农业高科技园区智能监控治理系统.docx

农业高科技园区智能监控治理系统.docx

《农业高科技园区智能监控治理系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业高科技园区智能监控治理系统.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

农业高科技园区智能监控治理系统

农业高科技园区智能监控治理平台

1.概述

平台建设背景

随着信息技术与传感器技术的进展，示范园区信息化建设日趋受到人们的重视。

科技示范园信息化系统的建设不仅能够使得传统农业生产经营方式发生全然改变，还在专门大程度上提高了园区的农业生产治理水平，同时也加速了现代农业的进展的步伐，可有效地推动了农业集约经营、品牌建设与科技创新。

为了更大程度的发挥高科技示范园区的带头作用，科技示范园区信息化系统的建设势在必行。

目前，日本、美国、德国等发达国家已率先利用现代化的信息通信手腕，实施现代农业生产模式，成立了完善的农业信息体系，为其各自国家农业现代化的建设提供了强有力的技术支持。

我国现代化园区建设尚处于起步时期，建设的体会还不成熟，科技示范园区的建设要紧存在以下问题：

（1）科技园区基础信息不能及时获取，治理手腕具有滞后性的特点；

（2）科技示范园形成信息孤岛，给信息的共享带来专门大难度；

（3）没有整体的信息化治理平台，浪费人力、财力；

（4）不能有效的达到科技示范、推行的作用；

针对农业高科技园区信息化的进展瓶颈，沈阳巍图科技结合连年从事农业信息化研究的体会，从实际动身研发了“农业高科技园区全面信息智能监控治理平台”，该平台以布设在田间的传感器网络为基础，结合农业专家知识库系统，可实现园区内环境信息、土壤信息、作物长势等信息的实时监测，同时可依照预定条件，实现园区内整体信息的调控。

平台建设意义

该平台的建设可为农业科研、开发和功效转化提供前沿阵地和示范样板，向全省乃至全国集中展现优良品种、高效种植、工厂化生产等现代农业高新技术，加速农村产业调整，形成具有地址特色的设施农业、参观农业、生态农业、外向型农业，创出自己的品牌，拿出“拳头”产品，进而大幅度提高农业经济效益。

平台建设的意义在于：

（1）通过系统的建设，研究与示范持续农业增产增收的科学技术，提高农业综合生产能力；

（2）通过系统的建设，研究示范农产品转化增值，推动农业产业化，实现农业持续高效；

（3）通过系统的建设，更好地实现立体农业、设施农业、参观农业、节水农业等高科技农业，提高农业科技含量；

（4）通过系统的建设，使效益农业与参观农业有机结合起来，实现农业效益与园区文明建设的“共赢”。

2.平台建设

为了充分发挥科技示范园区的功能特性，更好的推动本地农业现代化的建设，XX农科院决定成立一套农业高科技园区智能监控平台。

平台建设要求

为了达到科研、示范、推行的目的，该平台的建设应该知足以下要求：

一、气象信息监测：

该平台应实现园区内气象环境信息的监测，监测的信息包括空气湿度、空气温度、风速、风向、雨量、蒸发、土壤温度、土壤湿度、光照等九个要素。

二、作物长势监测：

可实现园区内作物长势的实时监测、数据存储、远程上传等，可对作物的发病情形进行实时记录。

3、果树单株精准浇灌：

可实现4棵果树的单株精准浇灌操纵，需实现远程操纵及本地操纵两种方式，可实时监测果树生长的土壤环境。

4、水产养殖信息监测：

可实现鱼塘内鱼类生长各个因子的监测，包括：

水位、水温、生化需氧量（COD）、化学需氧量（BOD）、溶解氧含量、水质PH、含盐量；

五、畜牧养殖信息监测：

可实现养殖设施内动物生长各因子的监测，包括：

空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数等；

六、展现平台建设：

为了更好的实现园区治理，为方案决策的制定提供便利，平台建设应包括3X4M电视墙，用于信息的实时展现、预警发布、会议商讨等；

平台整体建构

为达到平台建设的要求，巍图科技从园区实际情形动身、结合连年从事设施农业研究的体会，成立了”高科技园区智能监控治理平台”，该平台要紧包括气象信息监测模块、作物长势监测模块、果树单株精准浇灌模块、水产养殖信息监测模块、畜牧养殖信息监测模块。

平台建设的整体框架图如下：

高科技园区智能监控平台

水产养殖监测模块

作物长势监测模块

畜牧养殖监测模块

展示平台建设

果树精准灌溉模块

气象信息监测模块

平台建设

各功能模块具体功能及建设如下：

气象信息监测模块

用于实现该风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、太阳辐射、蒸发等常规气象要素。

为了实现该功能，平台建设需成立智能气象站一台，该气象站的应具有以下特点如下：

1.测量精度高，不必人工参与；

2.数据搜集密度可设置，从1秒~365天可随意设置；

3.通信方式灵活，用微机下载监测数据；

4.节能设计，支持太阳能板供电，适于野外作业；

5.可扩展无线网络通信功能，配无线通信器通过GPRS网可实现远距离或异地遥测数据。

为此，该平台建设中咱们选用巍图科技生产的WITU-WS

（1）气象站，其要紧的配置清单如下：

项目

配件名称

数量

单位

备注

气象站传感器系列

土壤水分传感器

1

个

土壤体积含水量

土壤温度传感器

1

个

土壤温度

空气温湿度传感器

1

个

空气温湿度

风向传感器

1

个

风向传感器

1

个

光照传感器

1

个

蒸发传感器

1

个

液面蒸发

雨量传感器

1

个

持续降雨量

数据采集控制器

DMG-1采集控制模块

1

个

采集控制模块

无线传输系统

无线传输模块

1

个

数据的无线传输

无线传输软件系统

1

套

数据线

——

——

太阳能供电系统

太阳能板（带支架）

1

个

供电系统

控制器

1

个

电瓶

2

块

气象站支架

支架及固定设备

1

个

避雷装置

1

个

作物长势监测模块

用于观测栽培对象即实验植株实时状况及局部病虫害发生、进展的情形。

为了实现该功能，平台建设进程中在需在园区内布设10台视频摄像头，通过无线方式，接入监控平台，系统架构图如下：

要紧利用的设备有：

项目

配件名称

数量

单位

备注

监控部分

视频摄像头

10

台

带云台可变焦

传输部分

无线网桥

10

对

数据的无线传输

配件

安装支架

10

套

电源线

若干

米

水产养殖监测模块

该功能模块基于公共网络、以高精度的传感器及执行设备为基础，遵循散布式架构、集中治理的原那么，实现了鱼塘养殖中环境因子（水位、水温、生化需氧量（COD）、化学需氧量（BOD）、溶解氧含量、水质PH、含盐量）的实时监测，具有建设本钱低、扩展性好、保护方便等优势。

畜产养殖只要利用的硬件设施如下：

项目

配件名称

数量

单位

备注

传感器部分

空气温湿度传感器

1

个

空气温湿度

光照传感器

1

个

水位传感器

1

个

水温传感器

1

个

PH传感器

1

个

电导率传感器

1

个

BOD传感器

1

个

COD传感器

1

个

数据采集控制器

数据采集控制模块

2

个

DMG-1

数据存储传输模块

1

个

MSG-2

无线传输系统

无线传输模块

1

个

数据的无线传输

无线传输软件系统

1

套

数据线

——

——

安装配件

支架及固定设备

1

个

避雷装置

1

个

畜牧养殖监测模块

该系统的建设以公共网络及高精度传感器为基础，可实现计划化养殖设施内空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数的实时监测，为应付方法和执行命令的下达提供了数据基础。

要紧利用的硬件设施如下：

项目

配件名称

数量

单位

备注

传感器部分

空气温湿度传感器

1

个

二氧化碳传感器

1

个

氨气传感器

1

个

光照传感器

1

个

数据采集控制器

数据采集控制模块

1

个

DMG-1

数据存储传输模块

1

个

MSG-2

无线传输系统

无线传输模块

1

个

数据的无线传输

无线传输软件系统

1

套

数据线

——

——

太阳能供电系统

太阳能板（带支架）

1

个

供电系统

控制器

1

个

电瓶

2

块

配件

支架及固定设备

1

个

避雷装置

1

个

果园智能化精准治理模块

系统通过对单株果树的精准治理，从而实现整个果园的智能化精准治理，实现果园效益的最大化。

图10　果园智能化精准治理系统结构图

该模块可实现以下功能

Ø操纵功能：

软件可按操纵逻辑图完成各项操纵中工作。

Ø监视功能：

在正常的系统运转中，能监测各个操纵部件的工作状态，并显示在屏幕上。

Ø手控功能：

当监测系统出故障不能发出正常指令时，操作人员可通过主控运算机手工操纵各操纵部件的工作状态。

Ø统计功能：

能统计出每棵果树的用水用肥量及进程曲线。

Ø参数设定：

对果树生长所需要的含水量上下限、土壤电导率上限、主管道电导率、主管道pH值等参数进行设定。

若是可能，那么对整个果树生育周期中的城需肥指标、年周期中的需水指标、年周期需肥指标等进行设定。

该系统的利用，能够为果树提供一个理想的土壤环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善土壤质地、减少病虫害、增加作物产量，提高作物品质等作用。

要紧利用设备如下：

项目

配件名称

数量

单位

备注

灌溉装灌

土壤水分传感器

4

个

PH传感器

4

个

单株灌溉控制器

4

套

数据采集控制器

485HUB

1

个

数据存储传输模块

1

个

MSG-2

无线传输系统

无线传输模块

1

个

数据的无线传输

无线传输软件系统

1

套

数据线

——

——

供电系统

开关电源

1

个

供电系统

配套设施

电磁阀

4

个

避雷装置

1

个

平台建设整体预算

平台建设的整体预算如下：

序号

功能模块

项目

配件名称

数量

单位

单价

1

气象监测

气象站

智能气象站

1

套

35000

2

作物

长势

监测

模块

监控部分

视频摄像头

10

台

2300

3

传输部分

无线网桥

10

对

4

配件

安装支架

10

套

1050

5

电源线

若干

米

6

水产

养殖

监测

模块

传感器部分

空气温湿度传感器

1

个

1265

7

光照传感器

1

个

1400

8

水位传感器

1

个

1200

9

水温传感器

1

个

350

10

PH传感器

1

个

650

11

电导率传感器

1

个

900

12

BOD传感器

1

个

2400

13

溶解氧传感器

1

个

2200

14

数据采集控制器

数据采集控制模块

2

个

2530

15

数据存储传输模块

1

个

6000

16

无线传输系统

无线传输模块

1

个

1320

17

供电系统

太阳能供电系统

1

套

2000

17

安装配件

支架及固定设备

1

个

1850

18

避雷装置

1

个

19

畜牧

养殖

信息

监测

模块

传感器部分

空气温湿度传感器

1

个

1265

20

二氧化碳传感器

1

个

2600

21

氨气传感器

1

个

1860

22

光照传感器

1

个

1400

23

数据采集控制器

数据采集控制模块

1

个

2530

24

数据存储传输模块

1

个

6000

25

无线传输系统

无线传输模块

1

个

1320

26

供电系统

太阳能供电系统

1

套

2000

27

配件

支架及固定设备

1

个

1850

28

避雷装置

1

个

29

果树

精准

灌溉

模块

灌溉装灌

土壤水分传感器

4

个

1430

30

PH传感器

4

个

650

31

单株灌溉控制器

4

套

2000

32

数据采集控制器

485HUB

1

个

380

33

数据存储传输模块

1

个

6000

34

无线传输系统

无线传输模块

1

个

1320

35

供电系统

开关电源

1

个

180

36

配套设施

电磁阀

4

个

350

37

展示平台

软件系统

智能监控平台

1

套

50000

38

电视墙

3X4m

1

套

小计

191520

39

其他

安装调试费

8000

合计

199520

注：

红色部份未计入总价

3.系统创新性

一、视角上的创新

本系统站在一个全局治理者的角度对整个农业园区进行治理，范围包括园区内的各个区域。

生产治理者能够凭借本系统更科学、有效地完成园区治理工作。

二、治理模式的创新

一个农业园区的治理模式、目标，和与市场经济的结合程度是其可否成功运营与进展的关键。

我国的农业园区从土地审批、园区计划建设到招商引资都由政府出面，园区治理中普遍存在分工不明确，责任分级不能到个人等缺点。

引入本系统，能够在权限、职责设置上，直接把任务、生产区域、作业范围等直接下发到个人，并能够通过历史信息查询，明确得出个人操作信息，从而在源头上解决了园区治理责任问题。

同时系统结合农业专家知识库系统，通过对有效环境相关信息的监测，通过软件的分析，直接得出适合各类作物、畜舍、鱼塘等的科学操作方案。

从而使每一名农业园区治理人员，都成为实际治理中的农业专家。

通过本系统出产的畜产品、高级农作物，都能够通过成立个体识别系统，从而在食物平安、产品追踪溯源领域取得广大客户的认可，在绿色农业、参观农业领域有新的进展和冲破。

3、技术上的创新

（1）作物精浇灌操纵技术模式

作物需水量与需水规律一直是世界上现代节水农业研究的重点，最近几年来，国内着重研究了不同节水浇灌条件下要紧大田作物的需水指标和需水量估算模型，并结合DEM和GIS技术，分析了作物需水的时空尺度特点，取得了一些功效。

在作物需水规律基础上，需要设计一种合理的浇灌制度才能知足作物不同生育时期对水分的需求。

20世纪60年代美国等发达国家提出了农业经济用水问题，并提出了节水浇灌的概念，以打听水量与产量的关系并给出计划模型，设计不同供水条件下农作物的最优浇灌制度。

当一个灌区内种植多种作物时，如安在必然水资源条件下，合理安排作物的种植结构，将有限的水资源分派到各作物之间，使全灌区取得最大效益，也是目前作物节水浇灌制度研究的重大课题之一。

本项目依照作物生长的实际情形，制定了按时浇灌、定量浇灌、智能浇灌和ET0浇灌模式，属于国内领先国际先进水平。

（2）智能监控技术

该技术基于公共网络、以高精度的传感器及执行设备为基础，遵循散布式架构、集中治理的原那么，实现了环境因子的实时监测和远程智能调控，具有建设本钱低、扩展性好、保护方便等优势；

（3）果树智能操纵技术

本套技术能够模拟大体的生态环境因子，如温度、湿度、光照、CO2浓度等，以适应不同生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，依照预设参数，精准的测量气候、土壤参数等，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构；

4、理念上的创新

（1）鼓舞产学研结合

第一，本系统中利用的各类监测设备，在性能指标上，完全能够知足研究部门的用户需求；

第二，本系统积存的各类历史信息，包括气象环境信息、作物生长操作信息、畜牧养殖信息等，超级适合研究单位进行科学实验和总结；

再次，本系统是一个开放的系统，能够依照科技的进展，随时进行系统的升级和完善。

因此，本系统从理念上鼓舞产学研结合，从而提升客户利用理念，鼓舞创新。

（2）搭建公共效劳平台

本系统实现了农产品的追踪溯源，从而在食物平安领域提供了示范和支持，为相关国家部门、其他相关企业提供了参考，搭建出一个食物平安的公共效劳平台。

该系统的建设立足于国内实际，引用国内外最先进的技术，必将为农业科技示范园区技术示范、推行提供了展现平台，同时为治理人员提供了治理平台，大大提供了科技示范园区的运营效率。