物联网如何在农业生产中具体应用?

物联网如何在农业生产中具体应用?,第1张

物联网应用在农业生产中主要表现在以下三个方面:远程智能农业监控:通过在农业生产现场搭建“物联网” 监控网络,实现对农业生产现场气候环境,土壤状况,作物长势,病虫害情况的实时监测;并根据预设规则,对现场各种农业设施设备进行远程自动化控制,实现农业生产环节的海量数据采集与精准控制执行。农产品标准化生产:通过自主研发或与第三方合作导入,为农作物品类逐步建立起“气候,土壤,农事,生理”四位一体的农业生产与评估模型,将农业生产从以人为中心的传统模式,变革为以数据为中心的现代模式,通过数据驱动农业生产标准化的真正落地,进而实现农产品定制化生产。农产品安全追溯及防伪鉴真:通过采集农产品在生产、加工、仓储、物流等环节的相关数据,为农产品建立可视化产品档案,向消费者充分展示产品安全与品质相关信息,实现从农田到餐桌的双向可追溯。同时,通过一物一码技术,帮助农业生产和流通企业实现产品防伪鉴真,并精准获取客户分布数据。

系统采用传感器测量影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓等环境参数,通过物联网将所测量参数传送到管理中心,实现对农作物生长环境实时监测;管理中心对测量数据进行综合分析,按照规则给出控制决策,通过物联网将控制指令下发,由现场控制器实现对各类设施的智能控制,保障农作物的生长环境,降低成本,促进增产增收。管理中心软件可根据农作物种类设置生长环境参数范围和控制决策规则,并对所有测量数据进行存储,可依据条件对历史数据进行管理和查询。系统的构成:智能农田种植环境监测物联网系统,主要由下位机采集系统、上位机软件应用平台及辅助扩展部分组成。下位机信息采集系统中包含土壤墒情监测系统、水肥一体化系统、田间气候观测站、视频图像采集终端等,上位机软件部分又包含电脑显示控制、手机显示控制、LCD显示屏等,辅助扩展部分根据客户需要,可加入农田病虫害防治、农业专家在线指导、农产品质量追溯、线上交易云平台等一系列农业物联网所包含的系统设备。农业大田的各参数传感器,对农田整体环境进行多点实时动态采集,显示装置实时显示农田的温湿度、光照度等数值,能够更加一目了然地展示整个大田的数据全貌。

传感器是系统整个检测环节的重要组成部分,用于将农田环境因子等非电学物理量转变为控制系统可识别的电信号,为系统管理控制提供判断和处理的依据。传感器的主要技术指标有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、漂移、精度等。常用传感器主要有温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2(二氧化碳)传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器以及营养液的盐分(EC)和酸度(PH)传感器等。

物联网在农业领域的应用如下:

目前物联网在农业领域有很多应用,以物联网和现代信息化技术为纽带,通过“建立体系、平台管理”的思路,将农业园区进行统一规划,建立了视频监测系统、物联网监测与控制系统、水肥一体化智能灌溉系统、智慧农业展示系统,分步建设现代化服务体系,打造智慧型现代农业产业链的生态圈。

视频监测系统主要用于大棚内部安防检测,观察作物的生长态势。系统由前端摄像机采集数字图像信号,通过传输系统将信号传输至本地监控中心系统,由该系统进行控制、切换、显示、录像、回放等 *** 作,实现系统的各项功能,同时通过本地广域网线路,中心监测系统可使用电脑或手机进行远程显示、录像和控制远程视频。

物联网监测与控制系统

系统是以物联网为基础,应用农业物联网传感器作为支撑,在农业生产管理过程中,可以进行实时的环境参数采集,将光照、空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等采集到数据库,并通过网络将其传输到控制平台。

系统可以根据数据进行智能判断,远程控制温室大棚设备(包括风机、湿帘、滴灌设备等),进而进行环境调控,以“对症下药”的方式,满足温室大棚作物的生长要求,智能温室大棚控制系统在农业生产种植中的应用,正真实现了种植自动化、管理智能化、 *** 作简单化,不仅提升了温室大棚种植技术水平,而且降低了农业生产的成本费用。

第一部分:智慧农场的定义

智慧农场是一种以物联网为基础,通过物联化、互联化、智能化的方式,综合无线传感技术、自动控制技术、网络技术和数据库技术实现现代化、智能化管理的农场。

第二部分:方案介绍

随着新一代信息技术飞速融入传统产业,农业数字化、网络化、智能化逐步成为农业现代化发展的基石。依托云计算、5G、物联网等技术,部署于农业生产现场的各种传感节点和通信网络,实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析等功能。结合当前乡村振兴战略、大规模农村土地流转等契机,为农业生产提供精准化保障、高质量运营水平、智能化决策支撑。

运用 Hightopo 自主研发的 HT 产品,全程零代码搭建 3D 轻量化 Low Poly 风格的智慧农场可视化解决方案,无缝融合 2D、3D 技术,1:1 还原农场的区域规划,展开对农作物间的网格化管理。业务囊括远程诊断、安全追溯、信息监测、安全预警等全方位需求。可实时感知现场的光、水、温、肥、热等实时生产环境、作业对象及设备状态,远程监测农业园区的生产过程、作业监督、生态环境,实现科学种植和安全生产。

第三部分:方案功能

气象可视化

支持融合天气雷达或气象管理业务系统,场景内可模拟和复现晴天、雷雨、多云等气象,针对气温、风力、降水、相对湿度等多个关键指标进行综合性监控分析。当面临气象灾害时能提前预警告警,及时输出应急措施,实现对气象数据的全面掌握和及时响应。

2伐木场监控可视化

目前森林盗砍盗伐、森林火灾事故及非法建设占用等现象愈加猖狂,单纯依靠林业人员巡逻监管成本巨大,也无法起到对有效区域的巡查目的。

借助无人机的航空影像或视频数据,对设定作业区域进行实时巡视,再由北斗系统高精度定位功能将数据实时回传到监控平台上。针对非法偷盗情况及时告警,精确定位偷盗位置,追踪偷盗踪迹。日伐木量,日栽种量、日运载量多重指标,通过 HT 丰富的可视化图表呈现于界面 2D 面板两侧。实现全方位监管动态感知和信息反演,构造一体化感知体系。

3灌溉/施肥/撒药可视化

根据农田中水稻、玉米、南瓜、西红柿等多种农作物的不同生长方式,可选择自动喷洒器灌溉或无人机灌溉形式,针对特定农作物或旱地作物,进行时长和灌溉量的智能设定。

无人机灌溉可为管理者提供大量田间时空变化信息,全程自主飞行,任何地形都能对农田灌溉、施肥、撒药提供精准作业路径。可根据侦测到的土壤墒情、生长阶段、植被指数,自主预测其种植面积、作物长势、产值预估,同时输出化肥与农药的用量数值预设建议,结合水肥一体化技术提高肥料利用率,达到变量施肥精量播撒,提高农作物生长速度及生长质量。实现时间计划型、模型驱动型、环境驱动型等多种智能管理模式。

通过场景交互调取相应农作物的监控视频,同步获取植被长势状态/成熟周期、病虫害百分比、往年收成比对等关键数据,点击场景中的农作物可显示其属性信息。针对关键数值的变化情况,系统将启动自检诊断功能,对预警地块进行迅速定位诊断,输出防治措施,避免延误病情,造成损失。

4农机管理可视化

搭载北斗导航定位系统、5G 通信系统、机具状态检测传感技术,可对“无人收割机”、“无人拖拉机”、“无人采摘机”等多类型农机,进行高精准地理定位、路径自动规划、故障自动检测。结合 HT 引擎强大的渲染技术,精准复现农机在各地块的作业动态。远程 *** 作农机的启停,根据事先规划好的路径,进行瓜果粮蔬自动采摘收割工程。设有车辆抓拍、移动侦测、入侵报警等智能分析功能,对作业现场、农机轨迹动态监控预警。2D 面板图表则呈现各农机的重要运行参数、收割数据详情、历史数据曲线对比等信息。

5蔬菜大棚可视化

模拟温室大棚场景,通过远程控制系统遥控大棚中喷灌机、电磁阀、排风扇、卷帘机等设备的启停。系统可根据大棚内定义的种植预设条件,自动控制增温、降温、通风、灌溉、施肥等设备的运行,当超出设定阈值时立即触发告警,通知管理者及时发现及时处理。不仅满足严苛的农作物种植条件,还能节约用电降低生产成本。整合各地块农事 *** 作详情、生产环境数据、全生长周期高清,实现数据共享,让生产环节可追溯,资源配置得以优化。

6农畜管理可视化

匹配智能传感器,即可满足鱼塘、奶牛场、养鸡场、养猪场等水产养殖场景进行线上查看。联动自动饲养、环境感知、综合诊断、溯源等功能,对获取养殖场环境信息(氨气、二氧化碳、硫化氢、空气温湿度等)进行设备自主调控。点击养殖品种,可显示相应畜禽的规模、产量、存活率等多层面信息。随时随地掌控畜禽养殖投入品和产出品数量、实时诊断动物疫病疫情、预警和防控。加强养殖场舍内环境的数据闭环,对潜在危机急速响应及时止损,减少补救成本,达到养殖场高效分析预警与宏观管理的目的。

7有机化肥厂生产可视化

为减少动畜禽粪污对环境的影响,国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用,通过建设有机肥厂、大小型沼气池、固液分离机、储粪房等粪污资源化利用处理设施,粪污经堆沤发酵处理后变成有机肥,用于农田林地果园,不仅节约肥料成本,还有助于推进生态环境保护。

HT 3D 可视化监测畜禽粪污资源化利用情况,可规模化的避免发酵堆肥时氧气浓度、温度以及生物菌群种类之间产生的差异,对化肥生产设备进行集中运行管理、数据查询、化肥转化量统计等支撑服务,缩短发酵周期,节省人工成本,从根本上解决了生产上的短板。可广泛应用于规模养殖场、养殖小区、有机肥厂、粪污处理中心,形成畜禽粪污收集、贮存、运输、处理的综合性利用全产业链。

8仓储可视化

集成仓储系统应用物联网、输送和分拣技术、RFID 托盘等技术,可对仓库产品进行数据采集整理,及时反馈出仓内饲料量、化肥量以及瓜果蔬菜的存量和出入库时间。设有智能搜索功能,即使面对海量数据也能迅速检索出相应的物品信息。3D 可视化仓储管高度提升仓库现场的运转秩序和管理效率,让数据共通联动。

一般所说的农业物联网即是在大棚控制系统中,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,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,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,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。


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