農業物聯網解決方案設計及項目實施(9頁).docx
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2024-01-08
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1、農業物聯網解決方案設計及項目實施一、農業物聯網簡介概述:當前,我國正處于從傳統農業到現代農業轉變的過程中,信息技術成為利用現代高新技術改造傳統農業的重要途徑。農業信息化的發展大致經歷了電腦農業、數字農業、精準農業和智慧農業四個階段。智慧農業是農業生產的高級階段,集新興的物聯網、大數據、云計算等技術為一體。物聯網是在互聯網基礎上的延伸和拓展,通過全面感知、萬物互聯和智能化應用,實現物與物、物與人、所有的物品與網絡的連接,從而進行識別、管理和控制。在國內,農業物聯網在農業發展中的應用顯示出了一定的成效,推動了大棚蔬菜、大田種植、花卉種植、水產養殖等多方面農業的快速發展,農業物聯網相關技術、體系、產2、品等在我國農業及農村信息化領域已經得到了初步應用,例如常見的傳感技術、智能化管理系統、遙感系統、遠程監測系統、生物信息及診斷系統等。這些技術有助于監管農產品的整個生產及流通過程,并將各個環節的相關信息借助物聯網傳輸到農產品流通中心的數據庫中,提高了農產品安全質量管理水平及物流的實效性。農業物聯網技術的研究應用是現代智慧農業發展的需要,也是衡量一個國家綜合科技實力與農業發展水平的重要標志。當前我國農業在取得巨大成就的同時,也面臨人口增加、耕地減少、農村勞動力減少、自然災害增加、環境污染加重等問題的嚴峻挑戰。因此,未來的農業生產需要進行精準監控和科學管理,實現對資源的合理配置,以最少的投入達到最大3、的收益,高效地利用各類農業資源,取得最大的經濟效益和環境效益。今后農業物聯網應面向集約、高產、高效、生態、安全的現代農業發展需求,綜合運用無線傳感器技術、移動通信技術、自動化技術、作物安全生產與高效栽培技術、病蟲害綜合防治技術、土壤肥料資源高效利用技術等,實現跨學科、多領域高新技術綜合應用支撐下的環境信息精確監測、生產過程精準管理、肥-水-藥智能實施、病蟲害智能診斷與監控預警、農產品質量安全監管與追溯等目標。隨著托普云農傳感器終端設備在農業生產環境中的大量應用,農業生產環境變量被轉化成數字信號,進行傳輸、存儲、分析、處理,數據量逐漸變大,數據結構日益復雜大數據環境下,全面感知、可靠傳輸和智能處4、理等物聯網技術創新了農業物聯網應用模式,各種農業資源利用效率大幅度提高,農業能耗和成本最大限度地降低,農業生態環境破壞最大限度減少,提高農業全鏈條、全產業、全過程的智能化、泛在化程度,實現農業生產環境的實時監測、自動控制、數字化管理,農業生產管理系統達到整體最優化,這也是農業物聯網未來發展的必然趨勢。農業物聯網通過與信息化的有效結合實現高度的智能化是我國農業發展的必然趨勢,而托普云農的農業物聯網的推廣與應用是實現該目標的重要途徑。在政府以及相關科研機構的推動下,我國農業物聯網技術已經取得了一定的進步,其應用也有了不錯的成效,但其技術離成熟還有較大距離,應用的開拓空間也還很大。具體表現在:我國農5、業的應用對象具有多樣化的特點,采集的信息也很復雜。雖然我國在國際物聯網標準的制定上已經有了一定的主導作用,但在國內還沒有統一、有效的標準體系。農業物聯網的相應商業模式還不成熟,重復投入問題較突出,可持續發展商業模式較少。在未來的發展中,應當積極探索不同種類農產品、不同類型農業生產經營主體農業物聯網技術應用模式及可持續商業模式。我國在農業生產精細化、自動化方面還比較薄弱,現有的農業監測及自動控制技術普及率較低,制約了農業物聯網應用的發展。硬件設備與技術水平仍需要提高。在未來,我們要加強對農業物聯網的重視與研究,不斷完善其標準體系與運營機制的建設,推動農業物聯網應用的標準化、規模化與產業化。二、農6、業物聯網智能測控系統在農業中應用的意義:我國是農業大國,而非農業強國。近30年來果園高產量主要依靠農藥化肥的大量投入,大部分化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置,導致大量養分損失并造成環境污染。我國農業生產仍然以傳統生產模式為主,傳統耕種只能憑經驗施肥灌溉,不僅浪費大量的人力物力,也對環境保護與水土保持構成嚴重威脅,對農業可持續性發展帶來嚴峻挑戰。本項目針對上述問題,利用實時、動態的農業物聯網信息采集系統,實現快速、多維、多尺度的果園信息實時監測,并在信息與種植專家知識系統基礎上實現農田的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動控制。突破果園信息獲取困難與智能化程度低等技術發展瓶頸。目前,我國大多數7、水果生產主要依靠人工經驗盡心管理,缺乏系統的科學指導。設施栽培技術的發展,對于農業現代化進程具有深遠的影響。設施栽培為解決我國城鄉居民消費結構和農民增收,為推進農業結構調整發揮了重要作用,溫室種植已在農業生產中占有重要地位。要實現高水平的設施農業生產和優化設施生物環境控制,信息獲取手段是最重要的關鍵技術之一。作為現代信息技術三大基礎(傳感器技術、通信技術和計算機技術)的高度集成而形成的無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術。網絡由數量眾多的低能源、低功耗的智能傳感器節點所組成,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,獲得詳盡而準確的信息,通過無線傳輸網絡傳8、送到基站主機以及需要這些信息的用戶,同時用戶也可以將指令通過網絡傳送到目標節點使其執行特定任務。托普云農物聯網在農業領域中有著廣泛的應用。我們從農產品生產不同的階段來看,無論是從種植的培育階段和收獲階段,都可以用物聯網的技術來提高它工作的效率和精細管理。(1)在種植準備的階段,我們可以在溫室里面布置很多托普云農的傳感器,分析實時的土壤信息,來選擇合適的農作物。(2)在種植和培育階段,可以用托普云農物聯網的技術手段采集溫度、濕度的信息,進行高效的管理,從而應對環境的變化,保證植物育苗在最佳環境中生長。比如說通過采集設備,比如說降溫了,我可以給他在溫室里加熱。(3)在農作物生長方面,可以利用托普云9、農物聯網實時監測作物生長的環境信息、養分信息和作物病蟲害情況。利用相關傳感器準確、實時地獲取土壤水分、環境溫濕度、光照情況,通過實時的數據監測和物定作物的專家經驗相結合,配合控制系統調理作物生長環境,改善作物營養狀態,及時發現作物的病蟲害爆發時期,維持作物最佳生長條件,對作物的行長管理有非常重要的作用。(4)在農產品的收獲階段,我們也同樣可以利用托普云農物聯網的信息,把它傳輸階段、使用階段的各種性能進行采集,反饋到前端,從而在種植收獲階段進行更精準的測算。(5)提高效率,節省人工,如果是幾千畝的農場,要對各大棚進行澆水施肥,手工加溫,手工卷簾,那要用大量的時間和人員來操作。如果應用了托普云農物10、聯網技術,手動控制也只需點擊鼠標的微小的動作,前后不過幾秒,完全替代了人工操作的繁瑣。三、托普云農農業物聯網智能測控系統所技術特點:(1)監控功能系統:根據無線網絡獲取的植物生長環境信息,如監測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。其它參數也可以選配,如土壤中的PH值、電導率等等。信息收集、負責接收無線傳感匯聚節點發來的數據、存儲、顯示和數據管理,實現所有基地測試點信息的獲取、管理、動態顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據以上各類信息的反饋對農業園區進行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。(2)監測功能系統11、:在農業園區內實現自動信息檢測與控制,通過配備無線傳感節點,太陽能供電系統、信息采集和信息路由設備、配備無線傳感傳輸系統,每個基點配置無線傳感節點,每個無線傳感節點可監測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。其它參數也可以選配,如土壤中的PH值、電導率等等。信息收集、負責接收無線傳感匯聚節點發來的數據、存儲、顯示和數據管理,實現所有基地測試點信息的獲取、管理、動態顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。(3)實時圖像與視頻監控功能:農業物聯網的基本概念是實現農業上作物與環境、土壤及肥力間的物物相聯12、的關系網絡,通過多維信息與多層次處理實現農作物的最佳生長環境調理及施肥管理。但是作為管理農業生產的人員而言,僅僅數值化的物物相聯并不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監控為物與物之間的關聯提供了更直觀的表達方式。比如:哪塊地缺水了,在物聯網單層數據上看僅僅能看到水分數據偏低。應該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據這一個數據來作決策。因為農業生產環境的不均勻性決定了農業信息獲取上的先天性弊端,而很難從單純的技術手段上進行突破。視頻監控的引用,直觀地反映了農作物生產的實時狀態,引入視頻圖像與圖像處理,既可直觀反映一些作物的生長長勢,也可以側面反映出作物生長的整體狀態及營養水平。可以從整體上13、給農戶提供更加科學的種植決策理論依據。四、托普云農農業物聯網主要功能數據采集,數據處理,數據通信,信息查詢,數據管理,泵站控制,預防報警,作物生長環境參數(土壤水分、養分、空氣溫濕度、光照、輻射、CO2、風速、風向、雨量等)實時采集和監控。1、通過各種傳感器采集各類信息,其中包括溫濕度、二氧化碳、土壤水分、土壤溫度、電導、PH、光量子、光照度、風速、風向、雨量計等2、一個基地可以建多個節點,每個節點可以根據需要連接多個傳感器,各個節點可以互聯,也可單獨傳到主控室,進而通過網絡傳到你的電腦或手機里。五、托普云農農業物聯網的信息傳輸分布式傳感器信息匯聚各個節點,各個節點采用優化ZigBee技術適于14、環境多跳,自組織通信技術,連入互聯網每個節點信息可以通過有線或無線傳到主控室,傳輸距離遠,功耗低,安全可靠。六、農業物聯網的信息控制控制模塊分為手動和自動模式,集合了工業技術的成熟穩定、界面簡單易操作、防水防潮等特點,自動控制系統以強大的通訊網絡作為無線通訊平臺,采用統一的人機界面、靈活方便的操作方式實現完善的功能,系統結合了傳感、遙測、通訊、計算機、自控等技術,可以各類傳感器信息高效的實現渠系和管道水利遠程控制、泵站自動控制、泵站能效監測、卷簾補光、開窗降溫、風機控制、遮陽控制等。該系統提高了區域內水資源的綜合管理水平,提高田間設備的運行小盧和利用率,提高了管理人員的工作效率,降低了管理成本15、,進而達到了節水、節能、增產、增效的目的。七、農業物聯網的總結物聯網在農業中的應用,細化各個農場,可靠性更高,適應性更高,不僅提高了智能化的應用,又能節能環保,可循環使用,進而降低成本、提高效能。可以整合一下幾個方面: 1、農業資源:土地資源、水資源及生產資料更能被有效的高能調度,達到節能、高效的目的。2、農業生態環境:使得生態鏈更豐富,土壤、大氣、水質、氣象更適合人們生產生活。3、農業生產過程:更能精耕細作,使用智能化設備,實現綠色健康養殖。4、農產品和食品安全:可以實現產地環境、產后儲藏加工、物流運輸,整個供應鏈實時查詢。5、 裝備和設施:可實現信息共享,遠程診斷,服務調度。 公司簡介:浙江托普云農科技股份有限公司 農業物聯網、農業信息化綜合解決方案服務商托普云農潛心十二年致力于中國農業信息化發展,同時提供面向土壤、農業氣象、種子、植物生理、植物保護、糧油食品等監測檢測精準農業儀器裝備。迄今為止已獲國家發明專利5項、實用新型專利42項,軟件著作權70余項,軟件登記證書18項,被評為國家高新技術企業、杭州市院士工作站,研發實力強!受到多位行業專家及行業領導認可,智能硬件及農業信息化應用遍及全國!上市公司(股票代碼:833692)、大品牌,質量信得過、售后有保障!