顺舟智能推出智慧农业物联网解决方案,农事资讯

个人随笔 作者:

一、智慧农业发展背景

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随着物联网技术的不断发展,越来越多的技术应用到农业生产中。目前,远程监控系统、无线传感器监测等技术日趋成熟,并逐步应用到了智慧农业建设中,主要包括环境、动植物信息检测,温室农业大棚信息检测和标准化生产监控,精农业中的节水灌溉等应用模式。提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。

一、智慧农业的必要性

二、农业管理现状及痛点

我国是一个农业大国,又是一个自然灾害多发的国家,农作物种植在全国范围内都非常广泛,农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义,而农业专家又相对匮乏,不能够做到在灾害发生时及时出现在现场,因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。农业信息化,智慧化是国民经济和社会信息化的重要组成部分,是农业发展的必然阶段,是新时期农业和农村发展的一项重要任务,是实现国民生计的大事。以农业信息化带动农业现代化,对于促进国民经济和社会持续、协调发展具有重大意义。进一步加强农业信息化建设,通过信息技术改造传统农业、装备现代农业,通过信息服务实现小农户生产与大市场的对接,已经成为农业发展的一项重要任务。

在农业生产过程中,农作物的生长与自然界的多种因素息息相关,其中包括大气温度、大气湿度、土壤的温度湿度、光照强度条件、二氧化碳浓度、水分及其他养分等等。传统农业作业过程中,对这些影响农作物生长的参数进行管理,主要依靠人的感知能力,存在着极大的不准确性,农业生产也就成为一种粗放式管理,达不到精细化管理的要求。

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以传感器与无线通信网络相结合的全方位环境监测控制系统在设施农业中大受欢迎,并迅速推广开来。针对农业大棚管理的现状及痛点,顺舟智能提出智慧农业解决方案。

农业物联网建设主要包括环境、植物信息检测,温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控,精准农业中的节水灌溉等应用模式,例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更等环境状况以及大面积的地表检测,收集温度、湿度、风力、大气、降雨量,有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等信息的监测。

三、顺舟智慧农业物联网解决方案概述

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顺舟智慧农业解决方案基于Zigbee/NB-IoT/LoRa等无线通信技术,通过顺舟智能的智能网关及无线连接设备,搭载相应的传感器,如空气温湿度传感器、CO2浓度传感器等,实时采集空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度以及光照度、PH值等环境参数,自动开启、关闭或远程控制指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备。

同时根据客户应用场景的不同,在顺舟智能硬件的基础上连接不同的传感器,可适用于不同的应用,包括农业温室大棚、林业、渔业等。

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图为农业大棚的应用

二、智慧农业生产解决方案

四、顺舟智慧农业物联网硬件解决方案

智慧农业解决方案主要包括以下部分

按照整个系统数据的传输结构,架构可分为感知层、传输层、应用层及用户终端四个部分:

1)环境监测系统:空气;土壤温湿度;光照;CO2空气传感器

1、感知层主要是环境信息采集设备及设备自动控制部分:包括空气温湿度信息监测,土壤信息监测,气象信息监测,视频信息采集。

2)通信控制系统:无线网关;中继;路由器

2、传输层主要是数据传输网络:包括顺舟自主研发的智能网关、无线连接设备等。

3)设备控制系统:浇灌系统;通风,遮阳;加湿;无线智能插座

3、应用层主要包括农业大棚、林业、渔业等场景应用;

4)视频监控,手持终端、进程大屏幕:智能终端,平板,电脑

4、用户终端主要是信息发布与数据智能处理部分:包括智能手机、平板电脑、笔记本、PC机等。

5)应用管理平台:智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家指导。

五、举例:农业大棚物联网解决方案

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智慧农业大棚系统由顺舟自主研发基于Zigbee/NB-IoT/LoRa的智能网关、无线传输设备、无线采集设备及相匹配的空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器、光照度传感器、CO2传感器、摄像头、加热、喷灌、通风、卷帘设备及其配套PLC及其他设备服务器等组成。

智慧农业大棚将具备如下功能

六、智慧农业控制系统功能

1)空气温湿度监测功能:系统可根据配置的温湿度无线传感器,实时监测大棚内部空气的温度和湿度。

1、数据实时监测

2)土壤湿度监测功能:配有土壤湿度无线传感器,实时监测温室内部土壤的湿度。

通过安装于指定的监测点的空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器、光合有效辐射传感器、CO2传感器等设备实时监测空气的温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度及PH值等相关数据;

3)光照度监测功能:采用光敏无线传感器来实现对温室内部光照情况的检测,实时性强。

2、数据实时传输

4)安防监测功能:采用无线入侵探测器,启动后当温室里面有人出现时,探测器便向主控中心发送信号,同时启动光报警。

顺舟无线数传设备通过无线网络将采集到的数据通过智能网关实时传向监控中心,保证了数据的及时性和准确性。

5)视频监测功能:通过部署无线WiFi摄像头实时捕获大棚内部的画面,通过光载无线交换机传输给网关处理。用户既可以在控制中心的显示器上看到温室内部的实时画面,又可以通过PC机远程访问的方式来观看温室内部的实时画面。

3、智能联动控制

6)促进植物光合作用功能:植物光合作用需要光照和二氧化碳。当光照度达到系统设定值时,系统会自动开启风扇加强通风,为植物提供充足的二氧化碳。

联动控制系统由加热、喷灌、通风、卷帘设备及其配套PLC及Wifi设备服务器组成,当传感器采集的环境数据与标准值对比超出临界范围时,控制器自动启动相关硬件设备对作物生长环境加热、浇水、通风、卷帘加减光照辐射,实现作物生长过程精确控制。

7)空气加湿功能:如果温室内空气湿度小于设定值,系统会启动加湿器,达到设定值后便停止加湿。

4、种植环境可视化

8)土壤加湿功能:当土壤湿度低于设定值时,系统便启动喷淋装置来喷水,直到湿度达到设定值为止。

智慧农业信息展示屏由液晶板拼接而成,用于展示农业大棚内各传感器采集的环境数据和现场场景。

9)环境升温功能:当温室内温度低于设定值时,系统便启动加热器来升温,直到温度达到设定值为止。

5、平台软件远程控制

10)局域网远程访问与控制功能:物联网通过网关加入局域网。这样用户便可以使用PC机访问物联网数据,通过操作界面远程控制温室内的执行器件,维护系统稳定。

整个系统的数据存放于云端平台,平台可对采集的数据,建立分析模型,进行智能化处理,优化农作物种植。

11)GPRS/3G网络访问功能:物联网通过无线网关接入GPRS或者3G网络。用户便可以手机来访问物联网数据,了解大棚内部环境的各项数据指标。

七、设备清单

12)控制参数设定及浏览:对所要实现自动控制的参数进行设置,以满足自动控制的要求。用户既可以直接操作网关界面上的按钮来完成系统平衡参数的设置,又可以通过PC机或手机远程访的方式完成参数的设置。

八、顺舟相关信息

13)显示实时数据曲线:实时趋势数据曲线可将系统采集到的大棚内的数据以实时变化曲线的形式显示出来,便于观察系统某时间段内整体的检测状况。

上海顺舟智能科技股份有限公司

14)显示历史数据曲线:可显示出大棚内各测量参数的日、月、年参数变化曲线,根据该曲线可合理的设置参数,可分析环境的变化对植物生长的影响。

联系人:彭先生

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电话:17621925431(同微信)

三、智慧养殖生产解决方案

顺舟官网:www.shuncom.com

智慧养殖解决方案主要包括以下部分

地址:上海市浦东新区张江盛荣路88弄

1)环境监测系统:空气温湿度;光照;CO2空气传感器

2)通信控制系统:无线网关;中继;路由器

3)设备控制系统:通风,遮阳;加湿,无线智能插座

4)视频监控安放系统,手持终端、进程大屏幕:无线监控系统,偷盗安防系统智能终端,平板,电脑

5)应用管理平台:智能感知、智能预警、智能决策、智能诊疗、专家指导

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四、环境监测系统

1)环境监测是农业物联网的核心,包括室内的大棚监测以及室外的农田监测,监测内容要根据农产品的不同而定制。

2)如图所述,传感器获得数据后,通过中继器,传送到网关,网关通过WCDMA/GPRS/SMS等运营商管道不平台通信,平台对数据进行分析、报警,确保农产品的正常生长,同时有助于实现精细化农业,提升农产品的品质与产量。

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五、丰富多样的传感器

农业生产使用的传感器种类繁多,根据作物的不同,包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、土壤ph值、光照、风力、二氧化碳浓度、溶解氧含量、叶面水份等200多种传感器,其中温度、湿度、光照、二氧化碳浓度是最主要的几种农业用传感器。

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