智能农业

智能示范园区一体化解决方案

项目背景

农业的重要性:

农业是人类“母亲产业”,是人类抵御自然威胁和赖以生存的根本。社会生产的发展首先开始于农业,在农业发展的基础上才有工业的产生和发展,只有在农业和工业发展的基础上,才会有第三产业的发展。

中国是一个拥有13亿人口的发展中农业大国,灿烂的农耕文明贯穿了中国上下五千年悠久历史。农业在中国历来被认为是安天下、稳民心的战略产业。1978年开始的以市场化为取向的农村改革,是中国农业发展的历史性转折点,不仅突破传统体制的束缚,推动农村经济的快速发展,创造了以不足世界9%的耕地养活世界近21%人口的奇迹,而且带动和促进了中国经济体制改革的全面展开,有力地支持了中国经济的高速增长。2001年底中国加入WTO,中国农业对外开放程度大幅提高,中国农业与世界农业的关联程度发生重大变化。

传统农业的现状:

中国目前大多数农业生产还停留在粗犷的低级阶段,科技的投入很有限,导致中国农业面临以下尴尬局面。

农业生产相关要素的基础数据(土壤、空气、温度、湿度、光照、产量等)无法及时采集,导致无法针对具体情况进行会商分析,对农业生产进行科学指导。

目前通过农业局信息网站进行相关信息的发布,信息无法及时有效普及到相关农业参与人员,无法针对具体情况及时精准信息告知。

农资、农产品出现安全等问题,准确进行监管追溯相当困难,因监管追溯困难导致农业产品质量安全问题频频发生。

目前国内大部分还处于农业处于传统农业种植模式,利用先进的科技手段进行农业生产占有率非常少,导致产品质量不高,经济效益低下等突出问题,随着市场经济的深入发展,特别是中国加入WTO后,这种模式因为其经营的灵活性不足和低效性已经越来越不能适应激烈的市场竞争,经营走向困难。
农业生产过程中,针对农药、化肥等使用存在很大的盲目性,用高耗能来换取高产量的“石油农业”生产方式,造成大量的土壤破坏、水源污染、减少了生物遗传的多样性等严重问题。
采用传统的种植、养殖方式,在面对自然灾害、突发瘟疫等问题上无法事先进行科学预防、对症下药的进行治理,导致农业生产“靠天吃饭”现象普遍存在。
以市场经济为导向的农业生产,农业作物忽冷忽热的投入导致价格是波澜起伏,加上种植周期、自然灾害、劳力缺乏等因素的制约下,农民对农业生产的积极性不高。

解决方案:

近几年来国家越来越意识到问题的严重性,人口多、耕地少、人均农业资源占有量远低于世界平均水平、农业生产率水平落后、农业基础设施薄弱、生态环境系统脆弱、水土流失严重等问题十分突出,如果再延续粗放型农业增长方式,中国将会面临更加严重的资源危机和生态环境危机,农业将陷入危险的境地。所以,应尽快实现农业由粗放经营向智能管理的转变。

针对以上传统农业的生产现状,国家主管部门近几年已陆续出台相关政策推动智能农业的发展。

2020年8月4日,农业部发布了“农业部关于认定第一批国家现代农业示范区的通知

”,通知指出:“为贯彻落实《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》(中发〔2010〕1号)精神,引领现代农业发展,带动社会主义新农村建设,促进城乡一体化发展,我部在全国范围内组织开展了国家现代农业示范区创建工作。按照《农业部关于创建国家现代农业示范区的意见》及《国家现代农业示范区认定管理办法》要求,在省级农业主管部门推荐和省级人民政府同意的基础上,现认定北京市顺义区等50个县(区、市、垦区)为第一批国家现代农业示范区。”

2019年2月19日,《中共中央国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》发布,这是新世纪以来第16个指导“三农”工作的中央一号文件。往年的一号文件只部署当年的工作,而今年的一号文件谋划了今明两年“三农”工作,文件直接影响了2020年一整年的工作重点。意见提到:“深入推进“互联网+农业”,扩大农业物联网示范应用。”智能农业示范园区的理念正逐步深入人心,创建示范区是党中央、国务院推进中国特色农业现代化建设的重大举措,对实现现代农业发展在点上突围,进而带动面上整体推进具有重要意义。

智能农业的意义:

智慧农业不同于普通农业,智慧农业是农业生产中一个比较高级的阶段,它集云计算以及物联网技术而一体,可以实现对农业生产的全方位管理与控制,对建设高水平现代农业有着重大意义。

我司针对智能农业示范园区通过设计和实施分布在园区生产源头的视频监控网络与传感器网络,对园区生产环境进行智能感知与实时传输和存储。通过长时间的数据分析实现对园区生产全过程智能化决策、精准化种植和标准化管理。通过物联网控制设备实现农业远程园区化、精准化,减少人力,有效利用资源,降低农业生产成本。

物联网技术在利用农业智能传感器实现农业环境信息的实时采集和利用自组织智能物联网对采集数据进行远程实时报送,为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据,并在经过3-5年的环境数据监测,为农作物生长建立可靠的种植环境数据模型,为优化农作物生长环境提供样板模型,物联网技术在农业生产环节可显著提高传统农业的管理水平。

农业物联网通过水肥一体机的应用,逐渐摸索并建立适应当地农作物生产的土壤肥料施用模型,使得农业生产流程符合生态标准,对生产环境保护及控制、产量以及避免浪费资源起到积极作用,土壤肥料施用模型的建立不仅可获得作物生长的最佳肥力条件,提高产量和品质,同时最大程度的避免了大量的土壤破坏、水源污染等严重问题。

在农产品和食品流通领域,集成应用传感器网络、数据采集网络和视频监控网络等农产品和食品追溯系统,可实现农产品和食品质量跟踪、溯源和可视数字化管理,对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,可实现农产品和食品的数字化物流,同时也可大大提高农产品和食品的质量,从源头上确保食品安全。

智能示范园区系统介绍:

山东仁科技术有限公司根据客户需求,对智慧农业园区统一规划设计并提供整体解决方案,包括设施设备的配套、田间灌排分布及相关农业技术支持。

把温室环境监测系统,园区气象环境监测、水肥一体化控制,园区LED屏公示系统,园区视频监控系统,中心主控系统(服务器、管理平台)等子系统相结合,从现代农业设施和种植技术的结合点入手:

(1)提高园区的园区化水平,实现园区管理的智能化;

(2)更科学的对园区进行监控,保证温室大棚作物始终处于最适合的生长环境中,提高作物的质量和产量;

(3)采用水肥一体化控制,达到集中远程监控,节水节肥,在节约成本的同时达到效果。

QQ图片20200617095251.png

温室环境监测系统

温室环境监测系统采用基于物联网技术通过网络将温室内节点所采集到温室大棚中的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤墒情等参数,到控制中心,控制中心收到数据异常提醒后,远程控制相应设备以调节大棚中相关环境参数,从而实现对温室大棚的远程测量与控制,操作人员可坐在控制室里,对温室采集上来的现场数据进行综合分析,利用远程方式,足不出户的对整个棚区进行智能的加水、补光、排风等操作,且可以在手机端,电脑端通过视频实时查看当前控制系统运行状态是否正常。同时还可以利用数据查询系统和打印系统,随时记录、查询、打印整个棚区的状态信息。

QQ图片20200617095258.png

温室环境监测系统主要由温室环境数据采集系统,温室数据LED公示系统等子系统所组成。经过3-5年的温室环境数据监测,为农作物生长建立可靠的种植环境数据模型,为优化农作物生长环境提供样板模型,物联网技术在农业生产环节可显著提高传统农业的管理水平。

温室环境数据采集监控系统

温室环境数据采集监控系统是由智能监控主机、多要素百叶箱环境检测仪、土壤温度,土壤水分,土壤电导率,土壤氮磷钾等硬件组成部分构成。温湿度、土壤墒情等传感器为温室数据采集专用传感器,具有高精度高可靠性的特点。

QQ图片20200617095304.png

温室数据LED公示系统

温室LED显示屏,通过吊耳悬挂在温室内,直观显示温室内每个参数,可任意调整。尺寸默认长1m高0.5m,大小可根据用户需求定制。

QQ图片20200617095310.png

园区气象环境监测

园区气象站是指在某一地区根据需要,建设的能够自动探测多个要素,无需人工干预,即可自动生成报文,定时向中心站传输探测数据的气象站,是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。 

园区气象站监测系统由园区环境数据采集系统,太阳能供电系统,全天候防护箱和气象观测支架、等子系统所组成,用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力等十几个气象要素进行全天候现场监测。可以通过专业配套的数据采集通讯线与计算机进行连接,将数据传输到气象计算机气象数据库中,用于统计分析和处理。

QQ图片20200617095331.png

水肥一体化控制系统

通过控制系统自动进行管控,控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、肥量、等水肥过程的重要参数,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,省水省肥,高效高产,水肥一体机可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。产品将实时PH值、电导率、各个阀的状态、流量等上传到我司免费监控云平台。

QQ图片20200617095338.png

产品拥有手动/自动两种模式,登录界面支持管理员密码登录,防止任意操作。产品采用GPRS/4G模式上传数据,提供免费的监控云平台,微信平台实时查看,支持APP 远程查看与控制。

QQ图片20200617095344.png

针对灌溉区域面积大,灌溉区出水施肥关掉电磁阀开关距离水肥一体机距离远不方便布线的情况,推出GPRS/4G无线控制方案。

每个出水施肥管道电磁阀接入GPRS控制器,通过GPRS上传云平台实现远程控制。

可用太阳能24V供电,配备锂电池,可控制的灌溉区无数量限制。

园区LED屏公示系统

园区LED显示屏,与温室内的小屏不同,该LED显示屏默认是采用宽2m*高1m的双立柱LED显示大屏,各个温室数据以及园区气象站数据通过无线方式传送数据到园区LED大屏,显示方式可配置调整。尺寸大小可根据户需求定制。


QQ图片20200617095350.png

园区视频监控系统

园区视频监控系统包含对整个园区及园区内各个温室的视频监控,对于整个园区的监控系统而言,以视频实时监控的方式来集中管理各个温室以及区域的的数据十分方便。由于将环境数据监控系统和视频监控合二为一,一旦有异常事件发生,中心处理系统可弹出数据报警弹窗,监控人员可即时调取相关区域视频并作报警提示和处理。

园区视频监控系统,我司推荐客户使用海康系列摄像头(自备),海康威视在视频处理技术和视频分析技术领域是领先的安防产品及行业解决方案提供商,拥有业内领先的自主核心技术和可持续研发能力。

我公司针对海康系列摄像头特配套研发生产了视频字符叠加器。用户可在不影响原有视频传输路径的同时,采集智能监控主机中485从站口数据,叠加在现有的视频画面上,本系统可做到环境监测数据与视频画面同步实时显示的同时,并随视频画面一并保存在硬盘录像机中,为视频溯源提供数据支撑。

QQ图片20200617095357.png

QQ图片20200617095402.png


中心主控系统(服务器、管理平台)

在外网情况下还可使用我司云平台(www.0531yun.cn),测试账号:jnrstest密码:jnrstest321。为解决客户自建服务器无固定IP(或域名)、日常维护、防攻击、不间断电源等诸多不便,公司与阿里云合作推出免费环境监测云平台服务。公司承诺云平台永久免费,界面完全中性,支持多级权限访问、支持客户增添子账号。客户可凭账号随时随地登录,方便的查看自己的设备状态、查询数据记录、下载打印数据等,还可以根据需要选择短信报警、邮件报警等服务,平台稳定可靠,已接入设备数量超过万台。

功能介绍:

数据采集,实时曲线展示,列表显示,大屏可视化。

可通过以太网接口,WiFi接口,GPRS接口可接入我司任意型号的环境监测数据等。

环境监测数据在异常情况下越限图形报警,弹出提醒,短信报警内容可更改,邮件报警,本平台可最多给10个指定联系人发送短信报警,告警邮件。

智能监控主机可在与本软件数据通信中断的情况下自身存储数据,实现通信断开恢复后的数据续传。 

支持网页端远程数据分权限查看、 数据下载,历史数据记录、查询等。

账号支持权限划分,支持二级账号设置。

大屏可视化设置,支持海康摄像头接入,数据异常时可点开相对应的视频监控查看当前控制系统运行状态。

数据可追溯,本系统在不影响视频正常传送的同事将温室内环境监测数据通过底层协议叠加到视频监控画面上,用户通过硬盘录像机查看历史视频有数据支撑,让溯源画面更有说服力。

QQ图片20200617095409.png

QQ图片20200617095415.png

QQ图片20200617095420.png



结语

智慧农业园区充分利用了互联网技术的日趋发展,让信息化融入农业的转型升级,体会到现代农业的高科技。我国农业生产仍然以传统生产模式为主,传统耕种只能凭经验施肥灌溉,不仅浪费大量的人力物力,也对环境保护与水土保持构成严重威胁,对农业可持续性发展带来严峻挑战。本项目针对上述问题,利用实时、动态的农业物联网信息采集系统,实现快速、多维、多尺度的园区信息实时监测,并在信息与种植专家知识系统基础上实现农田的智能灌溉、智能施肥等自动控制。突破园区信息获取困难与智能化程度低等技术发展瓶颈。智慧农业是我国农业现代化发展的必然趋势,需要从培育社会共识、突破关键技术和做好规划引领等方面入手,促进智慧农业发展。今后,还将在逐一解决智慧农业问题的同时将其不断推广和普及,必将使我国智慧农业和现代农业走向一个新的台阶。 

现场安装实例


QQ图片20200617095427.png

QQ图片20200617095443.png

QQ图片20200617095450.png

相关配置报价


温室相关配置报价

常用套餐

温室套餐1

环境监控主板+电控箱+空气温湿度探头+土壤温湿度传感器,

环境监控主板默认配带GPRS流量卡,配带2G模组,含一年流量费用,带485输出,

提供免费云服务,手机客户端。

790含税

温室套餐2

环境监控主板+LED显示屏(长1m,高0.5m)+空气温湿度探头+土壤温湿度传感器,

环境监控主板默认配带GPRS流量卡,配带2G模组,含一年流量费用,带485输出,

提供免费云服务,手机客户端,本地LED屏实时显示温室内数据。

1590含税

温室其他套餐(自由选择要素,可任意选择)

环境监控主板

环境监控主板默认配带GPRS流量卡,配带2G模组,含一年流量费用,带485输出,提供免费云服务,手机客户端,本地LED屏实时显示温室内数据。

必选项

含税390

百叶箱壳体及电路

若选配温湿度,二氧化碳以及光照强度等要素,此项为必选项


含税110

土壤温湿度

土壤温度,土壤水分

选配

含税240

土壤温湿度电导率三合一

土壤温度,土壤水分,土壤电导率

选配

含税300

温湿度传感器

温室空气温湿度

选配

含税40

CO2传感器

温室二氧化碳浓度

选配

含税330

0-20wlux光照度传感器

光照强度传感器

选配

含税70

不锈钢电控箱

若选配不锈钢电控箱,环境监控主板放置在电控箱中。

二选一

含税100

温室数据公示屏

若选配温室数据公示屏,环境监控主板放置在温室数据公示屏

含税900

环境监控主板

选配4G模组

环境监控主板默认是2G模组,仅支持中国移动sim卡。

选配4G模组后,支持三网通

选配

含税+200

字符叠加器

客户自备海康摄像头,实现温室内环境数据叠加在海康摄像头实时画面上

选配

含税360









室外气象站

环境监控主板

环境监控主板默认配带GPRS流量卡,配带2G模组,含一年流量费用,带485输出,提供免费云服务,手机客户端,可接本地LED屏实时显示气象站数据。

必选项

含税390

不锈钢电控箱

若选配不锈钢电控箱,环境监控主板放置在电控箱中。

二选一

含税100

LED公示屏(1M*0.5M)

若选配气象数据公示屏,环境监控主板放置在气象数据公示屏

含税900

环境监控主板

选配4G模组

环境监控主板默认是2G模组,仅支持中国移动sim卡。

选配4G模组后,支持三网通

选配

含税+200

2m立杆含横梁


二选一

含税230

三脚架及横梁


含税690

太阳能供电系统

35W太阳能电池板,铅酸电池12V  38AH ,可连续抵抗阴雨天5-7天  

选配

含税700

字符叠加器

客户自备海康摄像头,实现气象环境数据叠加在海康摄像头实时画面上

选配

含税360

百叶箱壳体及电路

若选配温湿度,二氧化碳以及光照强度,噪声传感器,PM2.5/PM10传感器,大气压力传感器等要素,此项为必选项,以上传感器全部放置在同一个百叶箱中。注意:二氧化碳和pm传感器共同选择时需要用两个百叶箱。


含税110

雨量筒

含雨量筒托板,基于参考SL651-2014水文监测通信数据规约:

瞬时雨量:前1分钟雨量;日雨量:从昨日0时到昨日23点59分的雨量;

当前雨量:从今日零时到当前时刻的雨量;

累计雨量:从设备安装好一直计量到当前时刻的雨量;

10分降雨量:前10分降雨量。

选配

含税660

风速变送器


选配

含税130

风向变送器


选配

含税140

土壤温湿度变送器

土壤温度,土壤水分

选配

含税240

土壤温湿度

电导率三合一变送器

土壤温度,土壤水分,土壤电导率

选配

含税300

雨雪变送器

检测雨雪有无,雨雪的状态

选配

含税200

总辐射变送器


选配

含税500

紫外线变送器


选配

含税200

温湿度传感器


选配

含税40

噪声传感器


选配

含税50

PM2.5/PM10传感器


选配

含税290

CO2传感器


选配

含税330

大气压力传感器


选配

含税95

0-20wlux光照度传感器


选配

含税70


水肥一体机控制,园区LED公示大屏

水肥一体机

根据用户需求定制报价

园区LED公示大屏

长2m,高1m,双立杆高度1.5m,含我司无线通信服务器(接收各温室以及气象站的实时数据),LED显示屏控制卡,含1年流量费用(第二年可续费,一年50),含税5000元,不含运费

其他尺寸具体商榷价格

功能价格持续更新中。。。。。