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中國農業物聯網的困境

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

由物聯網、大數據到智慧農業,有哪些真正可用的技術?有哪些技術真正落實於產業?如果無法應用於產業,是技術本身問題,還是成本高昂問題,或是使用人員素質問題?

中國葉帆科技創始人劉洪峰先生有篇文章〝如何走出物聯網死亡之井〞?此篇文章之前言、背景與最後的發展與期望。這些文章是否正確有用,那是見仁見智,不加評論。但是中國農業物聯網為何失敗,在此篇文章有段內容〝落地困境〞,其內容描述中國農業物聯網失敗原因,則值得參考。因為那是台灣實施農業物聯網的擴大版本。中國實施規模大,台灣規模小,然而面對的困境幾乎相同。

一、中國農業物聯網發展至今為何仍在谷底?

1. 最初物聯網是政府經費大力補助項目,價格偏高,對實際用戶而言意義不大。

2. 數值化溫室期檢測數據,對於實際意義不大。遠距控制,那是華而不實。

3. 使用的大量感測器與相關硬體,性能與持久性都不理想。有線與無線通信,都不穩定。

4. 動物養殖設施其遠程監控十分重要。而其使用感測器例如氧氣監測器,在農業環境使用期限短。使用者要求設備價格降低,但是需要感測的因子會越來越多,設備安裝量越來越大。

5. 以智慧都市為例,實施成本高,維護成本高,實用不高,最後不了了之。

二、阿里雲IOT事業部總經理論及物聯網之困境:

1. 設備廠高之智能設備連接不穩定,網路安全差。

2. ISV層面,標準不統一,各廠商之數據溝通困難

3. 對用戶提供的服務與客戶需求不太相干。

三、本文作者提出農業物聯網的實現困難點

1. 需要連結的感測器與儀器種類多,通信連結多樣化,通信協議也不相同

2. 客戶的現地差異大

3. 設備安裝量大,缺乏專業的團隊,長期穩定性與可靠性無法保證。

四、中國物聯網要走出困境,業界的共識如下:

1. 物聯網相關成本需要降低。

2. 物聯網的數據要有意義。

此篇文章論及物聯網之本質,有軟體、硬體,右包括通訊技術,是一種綜合性技術領域。相關環節包括嵌入式軟體、硬體、網路的前端與後端、手機APP等。每個環節都需要人力與物力。

然而農業物聯網的本質問題是其應用領域為農業。如果此產業無多少利潤,自然產業不願意投資以增進技術。而農業產業涉及生物特性,回收時間長,產品儲存難,價格難以提高等問題。以最新近,最昂貴,最複雜的物聯網技術應用於中國最無競爭力的產業。除了拿了公家的錢,配合官方政策作秀,有哪些正常企業願意投入研發。

因此海峽兩岸投入農業物聯網的相同結局就是〝不了了之〞。

 

附錄:如何走出物聯網死亡之井?

本文轉載於CSDNIDCSDNnews),作者劉洪峰,葉帆科技創始人兼CEOCSDN博客專家,華為雲MVP,阿里雲MVP,阿里雲IoT合夥人,8屆微軟MVP,前微軟(中國) .NET Micro Framework開發團隊成員。文章經億歐編輯,供業內人士參考。

猶記得2009年溫總理的無錫之行,那句「感知中國」的物聯網發展口號,到如今依然言猶在耳。一晃,中國的物聯網發展之路從發軔之初,到現在已經走了十年之久了。從最初的國家大力支持的各種基於農業大棚數據化管理的種植物聯網,到養殖物聯網、環境監控物聯網,再到如今如火如荼的車聯網和智慧城市。

2019 年已然離去,2020 業已到來,中國的物聯網未來之路何去何從,是走「互聯網+」路線?還是走「工業4.0」路線?或是在AI 加持下,走中國特色的AIoT 路線?未來不得而知,也許每種路線都有那麼一群人去探索,去實施。不過已經過去十多年的物聯網之路值得我們去細細品位和回顧,前事不忘,後事之師,總結過去,才能更好地展望未來。

物聯網的慢時代

在物聯網智庫前幾天發布的《中國物聯網產業全景圖報告2020》中,指出物聯網是一個慢熱型的產業,以前很多知名機構預測,到2020 年物聯網會形成幾百億連接,幾萬億美金的市場規模,但最終離這些預期還是有些差距。

同時文章還指出未來十年,中國物聯網的發展,一是主抓新型基礎設施建設,二是AI加持物聯網落地,三是傳統企業轉型帶來的發展驅動力。提到物聯網是一個慢熱型的產業,記得吳曉波在今年年終演講中說,「2020年中國會進入硬核創新的慢時代,我們要相信慢的力量」。是的,互聯網相信「快」,天下武功,唯快不破,可是到了物聯網,有了硬件實體,不再是簡單的依賴流量,而需要依賴產品本身,想快,其實真快不起來。

每一種新技術,都有自己的技術成熟度曲線(The Hype Cycle),物聯網技術也不例外。

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技術成熟度曲線中,物聯網所處階段

筆者從事物聯網領域的技術耕耘已經十多年了,從2006 年初識物聯網之後,就堅定地從工控領域走入到物聯網領域。個人初步判斷,中國的物聯網經過十多年的發展,已經處於了上圖所示的發展階段,也就是基本在低谷期的末期,正向復甦期邁進。隨著整個國際經濟形勢的下行及中美貿易戰的常態化,中國經濟又面臨轉型,而物聯網發展的階段,恰恰處於谷底爬坡期,所以對現階段的物聯網企業來說,尤為艱難。

著名企業戰略顧問劉潤在《新技術必然面臨的5 個階段:如何跨越死亡之井》的文章提到和技術成熟度曲線相關的另外一個曲線,就是技術採用生命週期曲線,二者疊加在一起,如下圖所示。

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而物聯網當前所處的階段,恰恰是死亡之井所在的位置。不過曙光已顯,目前已是死亡之井階段的末期,能熬過該階段的企業,將會有一個很光明的未來。

落地困境

回過頭來,我們認真盤點和回顧一下,為什麼物聯網發展到現在卻處於谷底時期。早期的物聯網項目大多是政府大力補貼下進行實施的項目,示範意義比較重,並且項目實施價格比較高,但是最重要的是對最終用戶來說,意義其實並不大。

比如種植物聯網,早期投資幾百萬建設的各種數值化大棚,檢測土壤溫濕度、空氣溫濕度、光照、二氧化碳等參數,實際意義並沒有多大,所謂的遠程自動控制,對於人力成本相對低廉的農業領域來說,更是華而不實的功能。

如果功能不實用也還罷了,比較關鍵的是,物聯網涉及到大量的硬件,傳感器的準確度,使用壽命,可靠性都不那麼理想,有線和無線的通信也不是特別穩定。很多項目實施之初還可以正常運行,往往後期運行不到半年,系統大多就處於癱瘓狀態了。

考慮到農業種植大棚物聯網,相對而言是一個偽需求,所以我們進入養殖物聯網領域,畢竟養殖環境對死淘率的影響還是蠻大的,特別是養殖棚停電超過幾分鐘,便會引起大批禽類死亡,物聯網遠程監控還是蠻需要的。

但是面臨的問題就是,沒有補貼的情況下,最終客戶對系統的價格特別敏感,如何在保證低價格的同時,確保各種硬件和傳感器的可靠性,還要能低代價實現系統維護,這是一個很大的挑戰。早期的傳感器由於使用的量少,並且也不是特定領域使用的。

比如養殖領域比較重要的傳感器就是氨氣傳感器,價格比較高,並且指標上說使用壽命1.5 年,實際到現場應用測試,發現在氨氣濃度比較高的現場,也就幾個月便失效了,所以和傳感器廠家深度合作,加大反應的劑量,在此類環境中,也可以保證合理的使用壽命。

經過幾年的現場實施,專門針對養殖領域,總結了一下落地的難點:

價格越來越低,需要連接的設備越來越多。比如養殖,最初的單棚10~12 萬,後續的6~7 萬,到現在的1~3 萬(最基礎的僅幾千元)。最初溫度、濕度、光照、二氧化碳、PM2.5、氧氣、氨氣的監控、到現在負壓、水量、電量、禽重、蛋重、料重、風機狀態的採集和監控。

數據採集量越來越大,多方對接的需求越來越多。設備安裝量越來越大,對數據採集的實時性、並發性有了更高的要求。原有設備的對接需求越來越多。第三方合作公司,對生產、業務數據對接的需求越來越多。

智慧城市發展之初,一跳上網的模式,三大運行商更感興趣,智能井蓋,智能路燈等等,希望每一種智能設備上都可以直接通過運行商的鏈路入雲。但是強力推廣的同時,依然帶來了實施成本偏高,維護代價大,實用性不高,到最後也不了了之。正如阿里雲IoT 事業部總經理庫偉所說,物聯網領域還面臨如下困境,比如:

在設備廠家層面,智能設備連接不穩定,網絡安全差;

ISV層面,標準不統一,集成各廠商的智能設備成本高,時間長,數據打通困難;

在用戶層面:與產品捆綁緊密,提供的服務割裂,導致用戶體驗不佳。

由於一直從事物聯網領域硬件接入這個環節的工作,除了在養殖領域深耕外,在智慧消防、智慧水務、垃圾處理和智慧城市等等領域也做了很多工作。對下,接入了各式各樣的傳感器;對上,對接了不同接口和協議的公有和私有云。在這些項目實施過程中,針對物聯網接入這個領域,我也歸納瞭如下三條物聯網落地難點:

1.需要接入的傳感器及智能儀表種類繁多,物理通信鏈路多樣,通信協議也各有不同;

2.客戶現場差異大,對接設備多樣,系統整體成本敏感;

3.設備安裝量大,缺少專業的實施和維護隊伍,長期穩定性、可靠性難保證。

從本質上來說,物聯網是一個有軟、有硬、有通信的綜合型的技術領域,對一般的公司來說,真正做好並不容易。嵌入式軟件、硬件,Web 後端、前端,手機App 等等,每個環節都需要投入較大的人力物力去做,開發出的系統,自然成本高昂,並且穩定性和可靠性也很難保證,所以物聯網發展相對緩慢是有內在原因的。

走出低谷

如何讓物聯網走出低谷,業界也已經初步形成共識:

一是物聯網設備的成本需要大幅度降低,無論是軟硬件產品的價格,還是實施和維護的價格都需要降到一定的水平,才能在更多的領域和行業真正的落地物聯網;

二是讓物聯網採集而來的數據更有意義,借助AI 和其他大數據分析工具,讓物聯網對客戶真正起到降本增效的作用。

 

所以,物聯網發展之困,需要破局。2016 年號稱是物聯網元年,也是在從這一年開始,國內外一流公司開始在物聯網領域發力。

國外,亞馬遜率先推出AWS物聯網平台,微軟緊隨其後,也是在Azure雲的基礎上,推出了Azure IoT Hub

國內,百度在物聯網領域發力最早,推出了天工物聯網平台,不過後期發展重點在AI+車聯網領域,物聯網反而推進相對乏力。

阿里巴巴在2016 下半年,相對低調地推出了物聯網開發套件,然後一直暗暗發力,發布了一系列物聯網平台產品,並於2018 年深圳雲棲大會正式宣布全面進軍IoT,是繼電商、金融、物流、雲計算之後的第5 個主賽道,把國內物聯網的發展推到了一個新高度。當初的一個物聯網新芽,慢慢長成了一個大樹。

如何走出物聯網死亡之井?

都推出了相應的產品,並以此為基礎大力發展和推動樹冠部分,號稱阿里不做SaaS被集成,讓更多的合作夥伴基於阿里的平台推出各個行業的專有SaaS 系統。騰訊手握微信這個移動時代最大的流量入口,號稱連接一切,是更有潛力做好物聯網的。不過最初有些像百度,雖然出發比較早,但似乎並沒有怎麼發力,其實騰訊早在2014 年就發布了“QQ 物聯·智能硬件開放平台微信硬件平台。不過這和我心目中的那個物聯網平台還是有些差別的,直到2019 年五月騰訊在數字生態大會上,正式發布了物聯網開發者社區平台—— Tencent Things Network,才感覺騰訊終於在物聯網領域真正發力了。

如何走出物聯網死亡之井?

 和阿里一樣,騰訊也是在推出了自己的產品系列,未來在物聯網領域如何發展,讓我們拭目以待。

在我的印像中,應該是華為率先提出的,特別是的概念,當下華為的用戶,在手機領域已經成為國內的老大,就更不用說了,一直在做通信領域的管道。的層面也在發力,2019 12 12 日,正式成立了華為雲計算技術有限公司。不過華為的眼光已經超越物聯網,當下重在普惠AI”,號稱讓智能無所不在,領航新經濟。

說了這麼多,其實想表達的是,正是因為這些國內一流公司的在物聯網領域的強力推進,有了一個支撐未來物聯網發展的基礎平台,才讓我們真正走進了物聯網時代,才讓物聯網的開發更容易,才讓物聯網軟硬件產品的價格得到進一步的降低,並且讓物聯網整個系統變得更加穩定和可靠。

為了更好地讓物聯網落地,在藉助這些物聯網平台的基礎上,我們針對實施和運維層面做了大量的工作,採用搭積木,免編程或少編程的方式構建和實施項目,讓這部分的開發成本、實施成本和維護成本降到最低。此外技術門檻的大大降低,也可以讓更多的工程人員參與到整個物聯網發展進程中來。

未來展望

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最近在物聯網的演講中,我總提到如上這幅圖,用我的一句話來說,物聯網時代就是全面AI 來臨時的前夜。

物聯網脫胎於工業自動化,生根在雲平台,技術上的一環扣一環的發展,未來10 年,我們肯定會進入到一個數字化新時代,也是一個智能AI 時代。要想真正做到數字化這個世界,物聯網肯定是實施的第一步,通過形形色色的傳感器,通過有線、無線各種通道,把物理世界的所有信息,接入雲端。然後藉助AI 的力量,讓這個世界變得讓人期待,讓人憧憬。

所以,物聯網從業者,我們還等什麼,一起加油,努力干!