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智慧環境監控夥伴 全天候捍衛農地安全

智慧環境監控夥伴 全天候捍衛農地安全

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長榮大學數位內容設計學系助理教授 林清峰

在台南的長榮大學正門口旁邊的一塊農地裡,一群大學生正在測試手機裡APP程式的功能。可以走出教室在綠意中把課堂所學到的知識拿到實際場域應用,這樣的體驗無疑是新奇而意義非凡的。

長榮大學數位內容設計學系助理教授林清峰認為,在科技發展一日千里的今天,農業也可以有著更先進、更有智慧的操作模式。目的是為了讓這個產業升級,用精準的方式經營,在提高產量的同時,又能降低人力成本的支出。

而且不僅是耕作方面的進階,林清峰說:「我們希望運用物聯網科技讓農民可以很方便的去管理監控農地狀況,特別是安全的部分。」比如說像是火龍果這種高單價作物,入夜之後容易被不法人士覬覦,為此,有些農民乾脆就睡在果園或菜園旁邊守候,只是體力的負擔以及無法預測的風險常會讓一切得不償失。所以希望建立一個由雷射光柵架構起的安全防護網,只要透過手機連結網路,就能隨時隨地掌握農地動態。

                                                           
                                                                以往在課室內學習網際網絡的相關知識技術,現在有了到農地現場應用的機會。                                                                               

課堂所學知識技術,搬到農地現場驗證

透過長榮大學的協助,林清峰和學生們有了場域可以實際測試這套系統。林清峰提到和「校園共創計畫」搭配的「企業資料通訊」這堂課程,以往是在課室內教授網際網絡的相關知識技術,很少有應用的機會。現在有了計畫的支持,添購了攝影機、路由器、感測器等周邊裝置,便能到農地現場運用所學技術,來從事智慧農業的工作。

課程邀請了專研物聯網相關領域的老師,共同授課並指導學生。來自資訊管理系與數位內容設計系的學生因為需要完成畢業專題的製作,在暑假期間來到了農場實習。林清峰認為經由這樣的結合,可以讓學生體驗到「如果今天我們要為農民做一套智慧型環境監測系統,整個模式從無到有要如何架構?包括了程式的編寫、器材的薦購、設備的安裝、數據值的取得和設定、環境的施測等,讓學生由始至終、每個環節細節都動手操作。最後,要讓農民覺得這個設備是沒問題、可以接受的。」也就是說,這些由學生親手產出的「作品」必須要經過使用者的驗證,合用之外還要顧及便利性。

林清峰進一步說明,系統監測過程中所獲得的資訊如光照強度、土壤溫溼度、空氣溫溼度、風速風向、雨量、大氣壓力都會回傳到雲端儲存建檔,這些資料整合分析後都是精進農業發展的重要參數。舉例來說,只要各項數據的累積到達一定程度、具有實作的價值,然後代入系統成為自動管理的依據,那麼日後灑水、溫度控管、液態肥施料等工作就可以交由它來負責了。因此只要在設定上根據現場環境的需求做出改變,系統也可以運用在其他產業,如水產養殖業。

現場施測遇天候、供電問題,隨機應變解決

現場施測的過程中,學生遇到了許多問題,他們必須要隨機應變,想出改善修正的方法。比如說如果遇到了下雨,放置在戶外的控制板只要淋溼就會失去作用,因此就要想辦法組裝能防水的外殼。或者是電流不穩定造成控制板運作失常,就要跟施工廠商協調,調整電路配置的路線與位址,因為一旦供電時有時無,原本以為可以放心讓系統管理的農民,可能就會面臨水源、肥料無法供給卻不知道的情況。而且像是普遍都是高溫天候的台南,學生還得解決日照過強帶來的相關困擾,這些狀況都是課堂上遇不到的。

                             


學生進入場域測試、實地操作智慧控制系統。 

     


安裝控制板、數據上傳雲端、手機監控等實務作業,
都讓學生體驗到另一種面向的學習樂趣。

學生也覺得這樣的課程很不一樣,有人一開始覺得有點不知所措,但上手後反而說:「可以透過手機APP觀察農地的溼度和溫度,感覺很酷!」其他如安裝控制板、數據上傳雲端、手機監控等實務作業,都讓他們體驗到另外一種面向的學習樂趣。

在地農民分享農務經驗,讓智慧系統更智慧

林清峰說,系統相關程式的編寫並不會太困難,學生們有許多範例可以參考,這次課程計畫主要目的仍是讓學生在實作過程中,獲取寶貴的實務經驗,以及根據不同需求建構起實用的附加功能。所以課程還邀請了在地農民一起分享農務經驗,讓學生近距離認識「耕作」的面貌。學生在交流的過程中當然滿是收穫,從秧苗的栽種位置、深度、間隔,土壤是要鬆軟或厚實,感測器要建置在何處才能取得最佳數值,這些看似信手捻來、稀鬆平常卻極具參考價值的談話內容,都是農民長年耕作所累積出的智慧結晶。

                                                                               
                                                                        課程邀請了專研物聯網相關領域的老師,共同授課指導學生。                                                                     

林清峰認為這樣的分享是互惠的,學生們從農民身上獲取知識,轉化成改進、修正智慧系統的依據,最後成為農民在耕作上信任可靠的夥伴像是在農地施工的時候,大家發現雜草叢生會影響系統設備的運作,林清峰就說可以考慮進一步設計智能型除草機器,農民只要透過遠端遙控就能維護、整理場地。

科技之所以不斷進步是為了回應人類的需求,往往要耗費過多精神與體力的傳統農業,需要更符合成本、效益的耕作方式。有了專業知識與實務應用的經驗,林清峰認為學生在畢業後可以成立新創公司,或是設計更專業的智慧型環境監測系統提供給業界使用。

►計畫主持人說: 農民揮汗如雨辛苦的耕作,付出無比的心力與勞力,為的就是日後豐碩的收成。但是一些種植高經濟價值作物的農戶卻要在臨近採收之際提心吊膽,因為可能會遭遇被盜採的危機。如果可以設計一套不用外出就可以監控農地的「智慧型環境監測系統」,一有非法入侵就會馬上發出警示聲響,並傳送訊息給用戶,就能避免掉不必要的損失。

►學生代表說:第一次上到這種要到戶外實作的課程,我覺得很有趣。因為要實際測試,所以遇到過很多問題,然後那種跟同學一起想辦法解決的經驗滿寶貴的。尤其是分組分配工作,大家齊心協力把一個設備整置完成,是很有成就感的。~長榮大學數位內容設計學系學生 宋成炫

 

enlightened重要活動歷程enlightened

  • 4月 師生進入實習場域考察地形、地貌,規劃智慧控制系統裝置位址,向農民請教耕作知識
  • 5月 課堂學習物聯網建置技術
  • 7月 農地勘查
  • 8月 廠商進場施作配置水線、電線與各式管路
  • 9月 學生進入場域測試,實地操作智慧控制系統
  • 11月 舉辦長榮大學農村實踐聯合成果展

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