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智慧农业解决方案应用

2020-07-20

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外,从广泛意义上讲,智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。

智慧农业解决方案

“智慧农业”是云计算、传感网、3S(全球定位系统、地理信息系统、遥感技术)等多种信息技术在农业中综合、全面的应用,实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体,对建设世界水平农业具有重要意义。

一、智慧农业解决方案概况

通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中的物联网。可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

智慧农业解决方案

大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光照度传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件。

农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络, 通过各种传感器采集信息, 以帮助农民及时发现问题, 并且准确地确定发生问题的位置, 这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。

二、智慧农业解决方案主要包含以下部分

(1)环境监测系统:空气温湿度;土壤温湿度;光照强度;CO2空气传感器

(2)通信控制系统:格物云4G无线网关;

(3)设备控制系统:喷淋系统;卷帘系统;通风系统;

(4)环境可视化:智能大屏;手机;平板;电脑

(5)应用管理平台:智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家指导

环境监测系统:

环境监测是农业物联网的核心,在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息网关设备配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。

通信控制系统:

传感器获得数据后,通过中继器ZigBee/Lora技术,传送到网关,网关通过4G通信传输至GiveLink云平台,平台对数据进行分析、报警,确保农产品的正常生长,同时有助于实现精细化农业,提升农产品的品质与产量。

设备控制系统:

联动控制系统由加热、喷灌、通风、卷帘设备及其配套PLC控制柜及通讯设备服务器组成,当传感器采集的环境数据与标准值对比超出临界范围时,控制器自动启动相关硬件设备对作物生长环境加热、浇水、通风、卷帘加减光照辐射,实现作物生长过程精确控制。

环境可视化:

智慧农业信息展示屏由液晶板拼接而成,用于展示农业大棚内各传感器采集的环境数据和现场场景。

三、智慧农业的特点:实现农业精细化、高效化、绿色化发展

(1)实现精细化,保障资源节约、产品安全。一方面,借助科技手段对不同的农业生产对象实施精确化操作,在满足作物生长需要的同时,保障资源节约又避免环境污染。另一方面,实施农业生产环境、生产过程及生产产品的标准化,保障产品安全。

① 生产环境标准化是指通过智能化设备对土壤、大气环境、水环境状况实时动态监控,使之符合农业生产环境标准;生产过程标准化是指生产的各个环节按照一定技术经济标准和规范要求通过智能化设备进行生产,保障农产品品质统一;

② 生产产品标准化是指通过智能化设备实时精准地检测农产品品质,保障最终农产品符合相应的质量标准。

(2) 实现高效化,提高农业效率,提升农业竞争力。云计算、农业大数据让农业经营者便捷灵活地掌握天气变化数据、市场供需数据、农作物生长数据等等,准确判断农作物是否该施肥、浇水或打药,避免了因自然因素造成的产量下降,提高了农业生产对自然环境风险的应对能力;通过智能设施合理安排用工用时用地,减少劳动和土地使用成本,促进农业生产组织化,提高劳动生产效率。

互联网与农业的深度融合,使得诸如农产品电商、土地流转平台、农业大数据、农业物联网等农业市场创新商业模式持续涌现,大大降低信息搜索、经营管理的成本。引导和支持专业大户、家庭农场、农民专业合作社、龙头企业等新型农业经营主体发展壮大和联合,促进农产品生产、流通、加工、储运、销售、服务等农业相关产业紧密链接,农业土地、劳动、资本、技术等要素资源得到有效组织和配置,使产业、要素集聚从量的集合到质的激变,从而再造整个农业产业链,实现农业与二、三产业交叉渗透、融合发展,提升农业竞争力。

(3) 实现绿色化,推动资源永续利用和农业可持续发展。智慧农业作为集保护生态、发展生产为一体的农业生产模式,通过对农业精细化生产,实施测土配方施肥、农药精准科学施用、农业节水灌溉,推动农业废弃物资源化利用,达到合理利用农业资源、减少污染、改善生态环境,即保护好青山绿水,又实现产品绿色安全优质。

借助互联网及二维码等技术,建立全程可追溯、互联共享的农产品质量和食品安全信息平台,健全从农田到餐桌的农产品质量安全过程监管体系,保障人民群众“舌尖上的绿色与安全”。利用卫星搭载高精度感知设备,构建农业生态环境监测网络,精细获取土壤、墒情、水文等农业资源信息,匹配农业资源调度专家系统,实现农业环境综合治理、全国水土保持规划、农业生态保护和修复的科学决策,加快形成资源利用高效、生态系统稳定、产地环境良好、产品质量安全的农业发展新格局。

在通讯4G/ZigBee/Lora技术的引领下,现代化的精准农业采用了先进的温室大棚种植技术。可以在阳光不足的时候,通过物联产品自动补充人造光线,促进光合作用;可以在湿度不够的时候,通过物联产品自动为农作物补充水份;通过创造一个恒温的空间,让农作物一年四季不停的生长,生生不息……