Trạm Quan trắc Nông trại Edge AI

Bài toán

Trang trại 80km cách trung tâm, 4G chập chờn 3-4 lần/ngày. Giải pháp cloud-based bị mù khi mất mạng. Chủ trại cần biết sâu bệnh xuất hiện trong vòng vài phút, không phải vài giờ.

Kiến trúc

ESP32 (cảm biến độ ẩm/EC/pH) + Luckfox Pico RV1106 (camera 1080p, NPU 0.5 TOPS) → YOLOv8 nano INT8 RKNN (2.1 MB) → MQTT broker local → solar battery 80Wh. Khi mất mạng: log local SQLite, sync delta khi có 4G.

Stack & lý do

• Rockchip RV1106: NPU đủ chạy YOLOv8n 12 fps, giá ~8 USD.
• YOLOv8 nano nén INT8: từ 6.1 MB → 2.1 MB, accuracy giảm 1.8%, fps tăng 3×.
• Solar + LiFePO4: 14 ngày backup khi không nắng.

Kết quả

• 7 lớp sâu bệnh (sâu cuốn lá, rầy nâu, nhện đỏ…) — mAP@0.5: 0.86
• Phát hiện 23 đợt sâu bệnh trong 6 tháng, 2 false positive
• Giảm thuốc trừ sâu −34% nhờ phun đúng lúc, đúng chỗ
• Uptime 99.2% (đợt bão 3 ngày mất nắng vẫn chạy được)

Bài học

NPU rẻ tiền + model nén kỹ ăn đứt cloud GPU mạnh khi mạng yếu. INT8 quantization-aware training quan trọng — post-training quant rớt accuracy nhiều hơn.

Bảo mật & Compliance

• Secure boot + signed firmware: chỉ binary có chữ ký Ed25519 mới chạy được trên thiết bị.
• mTLS giữa edge và gateway, certificate rotate 90 ngày.
• trong production firmware — chỉ OTA update qua kênh ký số.