NTT DOCOMO
IAR解决方案支持智能农业发展平台
自2019年起，日本领先的电信公司NTT DOCOMO推出了名为Farm Assist的农业支持平台。该公司使用IAR解决方案开发这一平台。
Farm Assist通过接入点将田间（农场）安装的传感器获取的数据收集到公司的云端，使用户可以通过智能手机、电脑和其他设备检查和管理田地的状态。日常农业任务记录、未来生产计划以及其他信息可以一并管理，从而优化各种与农业相关的操作，实现高效生产和战略上的良好经营。
本文中， NTT DOCOMO智能生活规划部门高级经理Masaru Ohzeki，以及同部门的Sakurako Tamura正在讨论为何选择IAR Embedded Workbench for Arm来开发构建Farm Assist的传感器和其他嵌入式设备。
智能生活规划部门
NTT DOCOMO的智能生活规划部门是公司内的一个实体
智能生活规划部门在NTT DOCOMO内扮演怎样的角色，这个部门开发了“Farm Assist”？
NTT DOCOMO的智能生活规划部门是公司内的一个实体，负责监控智能生活领域。它的角色是通过我们公司主营的通信服务，为客户生活带来更多丰富，解决社会问题等。
智能生活领域分为几个区域，其中之一是食品科技业务。顾名思义，这是一个专注于食品的实体。食品对消费者来说是不可或缺的，我们每天都购买和消费食品。为了让人们在涉及食品的生活领域享有更多丰富，我们提供服务，允许人们通过智能手机应用程序预订、订购和结算账单。我们还推广一种更便捷的餐食包装系统。
- Masaru Ohzeki, NTT DOCOMO智能生活规划部门高级经理
此外，我们还在购买食品之前的生产地点提供帮助。整体的“食品”业务涵盖了从生产到销售再到消费的供应链。而生产地点，即农场或渔场等主要生产者，是这一切的基础。在这些生产地点中，我们专注于农业，并致力于维护和扩展生产地点。
- Ohzeki
主要前提是利用通信技术
当然，系统中利用通信技术是我们公司的另一个重要任务，但我们也提供不使用通信技术的解决方案。例如，我们部门还销售水培培养套件作为另一种解决方案。通过将这些解决方案与通信技术和应用程序集成到一个更便捷的包中，我们的目标是促进新农民和来自不同行业人士的市场进入。
- Ohzeki
为什么选择水培培养？
传统的土壤培养利用肥沃的土壤生产美味作物，是农业的主要组成部分之一；但水培培养具有几个特点，例如在相对广阔的区域内易于实现统一的栽培管理，以及能够轻松简化操作。这种栽培管理主要利用水的性质（水温、氧含量、pH值），以及外部温度、光照等作为管理参数；但每次使用单独的便携式仪器来测量这些值需要大量的时间和麻烦。因此，应用通信技术到传感设备和类似措施，可以在自动确定栽培环境的同时，实现栽培条件的适当调整。
与土壤相比，我认为水培技术非常适合农业信息通信技术（ICT），并且能够实现管理更为轻松的农业方法。除了新农民外，这种水培培养还广泛应用于福利农业合作社等商业领域。
- Ohzeki
统一管理农业相关数据
Farm Assist是怎样的系统？
Farm Assist是一个基于云的服务系统，能够将传感器数据可视化，并管理从农业操作计划到收获量管理、销售收成等一系列数据。
- Sakurako Tamura, NTT DOCOMO智慧生活规划部
田间安装的传感器设备获取环境数据，并通过访问点将数据上传至云端。上传至云端的数据可以在智能手机和计算机上查看。该系统的特点包括提供丰富的传感器选择，可用于水培或土壤种植；客户可以根据需要选择并使用所需的传感器。
使用了哪种通信技术？
我们采用了ZETA作为物联网通信的一种LPWA技术。ZETA用于传感器设备和访问点之间的通信，通过LTE网络将访问点积累的数据上传至云端。上传的数据包括传感器数据等，通信量较小，可以使用物联网计费方案。
-Tamura
目前，NTT Docomo是否已经通过使用传感器设备获取的数据来控制执行器，实现了反馈控制？
我们已经与NTT社会信息学实验室、静冈大学等组织进行了验证实验，并已实现了“AI灌溉”自动浇水功能。
目前，反馈应用仅限于自动浇水，但今后我们计划追求实际应用反馈功能，例如自动开关温室窗户和使用加热器进行自动温度调节。
- Tamura
采用了IAR集成开发环境（IDE）进行传感器设备开发
我们使用了IAR Embedded Workbench for Arm，除了用于传感器设备的程序代码开发外，我们还在编写传感器设备的Arm微型计算机程序代码时使用了它。
- Tamura
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利用IAR Embedded Workbench进行开发
为什么选择IAR的产品？
我们选择IAR产品有两个因素吸引了我们。一是IAR的嵌入式设备开发工具包括经过充分测试的编译器功能和安全功能。优秀的工具对技术开发至关重要，如果能结合我们两家公司的工程实力，相互之间的协同作用将会促成成功。另一个因素是IAR与广泛领域的客户建立了良好的关系，积累了丰富的经验。
此外，未来可能需要在Farm Assist中引入边缘计算等功能。目前，传感器设备采集的数据上传到云端，AI用于判断和确定灌溉时机。然而，并不一定需要将所有数据上传到云端。例如，如果目标是处理害虫，可能就不需要如此大量的计算能力。在这种情况下，未来可能值得研究在传感器设备和云端之间引入边缘计算的可能性。
- Ohzeki
那么在边缘计算机的开发中也使用 IAR Embedded Workbench 呢？
当然，我认为 IAR的解决方案是一个选项。我认为 IAR 的 IDE 的一个优势在于，在多MCU供应商开发中，可以在同一环境中进行工作。这对生产力有很大的影响，且 IDE 完全具备必要的功能，所以我认为它非常适合开发工作。
- Ohzeki
选择IAR的其他原因
在嵌入式系统行业，IAR的开发工具被广泛应用于多个领域。这也是我们选择它们的原因之一。
- Tamura
在 IAR Embedded Workbench for Arm 中编译速度非常快。而且，确保程序代码质量不可或缺的警告功能也非常出色。在 NTT DOCOMO，源代码质量极为重要。并且，考虑到未来的安全实施和多MCU供应商支持的需求，我们在初期阶段就需要选择一个高度扩展的IDE，因此我们最终选择了IAR的IDE。
- Tamura
Farm Assist 解决方案中实施了哪些安全功能？
Farm Assist 采用了由 NTT 社会信息学实验室开发的加密技术和认证技术。当前并未使用广泛应用的 "PKI" 电子证书。我们现阶段是手动将用于加密和认证的密钥逐一写入传感器设备的 Arm 微控制器中。然而，随着传感器设备出货量的增加，这种逐一写入密钥的方法将变得低效，并滞后于出货操作。
关于边缘设备的安全性，考虑到操作开始后的固件更新等问题，需要为每个单元生成用于加密和认证的密钥，因此密钥生成和写入的效率成为一个问题。然而，当服务器使用电子证书时，NTT 认证技术与电子证书共存可能会成为一个问题。
- Tamura
您正在研究哪些方法来解决当前的问题？
如前所述，目前的实施方法极其低效。例如，如果有一个功能可以高效生成每个单元的密钥并管理它们，密钥可以很容易地自动写入各个传感器设备中。这在传感器的大规模生产中将非常有用。因此，为了未来系统更新的需求，我们可能会采用IAR的安全解决方案，以便在边缘设备中实现高效的安全措施。
- Tamura