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                          智慧農業:農業物聯網實施方案

                          發布時間:2021/04/07 11:23:39

                          將物聯網技術用于農業生產,方便人們可實時查到溫室內外的光照度、溫度、空氣濕度、土壤濕度及田間管理情況。利于數據的采集,減少時間及人力成本,且在家通過物聯網可遠程實時監控溫室溫度、光照情況,并通過授權進入自動控制平臺,天窗開閉、風機運行和水簾降溫等程序皆可遠程控制。具體操作,我們就通過農業物聯網實施方案來探究一下吧!
                          智慧農業:農業物聯網實施方案
                          一、智慧農業的必要性
                          我國是一個農業大國,又是一個自然災害多發的國家,農作物種植在全國范圍內都非常廣泛,農作物病蟲害防治工作的好壞、及時與否對于農作物的產量、質量影響至關重要。農作物出現病蟲害時能夠及時診斷對于農業生產具有重要的指導意義,而農業專家又相對匱乏,不能夠做到在災害發生時及時出現在現場,因此農作物無線遠程監控產品在農業領域就有了用武之地。農業信息化,智慧化是國民經濟和社會信息化的重要組成部分,是農業發展的必然階段,是新時期農業和農村發展的一項重要任務,是實現國民生計的大事。以農業信息化帶動農業現代化,對于促進國民經濟和社會持續、協調發展具有重大意義。進一步加強農業信息化建設,通過信息技術改造傳統農業、裝備現代農業,通過信息服務實現小農戶生產與大市場的對接,已經成為農業發展的一項重要任務。
                          對 比
                          特 點
                          傳統農業
                          人工管理,缺乏有效的技術手段采集農作物生長環境參數;采用手工控制實現對灌溉、水簾、遮陽網、抽風機等的控制,耗費人力、耗費時間,出錯率比較高。
                          現代農業
                          傳感數據相對單一;對獲取的數據還需進行手工統計和分析;缺乏智能化的數據管理和分析平臺;不能做到災害預警和應對聯動。
                          智慧科技農業
                          傳感數據多樣;集傳感、存儲、分析、聯動與一體;實現遠程監測和控制;智能數據處理;多樣化報警方式。
                          農業物聯網建設主要包括環境、植物信息檢測,溫室、農業大棚信息檢測和標準化生產監控,精準農業中的節水灌溉等應用模式,例如農作物生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等環境狀況以及大面積的地表檢測,收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量,有關土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等信息的監測。
                          智能農業控制通過實時采集農業大棚內溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環境參數,自動開啟或者關閉指定設備??梢愿鶕脩粜枨?,隨時進行處理,為農業生態信息自動監測、對設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據。大棚監控及智能控制解決方案是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器,對農作物溫室內的溫度,濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳濃度等環境參數進行實時采集,自動開啟或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開關卷簾等)。
                          二、智慧農業生產解決方案
                          智慧農業解決方案主要包括以下部分:
                          1)環境監測系統:空氣;土壤溫濕度;光照;CO2空氣傳感器
                          2)通信控制系統:無線網關;中繼;路由器
                          3)設備控制系統:澆灌系統;通風,遮陽;加濕;無線智能插座
                          4)視頻監控,手持終端、進程大屏幕:智能終端,平板,電腦
                          5)應用管理平臺:智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家指導。
                          智慧農業大棚將具備如下功能:
                          1)空氣溫濕度監測功能:系統可根據配置的溫濕度無線傳感器,實時監測大棚內部空氣的溫度和濕度。
                          2)土壤濕度監測功能:配有土壤濕度無線傳感器,實時監測溫室內部土壤的濕度。
                          3)光照度監測功能:采用光敏無線傳感器來實現對溫室內部光照情況的檢測,實時性強。
                          4)安防監測功能:采用無線入侵探測器,啟動后當溫室里面有人出現時,探測器便向主控中心發送信號,同時啟動光報警。
                          5)視頻監測功能:通過部署無線WiFi攝像頭實時捕獲大棚內部的畫面,通過光載無線交換機傳輸給網關處理。用戶既可以在控制中心的顯示器上看到溫室內部的實時畫面,又可以通過PC機遠程訪問的方式來觀看溫室內部的實時畫面。
                          6)促進植物光合作用功能:植物光合作用需要光照和二氧化碳。當光照度達到系統設定值時,系統會自動開啟風扇加強通風,為植物提供充足的二氧化碳。
                          7)空氣加濕功能:如果溫室內空氣濕度小于設定值,系統會啟動加濕器,達到設定值后便停止加濕。
                          8)土壤加濕功能:當土壤濕度低于設定值時,系統便啟動噴淋裝置來噴水,直到濕度達到設定值為止。
                          9)環境升溫功能:當溫室內溫度低于設定值時,系統便啟動加熱器來升溫,直到溫度達到設定值為止。
                          10)局域網遠程訪問與控制功能:物聯網通過網關加入局域網。這樣用戶便可以使用PC機訪問物聯網數據,通過操作界面遠程控制溫室內的執行器件,維護系統穩定。
                          11)GPRS/3G網絡訪問功能:物聯網通過無線網關接入GPRS或者3G網絡。用戶便可以手機來訪問物聯網數據,了解大棚內部環境的各項數據指標(溫度、濕度、光照度和安防信息)。
                          12)控制參數設定及瀏覽:對所要實現自動控制的參數(溫度、濕度、光照度等)進行設置,以滿足自動控制的要求。用戶既可以直接操作網關界面上的按鈕來完成系統平衡參數的設置,又可以通過PC機或手機遠程訪的方式完成參數的設置。
                          13)顯示實時數據曲線:實時趨勢數據曲線可將系統采集到的大棚內的數據以實時變化曲線的形式顯示出來,便于觀察系統某時間段內整體的檢測狀況。
                          14)顯示歷史數據曲線:可顯示出大棚內各測量參數的日、月、年參數變化曲線,根據該曲線可合理的設置參數,可分析環境的變化對植物生長的影響。
                          三、智慧養殖生產解決方案
                          智慧養殖解決方案主要包括以下部分:
                          1)環境監測系統:空氣溫濕度;光照;CO2空氣傳感器
                          2)通信控制系統:無線網關;中繼;路由器
                          3)設備控制系統:通風,遮陽;加濕,無線智能插座
                          4)視頻監控安放系統,手持終端、進程大屏幕:無線監控系統,偷盜安防系統智能終端,平板,電腦
                          5)應用管理平臺:智能感知、智能預警、智能決策、智能診療、專家指導
                          四、環境監測系統
                          1)環境監測是農業物聯網的核心,包括室內的大棚監測以及室外的農田監測,監測內容要根據農產品的不同而定制。
                          2)傳感器獲得數據后,通過中繼器(一般使用ZigBee傳輸技術),傳送到網關,網關通過WCDMA/GPRS/SMS等運營商管道不平臺通信,平臺對數據進行分析、報警,確保農產品的正常生長,同時有助于實現精細化農業,提升農產品的品質與產量。
                          五、豐富多樣的傳感器
                          農業生產使用的傳感器種類繁多,根據作物的不同,包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、土壤ph值、光照(強度、時間)、風力、二氧化碳濃度(也可測其他氣體濃度)、溶解氧含量、葉面水份等200多種傳感器,其中溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度是最主要的幾種農業用傳感器。
                          依靠農業物聯網,園區管理在家里就可了解大棚內的各種生產要素的變化情況。遠在千里之外的客戶也可登錄農業生產企業網站,實時了解園區生產情況。目前,物聯網技術已在設施農業、大田農業、果園生產以及養殖管理中得到了初步應用。如,溫室智能控制、智能節水灌溉、農產品長勢與病蟲害監測、水產養殖管理、氣象環境監測、農產品質量安全管理與溯源等方面,都已取得了較好的應用效果。

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