XENIRO 讯琥科技应用案例（六）| 边缘计算和区块链推动智慧农业升级_协议

就在刚刚过去的麦收季节，北斗导航支持下的智慧麦作技术让人眼前一亮。这项技术主要包括无人播种收获技术、无人机支持下的小麦精确施肥喷药技术以及物联网支持下小麦智慧灌溉技术，展示了机械自动化、精细化的田间作业和管理模式。

智慧农业已经不是新鲜事，主要是利用无线传感器、通信技术、云计算、自动控制技术，实现对农业生产环境的全面监控以及农业自动化设备的远程控制。

图（一）：农作物监测系统*图片来源于网络

本文将以基于分布式账本技术（DLT）实现农业灾害险自动理赔的案例阐述“5G+多接入边缘计算（MEC）+DLT” 如何推动智慧农业新升级。

智慧农业通过传感器对农业生产环境中的温度、湿度、光照强度等参数进行实时监控，对传感器搜集的数据进行系统分析和处理，并在其达到所设阈值后启动控制策略，实现智能化作业。

图（二）：传统智慧农业流程

如上图所示，传统智慧农业流程大致包括终端节点，汇聚节点（网关），服务器以及监控平台四个部分。

监控平台：指 PC 端或手机客户端的云平台，用户可以通过监控平台实时掌握农作物生长状况及环境情况。

中心化服务器：将传感器采集的数据保存在中心化的数据库，结合人工智能和大数据技术对数据进行分析和判断，当到达触发条件时，可根据要求下发控制指令。

汇聚节点：又称为网关，是连接终端节点和服务器的关键桥梁，负责进行数据交互。具体来说，网关根据地址信息判断是哪一个传感器节点采集的数据，对其进行解析和校验，并通过 4G 网络或NB-IOT网络将数据上传到服务器，返回的数据处理结果通过汇聚节点向控制节点传达控制指令。

终端节点：可分为采集节点和控制节点。采集节点将采集的环境数据传送给网关，根据汇聚节点传达的控制指令进行相应动作。

在传统的智慧农业的体系中，大量数据存储在中心化的数据库，物联网设备与公有云之间的双向数据传输存在极大的安全隐患，容易造成数据泄露和篡改，数据的真实性难以保证。例如当出现农产品质量安全问题时，无法具体追责。

区块链作为一种安全可靠的分布式存储技术，可保证数据的不可篡改及可追溯性，有助于解决智慧农业面临的数据可靠性问题。然而，当前的区块链解决方案面临吞吐量和延迟等性能瓶颈。SnapScale DLT (XENIRO 联盟链)部署在位于移动网络边缘的MEC节点上，借助MEC节点靠近物联网终端设备（低网络时延）的特性以及丰富的计算、存储和网络资源，可有效提升区块链性能。

以下图的自然灾害险为例，智慧农场投保了自然灾害险，双方约定当农田温度降到零摄氏度以下时，农场主将获得冻害保险赔偿金。

图（三）：5G+MEC+DLT - 农业灾害险自动化理赔流程图

智能合约部署：农场主和保险公司在SnapScale DLT 的P2P（点对点）DApp 应用市场完成需求匹配后，智能合约将在双方之间进行部署；
数据采集：各类无线传感器节点和摄像头进行数据采集（大气湿/温度、二氧化碳浓度、光照强度等），在边缘网关进行汇聚，上传至MEC节点；
数据处理：托管SnapScale DLT (XENIRO 联盟链)的MEC节点，依托其计算、网络和存储资源对传输的部分数据在5G网络环境中进行即时的分析、处理，生成一定的控制策略；
智能合约自动执行：当智能设备检测到田间温度下降到零摄氏度时，智能合约将自动被触发执行，农场主获得冻害保险赔偿金。

在上图所示的农场主和保险公司在网络边缘实现自动理赔的案例中，5G网络和MEC节点确保分布在田间的IoT设备收集的温度数据在边缘得到即时处理，SnapScale DLT 保证了采集的数据不会被任何第三方篡改，为智能合约提供了可信的数据馈送，并与实时波动的农作物价格一起为智能合约的执行提供依据。

在智慧灌溉、智慧畜牧养殖、智慧虫情监测等其他场景中，MEC节点可对各类传感器数据（如4K/8K图片和视频）进行实时性分析统计，当达到一定的条件时，部署在SnapScale DLT 上，包含特定执行策略的智能合约将会自动执行，如喷灌设备的开启与关闭，最终实现集多通道采集，远程上报、分析决策及控制于一体的精细化管理。