【項目案例】智易時代助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，建綠色生態(tài)屏障

?項目背景：

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田是一定時期內(nèi)，通過土地整治建設(shè)形成的集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的基本農(nóng)田。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)應(yīng)達(dá)到“田地平整肥沃、水利設(shè)施配套、田間道路暢通、林網(wǎng)建設(shè)適宜、科技先進(jìn)適用、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效”的總體目標(biāo)。

2019年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于切實加強高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)提升國家糧食安全保障能力的意見》明確提出，到2022年，全國要建成10億畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

2021年9月，《全國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃（2021—2030年）》公布，《規(guī)劃》提出到2030年，中國要建成12億畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。智易時代智慧農(nóng)田遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、無線傳感器監(jiān)測等技術(shù)日趨成熟，并逐步應(yīng)用到了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)中。主要包括環(huán)境、動植物信息檢測，農(nóng)業(yè)種植信息檢測和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)監(jiān)控，精農(nóng)業(yè)中的節(jié)水灌溉等應(yīng)用模式。提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理效率、提升了農(nóng)產(chǎn)品的附加值、加快了智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)步伐。

項目現(xiàn)狀及痛點：

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)作物的生長與自然界的多種因素息息相關(guān)，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強度條件、水分及其他養(yǎng)分等等。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)過程中，對這些影響農(nóng)作物生長的參數(shù)進(jìn)行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準(zhǔn)確性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也就成為一種粗放式管理，達(dá)不到精細(xì)化管理的要求。

目前，以“傳感器與無線通信網(wǎng)絡(luò)”相結(jié)合的qu按方位環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中大受歡迎，并迅速推廣開來。針對農(nóng)業(yè)稻田管理的現(xiàn)狀及痛點，智易時代提出智慧農(nóng)業(yè)解決方案。

方案詳情：

智易時代智慧農(nóng)業(yè)解決方案基于GPRS等無線通信技術(shù)，通過智能網(wǎng)關(guān)及無線連接設(shè)備，搭載相應(yīng)的傳感器，如空氣溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、土壤傳感器等，實時采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、PH值、水質(zhì)PH值等環(huán)境參數(shù)，自動開啟、關(guān)閉或遠(yuǎn)程控制zhi定設(shè)備?？梢愿鶕?jù)用戶需求，隨時進(jìn)行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。

同時根據(jù)客戶應(yīng)用場景的不同，在硬件基礎(chǔ)上連接不同的傳感器，可適用于不同的應(yīng)用，包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等。

按照整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)構(gòu)，架構(gòu)可分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層及用戶終端四個部分：

（1）感知層：主要是環(huán)境信息采集設(shè)備及設(shè)備自動控制部分：包括空氣溫濕度信息監(jiān)測，土壤信息監(jiān)測，氣象信息監(jiān)測，視頻信息采集。

（2）傳輸層：主要是數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：包括智能網(wǎng)關(guān)、無線連接設(shè)備等。

（3）應(yīng)用層：主要包括農(nóng)業(yè)等場景應(yīng)用；

（4）用戶終端：主要是信息發(fā)布與數(shù)據(jù)智能處理部分：包括智能手機、平板電腦、筆記本、PC機等。

 

軟件平臺：

（1）實時數(shù)據(jù)

通過安裝于zhi定的監(jiān)測點的空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤PH傳感器、光合有效輻射傳感器等設(shè)備實時監(jiān)測空氣的溫濕度、土壤溫濕度及PH值等相關(guān)數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)按日、周、月、季度、生長周期進(jìn)行統(tǒng)計，可通過曲線圖查看環(huán)境數(shù)據(jù)的走勢情況。

（2）視頻監(jiān)控

通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭，對整個農(nóng)業(yè)中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行視頻監(jiān)控，實時觀察水稻及生長環(huán)境的情況，支持視頻監(jiān)控資料按日、月分別進(jìn)行儲存并下載錄像文件，可隨時查看視頻歷史數(shù)據(jù)，方便管理人員對農(nóng)作物生長情況的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控及質(zhì)量監(jiān)督。

 

（3）數(shù)據(jù)實時傳輸

無線數(shù)傳設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)通過智能網(wǎng)關(guān)實時傳向監(jiān)控中心，保證了數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性。

（4）報警管理

通過平臺可設(shè)定環(huán)境數(shù)據(jù)預(yù)警值，系統(tǒng)自動預(yù)警，生成預(yù)警事件，通過手機短信及網(wǎng)頁報警提示管理人員進(jìn)行管理和控制。同時可以將空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度等環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)以及環(huán)境預(yù)警事件信息以圖表形式形成統(tǒng)計報表，供管理人員做出適當(dāng)?shù)淖魑锷L管理、分析與決策。

 

（5）智能聯(lián)動控制

聯(lián)動控制系統(tǒng)由加熱、噴灌、通風(fēng)、卷簾設(shè)備及其配套PLC及Wifi設(shè)備服務(wù)器組成，當(dāng)傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值對比超出臨界范圍時，控制器自動啟動相關(guān)硬件設(shè)備對作物生長環(huán)境加熱、澆水、通風(fēng)、卷簾加減光照輻射，實現(xiàn)作物生長過程精確控制。

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（6）數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計

可以將各項參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果以曲線圖、柱狀圖形式展示，方便用戶實時查看監(jiān)測點位變化趨勢，并且支持以圖片形式導(dǎo)出圖表數(shù)據(jù)。

 

（7）種植環(huán)境可視化

智慧農(nóng)業(yè)信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示農(nóng)業(yè)稻田內(nèi)各傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和現(xiàn)場場景。

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硬件設(shè)備：

（1）超聲波氣壓五參數(shù)傳感器

本款傳感器采用高強度工程塑料外殼，可同時監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓五個監(jiān)測因子，全天候監(jiān)測農(nóng)田氣象情況，監(jiān)測數(shù)值準(zhǔn)確。

參數(shù)：

風(fēng)速：0-45m/s；準(zhǔn)確度：低風(fēng)速±0.5m/s，高風(fēng)速±1m/s；分辨率：0.1m/s

風(fēng)向：0-359°；準(zhǔn)確度：低風(fēng)速±5°，高風(fēng)速±3°；分辨率1°

溫度：-40~+70℃；準(zhǔn)確度：±0.5℃；分辨率：0.1℃

濕度：0~100%RH；準(zhǔn)確度：±3%RH；分辨率：0.1%RH

大氣壓：0~120KPa；準(zhǔn)確度：±0.15KPa

（2）氣體污染物傳感器

氣體污染物傳感器是我司自主研發(fā)的一款高精度傳感器，采用激光散射法的原理，可同時監(jiān)測PM2.5、PM10、TSP三因子。

參數(shù)：

監(jiān)測因子：PM2.5、PM10、TSP；

原理：激光散射法；

范圍：0-1000ug/m3；

精度：±10%；

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（3）土壤傳感器

土壤傳感器就是能夠監(jiān)測土壤酸堿度成分的一種儀器。具有耗電量低，容易攜帶，測量準(zhǔn)確方便等優(yōu)點，實現(xiàn)了土壤PH的實時在線監(jiān)測。

參數(shù)：

土壤PH值：測量范圍：0-14pH；準(zhǔn)確度：±0.1pH；分辨率：0.01pH

電導(dǎo)率：測量量程：0~20mS/cm；準(zhǔn)確度：＜±5%；分辨率：0.01 mS/cm；

溫度：測量范圍：-40~80℃；分辨率：0.1℃；準(zhǔn)確度：±0.5℃

濕度：量程：0-100%；分辨率0-50%內(nèi)0.03%，50-100%內(nèi)1%；精度：0-50%內(nèi)2%，50-100%內(nèi)3%

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（4）水質(zhì)傳感器

水質(zhì)傳感器是檢測水質(zhì)參數(shù)的儀器。它包括各種物理量的測量裝置和電子電路部分，通常由傳感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號處理等組成。

參數(shù)：

水質(zhì)PH值：量程：0-14pH

（5）主機采集傳輸箱

主機采集傳輸箱是集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上傳和邊緣計算于一體的智能數(shù)據(jù)采集箱。整個采集箱可以通過RS485串口或網(wǎng)口采集各類水、土、氣等終端設(shè)備的數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)、4G、光纖等通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器或云平臺。

（6）視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控可以支持農(nóng)田實景環(huán)境識別、農(nóng)田看護(hù)等工作，開啟后攝像頭可以精準(zhǔn)監(jiān)測并實現(xiàn)自動追蹤、全畫幅放大等功能。

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（7）太陽能供電系統(tǒng)

太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、太陽能板、立桿等部分組成。可將太陽能轉(zhuǎn)化為設(shè)備需要的電能，支持設(shè)備陰雨天連續(xù)供電3-4天。

現(xiàn)場實圖：