【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 19 頁(yè) 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng) 可 針對(duì)具體的植物種類、成熟度、土壤質(zhì)地、地形坡度、灌水器類型等，通過(guò)相應(yīng)的傳感器包括（如溫度、濕度、光照輻射、降雨、風(fēng)力等），實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息，并通過(guò)專家系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析及數(shù)據(jù)組織，并發(fā)布及時(shí)準(zhǔn)確的生產(chǎn)指令，將土壤含水量保持在滿足植物生長(zhǎng)的最佳狀態(tài)，又不浪費(fèi)水。 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)表 序 號(hào) 功能名稱 功能說(shuō)明 1 自動(dòng)、手動(dòng)控制功能 控制柜上設(shè)置了手動(dòng) /自動(dòng)開(kāi)關(guān)，用戶可以用這兩種方式進(jìn) 行 灌溉施肥控制。當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可采用于動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控 制增加了系統(tǒng)控制的靈活性。 2 SPAC 智能控制肥水灌溉功能 根據(jù) SPAC 理論，利用氣候儀及土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)作 物生長(zhǎng)實(shí)時(shí)環(huán)境，進(jìn)行自動(dòng)灌溉施肥控制。這種控制方式可實(shí)現(xiàn) 根據(jù)天氣及土壤狀況進(jìn)行多個(gè)閥門(mén)的元人值守灌溉施肥控制。 3 智能化混肥功能 根據(jù)作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度 pH 和濃度 EC ，計(jì)算機(jī) 按照施肥配方的 pH 、 EC 設(shè)定值，調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的 pH 、 EC 達(dá)到 作物正常生長(zhǎng)所需的范圍，以滿足作物的生長(zhǎng)要求。（根據(jù)實(shí)際 情況設(shè) 定） 4 灌溉施肥信息的統(tǒng) 計(jì)、查詢、顯示功能 該系統(tǒng)可記錄每種作物單個(gè)閥門(mén)每天的灌概施肥量和灌溉 施肥次數(shù)，可連續(xù)存儲(chǔ) 180 天記錄信息。 5 水泵的恒壓變頻控 制功能、系統(tǒng)運(yùn)行的 動(dòng)態(tài)顯示功能 水泵的恒壓變頻控制為系統(tǒng)提供一個(gè)恒定的管當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行 時(shí)，系統(tǒng)主界面顯示當(dāng)前正在運(yùn)行網(wǎng)壓力，使用戶一目了然的掌 握系統(tǒng)運(yùn)變化，保證系統(tǒng)的安全可靠供水。運(yùn)行狀態(tài)顯示。 6 人工干預(yù)灌溉施肥 功能 根據(jù)用戶設(shè)定的不同作物多個(gè)閥門(mén)的灌溉施肥量，可實(shí)現(xiàn)一 次性多個(gè)閥門(mén)的自動(dòng)灌溉施肥控制。 7 定時(shí)定量灌溉施肥 功能 根據(jù)用戶設(shè)定的不同作物多個(gè)閥門(mén)的灌概施肥量、灌施起始 時(shí)間、灌施結(jié)束時(shí)間、灌水周期等，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一個(gè)月內(nèi)多個(gè)閥 門(mén)的自動(dòng)灌班施肥控制。 8 系統(tǒng)的安全保護(hù)功 能 當(dāng)用戶設(shè)置不當(dāng)、系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)及時(shí)發(fā)出 聲光報(bào)警，提醒用戶介入處理，防止對(duì)系統(tǒng)或作物造成更大危害。 系統(tǒng)的組成 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 20 頁(yè) 噴滴灌施肥智能化控制系統(tǒng)由中心控制計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)首部裝置、田間電磁閥和控制電纜、滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)組成。中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和PLC。系統(tǒng)首部裝置 :包括加壓泵、施肥泵、過(guò)濾器、流量計(jì)、水肥自動(dòng)淚合系統(tǒng)、機(jī)泵恒壓變頻控制柜。 田間電磁閥和控制電纜 :電磁閥采用 AC24V 塑料電磁閥，控制電纜采用鎧裝地埋控制電纜。 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn) 結(jié)合作物特性，采取差異化配水及需水精準(zhǔn)分析控制，實(shí)現(xiàn)精量供水。 系統(tǒng)可定制及擴(kuò)容，靈活性強(qiáng)，分區(qū)域、多路的集中或分散智能控制。 可實(shí)現(xiàn)根據(jù)天氣變化智能定時(shí)及間歇灌溉。 多種控制連接方式，能適應(yīng)多種灌溉方式。 利用自然降雨及太陽(yáng)能有效降低成本投入。 有效提高灌溉效率及管理方式，解決農(nóng)業(yè)用水矛盾，合理配置資源，提高作物產(chǎn)量。 精準(zhǔn)作業(yè)管理系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 21 頁(yè) 系統(tǒng)概述 精準(zhǔn)作業(yè)管理系統(tǒng)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持，根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀，調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的 “系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理 ”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的模式已遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè) 可持續(xù)發(fā)展的需要，產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，資源嚴(yán)重不足且普遍浪費(fèi)，環(huán)境污染，產(chǎn)品種類需求多樣化等諸多問(wèn)題使農(nóng)業(yè)的發(fā)展陷入惡性循環(huán)，而精確農(nóng)業(yè)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了一條光明之路， 精確農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比最大的特點(diǎn)是以高新技術(shù)和科學(xué)管理?yè)Q取對(duì)資源的最大節(jié)約。它是一項(xiàng)綜合 性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的根本途徑，是世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)邁向 21 世紀(jì)的最佳選擇。 通過(guò)分析我們可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的道路上，現(xiàn)有的基于有線的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)依然存在著諸多問(wèn)題，而基于無(wú)線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)更具發(fā) 展?jié)摿Γ?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有較高的傳輸帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、安全保密性好，而且功率譜密度低。利用上述特點(diǎn)，可組建針對(duì)農(nóng)田信息采集和管理的目的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息的無(wú)線、實(shí)時(shí)傳輸。同時(shí)，可以給用戶提供更多的決策信息和技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)整 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 22 頁(yè) 個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。 精準(zhǔn)作業(yè)管理系統(tǒng)組成： 1 、 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng) 在農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、 PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、 CO2 傳感器等設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、 PH 值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、 CO2濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表 實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)測(cè)量來(lái)獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，可以為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 23 頁(yè) 高清 視頻監(jiān)控系 統(tǒng) 系統(tǒng)主 機(jī)統(tǒng)一安裝 在監(jiān)控中心的機(jī)柜中，前端攝像機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要配置帶紅外的槍機(jī)或半球機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)不間斷監(jiān)控。系統(tǒng)總體規(guī)劃圖如下： 智能灌溉控制系統(tǒng) 利用 傳感器感應(yīng)土壤的水分并控制灌溉系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)水節(jié) 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 24 頁(yè) 能，可以構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)。 農(nóng)業(yè)灌溉是我國(guó)的用水大戶，其用水量約占總用水量的 70％。據(jù)統(tǒng) 計(jì)，因干 旱我國(guó)糧 食每年平 均受災(zāi)面 積達(dá)兩千 萬(wàn)公頃，損 失糧食占全國(guó)因?yàn)?zāi)減產(chǎn)糧食的 50％。長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)、管理水平落后，導(dǎo)致灌溉用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率僅 40％。如果根據(jù)監(jiān)測(cè)土壤墑情信息，實(shí)時(shí)控制灌溉時(shí)機(jī)和水量，可以有效提高用水效率。而人工定時(shí)測(cè)量墑情，不但耗費(fèi)大量人力，而且做不到實(shí)時(shí)監(jiān)控；采用有線測(cè)控系統(tǒng)，則需要較高的布線 成本，不便于擴(kuò)展，而且給農(nóng)田耕作帶來(lái)不便。因此，設(shè)計(jì)一種基于無(wú) 線 傳感器 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由低功耗無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò) ZigBee自組網(wǎng)方式構(gòu)成，從而避免了布線的不便、靈活性較差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)土壤墑情的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，農(nóng)田節(jié)水灌溉的自動(dòng)化控制，既提高灌溉用水利用率，緩解我國(guó)水資源日趨緊張的矛盾，也為作物生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 25 頁(yè) 精準(zhǔn)農(nóng) 業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng) 數(shù)字化管理技術(shù)主要研究溫度、化學(xué)等多種傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)過(guò)程全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理；結(jié)合 RFID 電子標(biāo)簽在培育、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，進(jìn)行可識(shí)別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。 數(shù)字化農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)控制。生態(tài)農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)以一定物理模式和邏輯模式的形式進(jìn)行架設(shè)。具體涉及：遙感影像或相關(guān)圖像的處理與分析：包括高分辨率的遙感影像及其它以圖像方式提供的各類數(shù)據(jù)；地物的空間模型：包括對(duì)象、地形、環(huán) 境、網(wǎng)絡(luò)和拓樸關(guān)系等；屬性信息管理：即動(dòng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)管理；空間分析：包括緩沖區(qū)、測(cè)量、等值線及地統(tǒng)計(jì)分析與圖表等；應(yīng)用程序：包括服務(wù)器和客戶端程序，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)的系統(tǒng)功能；其它附屬功能：統(tǒng)計(jì)分析等。 此系統(tǒng)在功能上可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息查詢與發(fā)布、專家決策知識(shí)庫(kù)優(yōu)化決策與分析，達(dá)到信息、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的高效結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)數(shù)字化控制管理。 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理解決方案 第 26 頁(yè) 智能精確農(nóng)業(yè)在應(yīng)用領(lǐng)域的未來(lái) 應(yīng)用自動(dòng)控制和電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，近年來(lái)電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來(lái)了溫室控 制與管理技術(shù)方面的一場(chǎng)革命，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，園藝生產(chǎn)，動(dòng)植物養(yǎng)殖等等方面有著廣泛的運(yùn)用，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)增質(zhì)增量產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。 國(guó)內(nèi)溫室大棚控制系統(tǒng)在九五期間有了長(zhǎng)足快速的增長(zhǎng)，但我省水平居于低端水平或大部分引自于國(guó)外的成熟技術(shù)與產(chǎn)品，然而引進(jìn)費(fèi)用的昂貴以及維護(hù)服務(wù)難以跟進(jìn)等嚴(yán)重制約著該產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足快速發(fā)展。 在應(yīng)用領(lǐng)域，智能精確農(nóng)業(yè)在大范圍應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)具有其以下特點(diǎn) : (1) 智能化、傻瓜化的友好人機(jī)界面； (2) 突破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的多線路鋪設(shè)，工程量大，線路復(fù)雜，成本高等缺點(diǎn)，分布式管理，采用多區(qū)化調(diào) 控管理，各區(qū)獨(dú)立智能化總線尋址控制，系統(tǒng)鋪設(shè)簡(jiǎn)單，精確度高，可控區(qū)域廣； (3) 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，參數(shù)實(shí)時(shí)在線顯示，精確度高，真正實(shí)現(xiàn)“在家也能種田”； (4) 集成加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮蔭 /保溫內(nèi)簾幕系統(tǒng)、外遮蔭系統(tǒng)、 C02 施肥系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、植物保護(hù)系統(tǒng)、高壓噴霧降溫系統(tǒng)、濕簾 — 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、補(bǔ)充光照系統(tǒng)、