设施蔬菜种植物联网系统
- 格式:doc
- 大小:9.50 MB
- 文档页数:21
姜堰市农业物联网技术应用现状及发展对策摘要介绍姜堰市农业物联网技术的应用现状,指出农业物联网技术应用中存在的主要问题,提出发展对策,以期促进农业增效。
关键词农业;物联网技术;应用现状;发展对策;江苏姜堰中图分类号 f323.3 文献标识码 a 文章编号 1007-5739(2012)22-0337-02当前,物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第3次浪潮。
随着智能农业、精准农业的发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽,通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农业生产环境的影响,为动、植物生活、生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件,可以在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产,实现科学监测、科学种养,极大地促进了现代农业发展方式的转变。
1 姜堰市农业物联网技术应用现状1.1 农业物联网技术应用具有良好的基础一是农业信息化基础设施初具规模。
目前,全市16个乡镇(区)所辖262个行政村全部实现光纤有线电视网、互联网“村村通”,宽带覆盖率达到100%,计算机、电话、手机等信息工具逐步普及,计算机网络、有线电视和有线广播已成为主要的信息网络。
二是农业信息化服务体系不断完善。
全市已形成“市有信息中心、镇有信息服务站、村有信息服务点”的3级信息服务体系和“电脑有网站、电视有影像、电台有声音、电话有应答”的“四电合一”农业信息网络服务平台,农业信息化已成为全市现代农业发展的助推器[1]。
1.2 农业物联网技术试点应用取得初步成效物联网在高效设施栽培、畜禽养殖、大田作物精细栽培、农产品质量控制和可追溯体系的建立等方面都有极其广泛的应用前景。
近年来,姜堰市在积极推进全市农业现代化发展进程中,不断创新农技推广新方式,积极研制引进信息新技术,推广信息化新成果,开展物联网技术应用试点工作。
一是农业物联网技术在设施蔬菜生产中得到应用。
2011年,市水乡蔬菜种植专业合作社投资60多万元,建立了泰州市首个设施蔬菜农业物联网系统,实现了信息技术与现代农业发展相结合。
高效果蔬菜种植技术创新随着人们对健康和营养的关注增加,对高效果蔬菜的需求也日益增长。
为了满足这一需求,农业领域不断探索和创新种植技术,提高蔬菜的产量和品质。
本文将介绍一些高效果蔬菜种植技术的创新,并探讨其对农业的影响。
1. 智能化温室技术智能化温室技术是一项改革性技术,它利用先进的感应器、自动控制系统和人工智能技术,实现对温度、湿度、光照和气体浓度等参数的精确调控。
这种技术可以提供理想的生长环境,提高蔬菜的产量和品质。
例如,通过智能温室技术,可以根据作物生长的需求和外部环境的变化,自动调整空气流通、光照强度和水肥供应,提供最佳的生长条件,从而达到高产高质的目标。
2. 水培技术水培技术是一种不使用土壤的种植方法,将植物根系悬浮在营养液中生长。
这种技术的优势在于可以减少土壤污染和病虫害的传播,提高蔬菜的产量和品质。
在水培系统中,营养液中的每种元素都可以精确控制,使植物能够吸收到最合适的营养物质。
此外,水培技术还可以节约用水,提高水资源利用效率,对于解决水资源紧张的问题具有重要意义。
3. 物联网技术在蔬菜种植中的应用物联网技术将传感器、设备和网络连接起来,实现信息的实时收集和传输。
在蔬菜种植中,物联网技术可以应用于土壤监测、气象监测、水质监测和作物生长监测等方面。
通过监测土壤湿度、温度和养分含量,以及室内外的气象条件,农民可以根据实时数据做出决策,调整种植策略,提高蔬菜的产量和品质。
此外,物联网技术还可以实现远程监控和控制,提高种植过程的自动化程度。
4. 垂直农场技术垂直农场技术是一种在有限空间内垂直种植蔬菜的方法。
与传统的水平种植相比,垂直农场技术可以最大限度地利用有限的土地资源,提高单位面积的产量。
这种技术通常在城市中使用,可以将种植设施建在高楼大厦内或地下空间中。
垂直农场可以通过控制灯光、温度和营养液的供应,为蔬菜提供最佳的生长条件,实现高产高质。
总结高效果蔬菜种植技术的创新为农业带来了巨大的变革和发展机遇。
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统一、概述随着现代农业技术的快速发展,蔬菜大棚作为一种重要的农业生产设施,其智能化、自动化管理已成为提升农业生产效率、保障农产品质量的重要手段。
在蔬菜大棚的生产环境中,温度是一个至关重要的因素,直接影响到作物的生长速度和产量。
开发一套稳定可靠的蔬菜大棚温度控制系统显得尤为重要。
本文介绍了一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统。
该系统通过单片机作为核心控制器,结合传感器技术、控制算法和执行机构,实现对大棚内温度的实时监测和智能调控。
系统不仅具有硬件结构简单、成本低廉的优点,而且通过合理的控制策略,能够实现对大棚内温度的精确控制,为蔬菜生长提供最佳的环境条件。
该系统在实际应用中,可以有效提高蔬菜大棚的生产效率,降低能耗和人力成本,同时提高农产品的产量和质量,具有重要的实际应用价值和推广意义。
在接下来的章节中,我们将详细介绍该系统的硬件设计、软件编程、控制策略以及实际运行效果,以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1. 介绍蔬菜大棚温度控制的重要性。
蔬菜大棚作为一种现代农业设施,通过调控生长环境,显著提高了蔬菜的产量和品质。
温度是影响蔬菜生长的关键因素之一。
适宜的温度不仅有助于蔬菜的正常生长,还能有效防止病虫害的发生,从而提高蔬菜的抗病能力和产量。
蔬菜大棚的温度控制具有极其重要的意义。
适宜的温度是蔬菜生长的基础。
不同种类的蔬菜对温度的要求各不相同,但总体来说,适宜的温度范围能够促进蔬菜的光合作用,加速营养物质的合成和转运,从而提高蔬菜的生长速度和产量。
同时,适当的温差还有利于提高蔬菜的抗逆性,增强其对极端天气的适应能力。
温度控制对于防止病虫害的发生至关重要。
高温或低温环境都可能导致蔬菜生长异常,进而引发各种病虫害。
通过精确控制大棚内的温度,可以有效降低病虫害的发生概率,减少农药的使用量,从而保障蔬菜的品质和安全。
温度控制还能提高蔬菜大棚的生产效益。
在适宜的温度条件下,蔬菜的生长周期缩短,产量增加,品质提升,这都将直接带来经济效益的提升。
基于物联网的蝴蝶兰精细栽培系统研究作者:戴云新,朱筱华,陶先东,刘燕,李红伟来源:《现代园艺·下半月园林版》 2016年第1期戴云新朱筱华2 陶先东1 刘燕1 李红伟1(1 南通市蔬菜科学研究所,江苏南通226000;2 南通市农业委员会)摘要院探索了基于物联网技术的蝴蝶兰精细栽培管控系统的构建,研制出温室环境监控系统,可实现蝴蝶兰生产中各参数的采集、数据的传输与分析,可根据苗株规格控制温室温度,能自动执行纠偏功能、减少人工成本、降低病虫害发生率,满足对蝴蝶兰生长环境调控和精细栽培育种的需求。
关键词:物联网;蝴蝶兰;精细栽培蝴蝶兰又称蝶兰,属兰科蝴蝶兰属,全世界已发现的蝴蝶兰原生种有70 多个,在我国的台湾、泰国、菲律宾、马来西亚等地都有分布。
由于其华贵、高雅的品质,使之迅速成为全球重要的盆栽花卉。
由于蝴蝶兰对环境条件要求十分严格,栽培要求很高,但目前大多数蝴蝶兰设施栽培的管理仍然依靠人工进行,耗费大量精力与物力,效率低下,不适于现代集约化智能生产。
此外,进口的温室测控设备价格高昂,普通用户难以承受;国内设计的系统在功能的可靠性和实用性方面存在不确定性因素,还不能完全替代人工,尤其是在智能信息处理方面,尚未形成真正的产品化应用软件和可共享的软件平台。
为实现蝴蝶兰的大规模、规范化生产,本研究以物联网技术为基础,以在线实时管理为目标,研究蝴蝶兰精细栽培管控系统,分析蝴蝶兰最佳生长环境参数,做到实时测控、可视化操作,为选育蝴蝶兰优质种质、特异性种质提供技术支持,从而加快蝴蝶兰产业快速健康发展。
1 系统的构建针对蝴蝶兰对生长环境要求严格及方便技术人员管理的需要,我们设计了适于蝴蝶兰栽培需求的智能化生产管控系统。
系统融合环境因子采集、数据库、海量农业信息智能处理、异常预警、设备智能控制等功能,系统架构包括前端接入设备、智慧农业综合云平台、应用展现设备组成(图1)。
该平台不间断采集温室大棚里光照强度、空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度等环境参数数据,让操作人员可以通过电脑、手机终端,实现对设施环境数据的采集监控,远程控制农业现场的天窗、水帘、排扇、滴灌、补光灯和遮阳网,设置物联网设备控制指令,建立作物生长环境参数数据库,设施内环境参数和设备发生异常情况时,通过短信实时预警。
节能日光温室环境智能监控系统 建
设 方 案 技术支持:浙江托普云农科技股份有限公司 目 录 第一章 托普简介及企业资质
1.1 公司简介
浙江托普云农科技股份有限公司(原浙江托普仪器有限公司)位于素有“人间天堂”美誉的杭州。杭州市国家信息化试点城市、电子商务试点城市、电子政务系统试点城市、数字电视试点城市和国家软件产业化基地、集成电路设计产业化基地。优越的天时地利人和环境助长了托普的飞速发展。
浙江托普云农科技股份有限公司是一家致力于中国农业信息化发展的国家高新技术企业,创新地将物联网、云计算等最新信息技术运用于农业领域,助推我国农业现代化发展。公司以先进的感知监测产品,前沿的云计算运用,领先的物联网技术及其系统集成为核心,为种植业(大田,联栋温室大棚)、水产养殖、畜牧养殖及食品安全溯源等领域提供标准、个性化的解决方案。
托普云农科技股份有限公司潜心十年,专注于农业领域,立足农业物联网关键技术的研发,通过应用示范,探索农业物联网的产业化应用。如今我司已在全国各地实施了近百个农业物联网示范基地,拥有(顶层设计-方案制定-实施应用-技术支持)全套服务的丰富经验。是国内农业物联网领域拥有核心技术和丰满实践经验的先行者,更是我国“智慧农业”建设的倡导者和推动者。
公司目前拥有员工300余名,其中研发技术人员近百人,项目施工及售后50余人。迄今已荣获国家发明专利2项、国家实用新型专利25项、产品软件着作权30余项、软件产品登记证书13项,拥有大量完全自主知识产权的技术和产品。目前正在筹建院士工作站和博士后工作站。
与时俱进,开拓创新,托普云农将与您一起携手为中国农业的现代化和信息化不懈努力。
1.2公司资质:
设施栽培物联网智能监控与精准管理关键技术与装备一等奖 中国通信工业协会物联网行业分会常务理事单位 中国通信工业协会物联网行业分会常务理事单位 农业物联网产业技术创新战略联盟理事会理事单位 ISO9001质量管理体系认证 IS18001职业健康管理体系认证 ISO14001环境管理体系认证 国家高新技术企业 AAA信用等级证书 科技型中小型企业 农业环境监测系统火星计划 全国农业技术推广中心副理事单位 全国农业技术推广中心推荐产品 产品荣誉: 全国农业技术推广服务中心合作证明(土壤墒情及农业环境监测) 软件产品登记证书(土壤墒情) 软件产品登记证书(农业坏境监测) 软件着作权登记证书(虫情) 软件着作权登记证书(墒情) 软件着作权登记证书(农业环境监测) 第二章 项目建设背景 设施农业是利用现代工程技术和工业化生产方式,为动、植物提供适宜的生长环境,充分发挥土壤、气候和生物潜能,在有限的土地上使用较少的劳动力,以获得较高的产量、品质和经济效益的一种现代高效农业生产方式。其中设施环境控制依托现代工程技术和生物技术,将植物置于人为调控环境之下,最大程度地满足并协调植物生长对光、热、水、气和营养物质的需要,提高农业生产力,实现绿色生产,保障农业的可持续发展。 近十多年来,加快推进农业信息化,利用现代信息与通信技术推进新的农业科技革命,已经受到世界各国和我国政府与科技界的广泛重视。2007年中央一号文件以《积极发展现代农业,扎实推进社会主义新农村建设》为主题,标志着我国农业正从传统农业进入现代农业快速发展的新阶段,要求“用现代物质条件装备农业”,“提高机械化和信息化水平”,“提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率”,“提高农业素质、效益和竞争力”。党的十七届三中全会进一步提出要建立“高产、优质、高效、生态、安全的现代农业体系”。建设现代农业,要大力提升我国农业科技的自主创新能力。 近年来,关于“物联网”概念的出现令人瞩目。它拓展了互联网应用的发展空间,推进了传感器、Rfid、Zigbee、大数据、云计算等新兴产业技术的发展和应用领域技术的创新研究。特别是面对后经济危机时代的挑战,各国都在寻求新的经济增长点和着力培育具有新竞争优势的新兴产业。迄今,“物联网” 的应用,“互联网+”的发展模式等,正如雨后春笋,如早晨朝阳,前景光明,空间广阔。我国相关核心科学技术的研究居于国际研究发展前列,面临着促进电子信息与通信新兴产业与现代信息服务业发展的极好机遇,面临着促进信息化与行业现代化的融合,转变众多行业的产业发展方式,提升自主创新能力,培育新兴产业和经济增长点,利用信息高新技术改造传统产业的极好机会。 在我国耕地资源日益减少、水资源严重短缺、人口不断膨胀、需求快速增加、环境问题日益突出的大背景下,要保障粮食安全和农业可持续发展,使农业产量及品质与农业投入同步匹配增长,实现农业“高产、高效、优质、生态、安全”的协调发展目标,必须依靠科技进步,大力发展现代农业,努力提高农业生产的技术装备水平,进而大幅度提高农业单产水平、生产效率和资源利用效率,确保我国可持续的农业综合生产能力。其中物联网技术的深入应用将会成为设施农业发展的主要推动力。
第三章 项目概述
3.1项目介绍 本项目位于甘肃省酒泉市农业科技示范园肃州区银达非耕地设施农业产业园,由甘肃省酒泉市农业科学研究院委托本公司进行示范点建设,并合作研发,解决智能控制系统与节能日光温室的基础设备配套及设施匹配问题,推动设施农业数字化、智能化发展。 为了将现代设施农业种植技术以及最新生物科研技术应用到农业生产,特建设一个集科研、生产、示范为一体的现代设施农业示范园区,选用示范园区的2个节能日光温室为示范点,将现代设施工程和信息工程技术、物联网技术、互联网技术、现代园艺栽培技术成果进行有机结合,指导种植人员进行科学种植、精准种植、高效种植。最终实现农产品产量与品质以及农户效益的多丰收。 3.2 项目建设内容 在甘肃省酒泉市肃州区及敦煌市选择2个示范基地,每个基地选择2座节能日光温室,在每个温室安装空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度、二氧化碳等环境监测无线传感器、高清摄像头及温室设施环境控制设备。监测信息以无线方式进行发送与传输,远程终端的软件系统接收到前端的数据后会自动进行分析与处理,根据作物实时需求,自动对温室环境进行调节控制。管理人员也可以根据环境信息数据进行手动调节,比如手动控制定时定量浇灌。 注:项目一期先建设肃州基地、待肃州项目安装调试完毕,系统稳定运行且符合预期效果,再建设敦煌基地。 3.3项目建设要求 A. 实现远程数据无线接收与查看(空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度、二氧化碳等),设施生产数字化; B. 实现远程视频可查看与存储,生产过程可视化; C. 实现远程设备精准可控(通风、灌水系统、卷帘),设施生产智能化; D. 可实现信息分析与统计; E. 可接入专家系统,生产技术精准化; F. 权限管理,信息在有限范围内共享; G. 手机可查看数据、视频、并可远程控制设备。
第四章 智慧农业物联网系统解决方案 4.1方案设计原则 从客户需求情况分析本系统,制订设计原则,以指导我们的方案设计:
A.易用性原则 易用性是指系统使用的方便程度。由于本系统的使用者比较多:上到职能主管部门,下到应用企业的工作人员。使用者的行业知识水平、对农业物联网系统的了解程度都大不相同。这就要求系统界面需要尽量简洁易懂,使系统使用者能够在短期内接受、了解、熟知并应用农业物联网应用系统。 B. 经济实用性原则 系统使用的经济实用性是指系统使用成本经济,并且在使用功能上能够满足实际工作要求。在系统开发时,需要对系统进行合理规划,确保系统在满足用户的业务要求的同时,以简单、方便、快捷、经济实用为目标,面向具体的工作应用需求。在系统使用技术上,使用成熟、经济的技术,而不是单纯考虑技术的先进性;在系统数据显示深度上,根据实际需要确定,而不是越深越好,应该注重实用性。 C.稳定性原则 系统稳定性是指系统保持正常运行的能力。由于系统一旦建立,将嵌入到日常农业生产活动中。一旦系统出现不稳定的情况,将会对农业生产管理活动造成很大的影响。因此系统配置的各类硬件设备必须安全、稳定、可靠。系统应该采用容错性设计,使得系统局部出现问题不会影响到整个系统的使用。 D.安全性原则 系统安全性是指保护系统内重要机密信息不泄露,防御外部恶意攻击的能力。此系统设计时需要考虑使用多重的安全体系,对于数据的安全和保密应该进行相应的处理,提高系统对于恶意攻击的防护能力,并保证与其它应用系统或异构系统间数据传输的安全可靠和一致性,确保不会有非授权操作和意外的非正常的操作,保证系统数据的安全完整。 E.可扩展升级原则 可扩展升级是指系统在使用过程中、随着实际的需要进行进一步功能扩展或升级的能力。一是随着系统覆盖面的扩大,参与企业数量增加,系统在信息存储计算能力上的扩展升级;二是随着农业物联网技术要求的发展,此工程可能会承担更多的管理功能,因此在系统功能上需要进一步扩展。数据量的增加和服务功能的扩展,都需要硬件和系统软件的升级或增加,为了保证用户的原有系统平台在系统升级过程中能够平滑过渡,就要求系统在最初设计时就考虑系统软硬件的可扩展性。
F. 先进性原则
采用先进的设计思想,选用先进的软硬件设备,保证项目整体在未来一定时期内的技术领先性。
G.开放性原则 所提供的软硬件提供开放协议。 H. 差异化原则
系统硬件选材充分考虑到甘肃西部地区冬季严寒、夏季酷热、昼夜温差大、大风级数高等特点,以及温室内部温度变幅大、湿度大的情况,所选设备都必须具有良好的耐高温高湿以及耐低温性能。 4.2 智慧农业方案框架图(温室种植)
无线路由无线路由无线路由无线路由
日光温室群
监控室或展厅本地服务器后
台数据库
展示系统
GSM/GPRS/Internet
远程服务器及监控展示系统
无线数传模块
气象信息……灌溉控制设备灌溉控制设备
灌溉控制设备灌溉控制设备 肃州温室 敦煌温室 敦煌温室 肃州温室