LoRaWAN 기반 AI 다중 스펙트럼 작물 센서

고객사

밭작물용 태양광 센서를 개발하는 AgTech(농업 기술) 스타트업으로, 생육 기간 동안 배터리 교체 없이 실시간 식생 지수 데이터를 제공합니다.

과제

다양한 일광 조건에서 다중 스펙트럼 반사율(NDVI, NDRE, PRI)을 안정적으로 측정하고, 셀룰러 네트워크가 없는 원격지에서 데이터를 전송할 수 있는 자체 전원 공급형 방수 현장 센서를 개발하는 것이 과제였습니다.

제품 개념 및 아키텍처

STM32WLE5 LoRa SoC는 가시광선에서 근적외선 대역(415-940nm)을 포괄하는 AS7341 10채널 스펙트럼 센서와 결합됩니다. 2W 다결정 태양광 패널이 2000mAh LiFePO4 배터리를 충전합니다.

엔지니어링 솔루션

이 장치는 STM32WLE5의 ADC를 오버샘플링 모드(SNR >60dB)로 사용하여 태양 정오(최적 태양 각도)에 스펙트럼 측정을 수행합니다. NDVI, NDRE, PRI 지수는 기기 내에서 계산됩니다. TinyML 모델은 스펙트럼 지수와 토양 수분을 상관 분석하여 관개 필요성을 예측합니다.

결과

NDVI 정확도는 기준 분광계 대비 ±0.02 이내입니다. 8개월 현장 시험에서 배터리 교체가 전혀 필요하지 않았습니다.