智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案
隨著時(shí)代的發(fā)展,更多的人認(rèn)識到農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測的重要性,而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的弊端也越發(fā)明顯,智慧農(nóng)業(yè)成為新的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè):人工管理,缺乏有效的技術(shù)手段采集農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù);采用手動控制實(shí)現(xiàn)對灌溉、水簾、遮陽網(wǎng)、抽風(fēng)機(jī)等的控制,耗費(fèi)人力、耗費(fèi)時(shí)間,出錯率比較高。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè):傳感數(shù)據(jù)相對單一;對獲取的數(shù)據(jù)還需進(jìn)行手工統(tǒng)計(jì)和分析;缺乏智能化的數(shù)據(jù)管理和分析平臺;不能做到災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)對聯(lián)動。

智慧農(nóng)業(yè):在無線網(wǎng)絡(luò)+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+人工智能+大數(shù)據(jù)+GIS+遙感技術(shù)等多種新技術(shù)的引導(dǎo)下,智慧農(nóng)業(yè)集感知,傳輸、儲存、分析、聯(lián)動于一體,具有遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制、智能數(shù)據(jù)處理、多樣化超限告警等功能,使農(nóng)業(yè)更加精細(xì)化、可視化、智能化、簡單化、現(xiàn)代化。
農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、無線通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理與分析與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)能耗的降低,科學(xué)的種植,系統(tǒng)化、規(guī)?;木?xì)管理。通過實(shí)時(shí)掌握植物的生長環(huán)境信息,建立種植過程中的大數(shù)據(jù)庫。通過實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的土壤環(huán)境、氣象情況、水質(zhì)環(huán)境、蟲情狀況、孢子狀況、農(nóng)作物生長狀況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),從而根據(jù)不同農(nóng)作物、不同生長周期內(nèi)所需各種良好條件制定出科學(xué)有效的措施。從而保證在最小資源使用的情況下,對作物所需水分及環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的自動化反饋。從而最大限度內(nèi)提高作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),節(jié)約不必要的人力,杜絕安全隱患。
蟲情測報(bào)系統(tǒng):
蟲情測報(bào)與防治作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán),對農(nóng)作物產(chǎn)量的高低影響重大,由于田間生態(tài)環(huán)境變化較大,病蟲害成災(zāi)頻率也隨之升高。蟲情監(jiān)測系統(tǒng)可對蟲害的發(fā)生與發(fā)展進(jìn)行分析和預(yù)測,指導(dǎo)開展科學(xué)防治,避免盲目用藥、濫用藥,從而保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。蟲情測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)用生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、邏輯學(xué)、AI等知識和方法,利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和歷史資料,在無人監(jiān)管的情況下,可自動完成誘蟲、殺蟲、蟲體分散、拍照、傳輸、收集、排水等操作,并將蟲害類別和計(jì)數(shù)情況實(shí)時(shí)上傳至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,并在網(wǎng)頁端顯示,根據(jù)識別的結(jié)果,對蟲害的發(fā)生與發(fā)展進(jìn)行分析和預(yù)測。


孢子捕捉在線分析系統(tǒng):
病害是危害農(nóng)作物生長的主要因素之一。它不僅使農(nóng)作物生長受到抑制,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品變質(zhì)或減產(chǎn),有時(shí)甚至造成農(nóng)作物大面積死亡。孢子監(jiān)測系統(tǒng)可以收集隨空氣流動、傳染的病害病原菌孢子及花粉塵粒,檢測病害孢子存量及其擴(kuò)散動態(tài),為預(yù)測和預(yù)防病害流行、傳染提供可靠數(shù)據(jù)。
孢子捕捉在線分析系統(tǒng)的核心在于全自動孢子捕捉分析儀,該設(shè)備使用高倍光學(xué)顯微成像系統(tǒng),精度限位技術(shù)、自動智能化聚焦融合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳輸控制技術(shù)等技術(shù)手段,支持4G無線傳輸實(shí)時(shí)將孢子圖像上傳到農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,全天候?qū)崟r(shí)采集分析,實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物病菌孢子濃度數(shù)字化,通過手機(jī)和電腦隨時(shí)了解病害的發(fā)生、發(fā)展情況以及分布區(qū)域。


在農(nóng)業(yè)中,適宜的氣象條件是農(nóng)作物生長發(fā)育不可或缺的因素。氣象監(jiān)測主要是監(jiān)測當(dāng)?shù)剞r(nóng)林小氣候環(huán)境的變化。準(zhǔn)確的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)有助于管理人員掌握當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?,合理管理農(nóng)作物,及時(shí)調(diào)整農(nóng)作物的種植活動。農(nóng)林氣象監(jiān)測系統(tǒng)集風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫濕度、大氣壓力、光照強(qiáng)度、降水量等多個氣象監(jiān)測設(shè)備于一體,可實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田氣象環(huán)境的24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測,為合理配置農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、確定耕作制度和栽培方式提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持,提前采取措施預(yù)防氣象災(zāi)害,在人為的干預(yù)下趨利避害,達(dá)到高產(chǎn)豐收的目的。

農(nóng)林氣象監(jiān)測系統(tǒng):
農(nóng)林氣象監(jiān)測系統(tǒng)的核心在于農(nóng)業(yè)氣象站,其具有 1 路ModBus-RTU主站接口,可通過此接口連接485 變送器;可監(jiān)測溫度、濕度、大氣壓力、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、二氧化碳、光照等氣象條件;同時(shí)該氣象站還可以根據(jù)用戶自己的需求搭配任一485變送器(不限于默認(rèn)的485設(shè)備);還具有2 路繼電器輸出,可關(guān)聯(lián)到任何一路信號采集上做報(bào)警或自動控制使用;電控箱內(nèi)可接網(wǎng)絡(luò)視頻字符疊加器和4G路由器,可擴(kuò)接攝像頭設(shè)備,同時(shí)還可擴(kuò)接七寸觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場顯示。該系統(tǒng)可通過4G方式將數(shù)據(jù)自動上傳至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,用戶最終可以通過多終端查看數(shù)據(jù)。當(dāng)任一氣象參數(shù)超過設(shè)置的上下閾值時(shí),系統(tǒng)自動觸發(fā)短信、語音、郵件告警,通知管理人員緊急處理。

高質(zhì)量產(chǎn)出離不開健康和肥沃的土壤,做好土壤墑情監(jiān)測,是防止干旱洪澇的重要手段之一,也是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)支撐。土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)通過各專業(yè)的土壤傳感器設(shè)備對土壤做出及時(shí)的監(jiān)測分析,對于科學(xué)種植,高效生產(chǎn),提高土地產(chǎn)量,更好地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)利用太陽能電池板進(jìn)行供電的方式,通過在農(nóng)業(yè)大田安裝的土壤傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤的水分、溫濕度等介電參數(shù),并通過氣象監(jiān)控主機(jī)將數(shù)據(jù)自動上傳至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,用戶最終可以通過多終端查看數(shù)據(jù)。當(dāng)任一土壤參數(shù)超過設(shè)置的上下閾值時(shí),系統(tǒng)自動觸發(fā)短信、語音、郵件告警,通知管理人員緊急處理。

溫室監(jiān)測及控制系統(tǒng):
溫室大棚在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中占有非常重要的位置,其發(fā)展,讓反季節(jié)種植常規(guī)化,使作物生長不受季節(jié)變化的影響,以此達(dá)到提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的效果。溫室監(jiān)測及控制系統(tǒng)通過各種智能傳感器,及時(shí)掌握棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度等參數(shù)的變化情況,并進(jìn)行干預(yù)調(diào)節(jié),最終實(shí)現(xiàn)對溫室大棚科學(xué)、智能化、高效率的管理。

溫室監(jiān)測及控制系統(tǒng)通過在大棚內(nèi)靈活部署的各種環(huán)境監(jiān)測傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤含水量、C02濃度等與農(nóng)作物生長密切相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,采集的數(shù)據(jù)通過氣象監(jiān)控主機(jī)實(shí)時(shí)上傳至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,并在大棚內(nèi)的LED屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。平臺對各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和智能分析,通過配套物聯(lián)網(wǎng)控制箱,實(shí)現(xiàn)溫室大棚內(nèi)的智能控制(如遠(yuǎn)程控制澆灌、開關(guān)卷簾等)。通過該系統(tǒng)的部署實(shí)施,可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設(shè)施進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和有效手段。

大田遠(yuǎn)程無線灌溉系統(tǒng):
灌溉是重要的農(nóng)業(yè)種植管理模式,合理的灌溉能夠幫助作物生長補(bǔ)充所需水分,能夠促進(jìn)作物的健康生長,從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的效果。大田遠(yuǎn)程無線灌溉系統(tǒng)對傳統(tǒng)的環(huán)境數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行升級改造,構(gòu)建全程智能化的高效監(jiān)測控制管理體系,依托部署在現(xiàn)場的各種LORA傳感器節(jié)點(diǎn)和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境的智能感知、智能告警、智能分析,提供精準(zhǔn)化監(jiān)測、可視化管理、智能化決策。

大田遠(yuǎn)程無線灌溉系統(tǒng)運(yùn)用了基于擴(kuò)頻通信的遠(yuǎn)距離、低功耗LORA無線傳輸技術(shù),通過LORA無線通信技術(shù)將LORA采集器采集的環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤墑情等參數(shù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)再通過4G/以太網(wǎng)的方式上傳至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,分析處理各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)信息。當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到所設(shè)閾值或人為干預(yù)操作,作為灌溉設(shè)備運(yùn)行的控制條件,實(shí)現(xiàn)智能化灌溉,改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗相矛盾的問題。

作物生長及現(xiàn)場災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng):
作物的生長需要實(shí)時(shí)觀察,注意其狀態(tài)的變化,作物生長及現(xiàn)場災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)可遠(yuǎn)程清晰直觀的實(shí)時(shí)查看田間農(nóng)作物的生長狀態(tài)以及農(nóng)業(yè)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況,大程度上減少人工現(xiàn)場查看,節(jié)約時(shí)間成本,提升工作效率。

作物生長及現(xiàn)場災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)由360°廣角高清攝像頭構(gòu)成,對整個農(nóng)種過程中的耕種、施肥、采摘等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行24小時(shí)全天候視頻監(jiān)控,并將現(xiàn)場情況同步至農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,用戶可遠(yuǎn)程清晰直觀的實(shí)時(shí)查看田間農(nóng)作物的生長狀態(tài)和農(nóng)業(yè)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行情況,無需工作人員隔三差五的實(shí)地檢查,減少人力物力的投入,提升工作效率。尤其是在大范圍區(qū)域的種植中,一旦出現(xiàn)農(nóng)作物生長不好的情況,種植者也可以第一時(shí)間了解情況,采取措施,避免損失。

視頻監(jiān)控系統(tǒng):
農(nóng)業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測系統(tǒng)的一部分,在現(xiàn)場監(jiān)測區(qū)域內(nèi)安裝若干個視頻監(jiān)控?cái)z像頭,運(yùn)用無線通信技術(shù)和視頻圖像信息處理技術(shù),對農(nóng)田、農(nóng)業(yè)園區(qū)的作物進(jìn)行24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)圖像監(jiān)控。

此外,監(jiān)測到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過視頻字符疊加器可疊加顯示在監(jiān)控畫面上,視頻字符疊加器不僅支持單臺攝像機(jī)的字符信息處理,還可同時(shí)支持多臺攝像機(jī)疊加使用,用戶也可根據(jù)實(shí)際需求將此產(chǎn)品連接485設(shè)備,簡單配置疊加器后,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)視頻畫面上會疊加顯示相應(yīng)字符信息。如此,信息實(shí)現(xiàn)管理人員不僅可通過視頻監(jiān)控畫面遠(yuǎn)程查看作物的生長狀態(tài),還可直接查看各項(xiàng)參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。不僅保障了種植現(xiàn)場的安全生產(chǎn),還提高了管理人員工作效率以及種植生產(chǎn)科學(xué)管理水平。

大屏可視化系統(tǒng):
大屏可視化主要是指借助圖形,利用生動、直觀的形式展示出數(shù)據(jù)信息的具體數(shù)值,使得使用者短時(shí)間內(nèi)更加直觀的接受到大量信息。近年來,隨著通信、信息和顯示技術(shù)的高速發(fā)展,大屏行業(yè)已經(jīng)成為一個高速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),各種數(shù)字大屏被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中,發(fā)揮著越來越大的作用。大屏可視化系統(tǒng)可投屏顯示,自動刷新,滾動播放所有設(shè)備信息,數(shù)據(jù)清晰、直觀,便于管理員進(jìn)行系統(tǒng)查看與管理。

大屏可視化系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息通訊及顯示技術(shù)等高科技手段,能夠?qū)⒈O(jiān)測到的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)一一投屏顯示在不同的數(shù)字屏幕上,大屏所展示的各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)會根據(jù)實(shí)際情況的變化實(shí)時(shí)自動刷新,清楚直觀的展示所監(jiān)測區(qū)域內(nèi)蟲情、氣象、孢子、水質(zhì)、苗情等各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù),以便管理者及時(shí)知曉相關(guān)情況,進(jìn)行科學(xué)的種植與管理。
LED信息遠(yuǎn)程發(fā)布系統(tǒng):
LED信息遠(yuǎn)程發(fā)布系統(tǒng)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息化、自動化等技術(shù),在監(jiān)測區(qū)域安裝LED數(shù)據(jù)大屏,利用各類傳感器采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)蟲情、孢子、氣象、土壤墑情、灌溉等各種環(huán)境信息,不僅可以通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺,而且能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步傳輸?shù)絃ED大屏上,方便管理人員通過多種方式隨時(shí)查看監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況。大屏所顯示數(shù)據(jù)內(nèi)容管理者可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行編輯,在時(shí)間組合和空間組合上滿足多元化需求,管理簡單、使用方便,可以幫助管理人員更好的進(jìn)行農(nóng)業(yè)規(guī)劃和管理。

農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺是集土壤、氣象、水質(zhì)、蟲情、作物生長及現(xiàn)場災(zāi)害、孢子、灌溉、溫室、視頻監(jiān)控等于一體的在線監(jiān)控平臺。該平臺采用先進(jìn)的信息采集系統(tǒng),以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為基礎(chǔ),用戶可通過PC端WEB網(wǎng)頁、APP客戶端等多種渠道訪問平臺,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理功能。用戶可實(shí)時(shí)對每個站點(diǎn)的土壤環(huán)境、氣象、水質(zhì)、蟲情、植物病害、作物生長及現(xiàn)場災(zāi)害情況等影響作物生長的重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、管理,同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于平臺的遠(yuǎn)程手動、定時(shí)、自動的物聯(lián)網(wǎng)灌溉系統(tǒng)。