针对农业场景联网设备选型及方案应用
一、相关资料
1、资料下载地址:
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二、目前农业现状
1、生产规模小,生产技术封闭落后
根据国家统计局统计数据,中国人均耕地面积逐年减少,远小于世界平均水平。中国的耕地归属权是国家,使用权是个人,每个人手中的耕地少,机械化程度低,生产技术落后。
2、老龄化严重,劳动力成本大幅提升
随着城市化进程的发展,大量农村青壮年劳动力流入城镇,在许多地方,老年人成了种地的主力军,老龄化逐渐成为农业发展的隐忧。
3、资源利用率低
中国主要粮食作物水分生产效率1公斤/方,发达国家是2公斤/方。中国主要粮食作物肥料利用率35%,发达国家是65%。中国主要粮食作物农药利用率25%,发达国家是50-60%。
4、农产品安全品质无保证
食品安全意识薄弱,农药喷洒用量无数据监管;食品问题不能快速查询原因,追溯难。
三、发展智慧农业的目的
把最新的科技引入到农业上去,这就是所谓的智慧农业。农业发展,养活更多人;人吃饱肚子,促进了科技发展;科技发展了,反哺农业进一步促进农业发展,形成正反馈。
1、提高农业生产经营效率
智慧农业通过运用物理网、大数据、人工智能等技术实时采集、分析数据,为农民提供生产管理等方案,提高农业生产经营效率。
2、降低生产成本
智慧农业实现了投入少、产量产量高的目标,通过农业生产高度规模化、机械化、智能化特点,降低生产成本,提高市场竞争力。
3、解决农村劳动力日益短缺问题
通过新技术可以利用一个人或几个人实现农业耕种管收全过程操作,解决劳动力短缺问题。
4、提升农产品质量安全
利用新技术实现“无人化”精准控制,达到水、肥、光、热的最佳利用,不过度施肥、喷洒农药,杜绝污染,确保农产品绝对安全。
5、改善生态环境
通过精准施肥、精准喷洒农药等操作,改善传统农业生产过程中,过多的使用农药、化肥问题,保护耕地结构,提升生态环境质量。
四、农业产业链解析
五、智慧农业包含内容
参数采集类:微气候参数、土壤参数(墒情数据)、病虫害数据(病虫情)、农作物生长数据(苗情)、灌溉水质数据 ,空天地都可进行数据采集(卫星、无人机、传感器等)
控制类:灌溉控制(水肥一体化),农业设施控制(温室大棚调节)
农机管理类:天上飞、地上跑,无人机、自动驾驶农机等
信息化管理系统:农田管理、作物管理、农事管理、物资管理、销售管理、技术指导等
六、农业物联网系统
一个物理网平台可包括多个物联网系统:环境监测系统、土壤墒情监测系统、病虫害监测系统、灌溉水质监测系统、水肥一体化系统、大棚控制系统、大棚补光系统、作物生长监测系统
1、 环境监测系统
1)监测参数:
微气候参数:空气温湿度、光照、大气压、风速、风向、降雨量等
空气参数:二氧化碳、光合有效辐射等
2)大致逻辑:
通过微气候数据及棚内环境数据,时刻了解当前环境信息,通过配置阈值报警,超过阈值报警通知。例如,局部风速超过阈值,报警通知相关人,进行大棚加固等操作,减少可能的损失;棚内光照过高,联动控制遮阳网进行遮挡,为作物提供良好的生长环境;
通过棚内外数据对比,进行联动控制。例如,通过棚内外光照对比,当棚内光照比较低时,对比棚外光照,如果棚外阴天光照不足,则联动打开补光灯,如果棚外光照符合,则打开卷帘或遮阳网,为作物提供良好生长环境,增加产量。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1337.html
2、 土壤墒情监测系统
1)监测参数:
土壤环境参数:土壤温度、土壤湿度、土壤pH、土壤电导率等
土壤肥料养分参数:土壤肥力(土壤氮磷钾)、有机质、微量元素、重金属等
2)大致逻辑
通过对土壤温湿度、电导率、pH、肥力等数据的监测,数据汇总,提供针对性土壤治理措施,治理过沙或过黏土壤、盐碱土壤和酸化土壤,提高耕地质量水平。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1336.html
3、 病虫害监测系统
1)监测参数:
害虫监测参数:定向诱集、虫害预警、虫害图像采集等
2)大致逻辑:
通过虫情测报灯、智能孢子捕捉仪等智能仪器实时监测病虫害情况,实时上报高清图片,平台通过AI图像识别进行实时判断,预测病虫害发生情况,及时提醒,科学指导农药配撒,减少损失;
结合杀虫灯、粘虫板、害虫诱捕器等设备物理杀虫,减少生态污染,在杀虫的同时,最大限度保护环境。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1339.html
4、 灌溉水质监测系统
1)监测参数:
灌溉用水水质参数:PH值、盐度、硬度、氯化物等
2)大致逻辑:
灌溉水监测组合,可测量灌溉水温、pH、电导率、重金属离子(镉、铜、铅等),灵活搭配,维护方便,为推动水生态环境改善,促进农业绿色发展贡献力量。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1338.html
5、 水肥一体化系统
1)监测参数:
水肥一体机系统主要由给水系统、施肥机、监控系统、回水池、补水系统和杀菌消毒装置等组成
2)大致逻辑:
自动化灌溉和施肥的机器,将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1341.html
6、 大棚控制系统
1)监测参数:
可以控制大棚内的卷被、卷膜、遮阳网、风机、湿帘、灌溉、二氧化碳发生器等
2)大致逻辑:
智慧大棚主要是检测大棚内的数据,数据分析通过微电脑,电脑监控水幕、风扇、遮阳板等棚内设施,改变温室内的生物生长环境,进而减少人工投入、提高作物产量、增加收益。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1342.html
7、 大棚补光系统
1)监测参数:
检测大棚内光照情况
2)大致逻辑:
通过大棚内光照传感器或光合有效辐射传感器检测大棚内光照情况,当白天时段检测到光照强度过小时,系统自动打开补光灯,保证作物生长过程中光照需求。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1343.html
8、 作物生长监测系统
1)监测参数:
监测敏感光谱波段和光谱参数
2)大致逻辑:
通过在大棚内外架设智能摄像头可实时、定时监测作物长势、作物病虫害、灾害等情况;
同时还可以监测大棚执行机构的执行情况,远程控制,远程查看执行效果。
3)设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例:http://www.kewodl.com/Faq/1340.html
七、社会效益
1、提升质量监管
搭建农业感知大数据平台,进一步开展种植算法、产量预估、产品品质预测等模型建设,为农资企业和农户们提供更好服务与指导。
2、促进传统农业转型
推动农业发展新格局,促进农业行业的转型升级。实现农业节水、节药、节肥,推动农业废弃物资源化利用。
3、推动数字农村发展
通过农业基地视频图像采集、物联网数据采集、区域生长环境监测、全程质量管控、特色农产品展示销售等,做强产业数字化,助推数字乡村发展走在前列。
4、为农业发展赋能
为客户提供“科技技术+农业农村业务”的全方位服务,从而实现智能化生产、智慧化管理、品牌化营销、数据化运营,推动乡村振兴数字化、智能化升级。