台的資料接收採用JSON介接格式,採自定義資料格式的方式,搭配Restful與MQTT通訊協定,以達成相容於不同感測裝置之彈性。平台端並可提供批次上傳歷史資料、圖表化之數據呈現,有助於監測值之長期趨勢發展觀測。
 

本平台所提供之另一亮點在於整合型嵌入式系統高速運算與通訊能力,可將場域環境與影像資訊快速整合於雲端資料庫,呈現即時監測,更可透過與機器學習演算法的連結,提供計算分析後的加值資訊,體現智慧農業的優勢。目前場域應用實例如: 設施蟲害偵測與分析(圖三)。
 

此智慧生物感測共通技術平台可適用於多種農產業生產場域監測數據的綜合應用,後續亦可以與農委會目前既有之資料開放平台 (https://data.coa.gov.tw/)進行介接,達到數據流通、分析資訊共享,協助監測、管理與決策制定的目標。

 

圖一、四層式之平台資料結構設計
 
圖二、平台資料輸入介面(以感測模組及感測器為例)
 
圖三、平台影像資料收集及加值資料呈現通用技術平台之技術整合

(蟲害辨識研究為台灣大學生物產業機電工程學系林達德教授團隊研究成果)

 

enlightened研發團隊:臺灣大學生物產業機電工程學系

E-mail:sfchen@ntu.edu.tw

電話:02-33665354

聯絡人:陳世芳 助理教授

 

 

  • 分享到 LINE
  • 分享到facebook按鈕
  • 分享到 Twitter
  • 分享到 Google+