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“互联网+农业应用案例”:智慧农业物联网系统

“互联网+农业应用案例”:智慧农业物联网系统推进河北现代农业发展

     
一、案例应用背景

    近年来温室种植在农业生产占的比重越来越大,而相对来说,温室大棚的控制系统也随着科技的进步不断发展进步提升。河北省农业物联网是当前农业中所应用的最先进的技术,而要进一步实施农业物联网工程,所采用的都是针对性的农业物联网整体解决方案。

    2015年12月,河北省被市家标准委正式批准创建河北首个国家农业综合标准化示范市,建设周期为3年,同期,河北现代农业示范区项目,建设周期为5年,河北为加快农业信息化建设,首先加强智慧农业物联网基础设施建设。

    河北农业局依托石家庄圣启科技有限公司,以互联网+农业产业基地信息服务为主体的智能化农业综合服务平台。这也是河北省唯一一个实现农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化的智慧农业物联网综合管理平台。


 
二、案例实施步骤

(一)建设背景

    物联网的农业应用,将面对一系列在广域空间分布的信息获取、高效可靠的信息传输与互联、面向不同应用需求和不同应用环境的智能决策系统集成的科学技术问题。它既需要电子、信息、通信科技与产业界对关键共性技术的突破和提供低成本、使用可靠和易用性好的硬、软件产品与服务的支持,又需要农业信息工程科学家们的协力研究、面向农业应用需求的技术整合和运营服务模式创新的保障。物联网农业应用技术的创新,将打破学科与部门的界限,促进不同学科间的交叉融合和衍生新的交叉学科,将大力推进以需求和应用为导向的协力研究模式,为新兴产业的发展和转变农业发展方式创造新的机会。

    通过本项目的建设,促进农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化,使我市成为农业物联网应用工程典范,为创建自治区级现代农业示范区提供有力支撑。



 
(二)、建设内容

    按照要求, 推进农业生产智能化,建成河北省农业智能化生产的示范基地是本平台建设重点,本平台运用物联网技术对设施农业的农业生产环节、各种要素实施数字化设计、智能化控制,提升农业生产标准化、集约化、自动化水平。利用云计算技术,汇聚农业种植环境信息,建成墒情、苗情、灾情、虫情、气象、植物本体生长监测平台,建立农事专家咨询库,形成智慧农业物联网综合管理平台数据库。
 
1、建设基地物联网监测系统

(1)大棚信息采集系统(地面环境与土壤环境监测子系统)
在蔬菜基地选择2座简易大棚作为参考监测对象,在每个大棚内安装1套无线监测传感器,每个地块配置1个信息传输节点,对棚内的空气温湿度、光照、土壤温度、土壤水分、二氧化碳浓度实时监测,监测数据实时发送至远程软件平台,如数据超出预警阀值,系统自动发出预警信息(短信通知管理员或网页预警),提醒相关管理人员采取干预措施,以免影响作物生长,确保作物高产高效。



 
(2)、室外环境信息采集及传输系统(小型农业气象站)
    根据项目要求,在蔬菜、玉米、棉花三个大田种植基地各选一个具有广泛代表性的地块配置1套无线农业气象综合监测站,无线气象站主要采集种植区域的农业气象环境指标(标配:空气温度、空气相对湿度、土壤温度、土壤水分、光合有效辐射、风速、风向、降雨量,气象墒情综合站会定时将监测到的气象数据通过无线网络(GPRS或3G)发送到监测平台或者管理人员的手机上,指导农业生产并有效形成气象灾害预警,以便相关部门及时采取措施,减少损失。

(3)、植物生理数据在线监测子系统
    根据项目要求,选择1棵有广泛代表性的作物作为参考监测对象,对其本体生理指标进行24小时不间断监测,主要包括作物的茎秆微变化情况、果实增大情况、叶绿素含量、氮含量,叶面温度、叶面湿度。通过对植物本体的生理指标监测,管理人员可更直接、准确的知道作物生长的健康状态以及对水肥的需求。

(4)、智能虫情测报灯
    根据项目要求,在蔬菜、棉花、玉米三个大田种植监测地块各配置1套智能虫情测报系统、本系统由前端虫情采集设备(太阳能智能虫情测报灯)加后台远程信息处理平台组成。利用害虫的趋光天性,对害虫进行诱杀,并利用内置1800万超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照,通过4G网络即时将照片发送至远程信息处理平台,利用最前沿的图像处理技术,对照片进行分析处理,即可对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数,并且形成数据库,通过数据分析与统计,就能判断某个区域某种作物发生某种虫害的趋势,并且发出有效预警,提醒相关管理人员以及职能部门提前采取防治措施,真正做到防灾、减灾。为农业高产,农产品高品质提供了有力保障。



 
2、建设智慧农业物联网综合管理云平台

(1)、设施农业监控系统
   数据实时查看,可以选定自动、手动和视频监控模式,第一时间掌握大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、CO2、光照强度等室内环境参数和农作物长势信息。SQ-WS圣启农业监控系统,实时监测作物生长态势,包括果实膨大、茎秆生长微变化指标曲线信息。

(2)、智慧农业综合管理云平台数据库
   通过土壤环境监测数据库、专家知识数据库、虫情病害数据库、植物本体监测数据库、气象墒情监测数据库等,建立政府综合管理云平台数据库,实现视频监测、多功能预警、大棚设施远程智能控制,为政府监管、智慧农业生产决策提供技术支撑。



(3)、农业专家系统
  为用户提供网上农事信息查询功能,主要是以农事(农药、24节气、农产品认证、农作物品种、种植技能、生产决策)等知识,可以让用户即时解决自己疑惑。

(4)、农业四情监测系统
   建设“四情”(虫情、苗情、墒情、灾情)监测管理,将水稻基地采集数据实时传输至物联网综合服务平台,实现对大田作物苗情、墒情、病虫情、灾情以及各生长阶段的长势、长相的动态监测、为农作物生产提供技术服务和救灾指导,为领导进行粮食生产决策提供数据支持。

(5)、农机管理系统
  对农业机械设备信息及日常维护细心进行登记管理,方便监管维护。对各基地的农机设备做有序分类管理(品名、功用、维护周期等),以便做到农机具定期保养,以免耽误农业生产。

(6)、农事管理系统
   农事管理系统作为智能种植监测系统的有效补充,主要记录各基地非自动监测的农情农事数据,比如作物播种信息、施肥信息、用药信息,浇水信息(含地块信息、浇灌方式、用水量)、除草、收割等人工农事管理信息,便于基地的农事日常管理,为进一步科学种植提供实践数据。



 
(7)、农资管理系统
   对各基地种子、农药、化肥等日常生产资料做分类有序管理。在系统平台中,管理种苗、化肥,农药,水源,土地等信息,全部录入到系统中存档,方便对农资投入品进行日常使用登记管理,方便监管。

(8)、农产品质量追溯系统对接
  与已建设的农产质量追溯系统实现无缝对接。

(9)、手机终端APP
   用户通过手机终端可以随时随地查看基地的植物生长情况、环境气象信息、设备的运行状态、工人生产状况进行实时监控,远程控制相关设备。
河北省农业物联网整体解决方案的实施,可以保证产前正确规划以提高资源利用效率,产中精细管理以提高生产效率,产后高效流通,实现安全溯源等多个方面,促进农业的高产、优质、高效、生态、安全。



 
    

      
                              
                              
                              

      
                             
                             
                             
                             
                             
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