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2024年度農(nóng)業(yè)主推技術(shù)——設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)技術(shù)

2024-04-09 08:31:32 來源：內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧廳閱讀量：20436 評(píng)論

　　【農(nóng)機(jī)網(wǎng) 科技創(chuàng)新】

一、技術(shù)概述

　　（一）技術(shù)基本情況

　　內(nèi)蒙古處在北方高寒地區(qū)，蔬菜的生產(chǎn)離不開設(shè)施農(nóng)業(yè)，但許多溫室大棚仍采用傳統(tǒng)的耕作方式使設(shè)施蔬菜種植品種與生長周期受到限制，光照，溫度的粗放管理影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，急需要引入先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代控制手段。

　　當(dāng)前，無論是能源的需求和供給矛盾，還是國家相關(guān)政策的扶持力度，都為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的發(fā)展提供了一個(gè)良好的契機(jī)。雖然我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)還處于起步階段，但在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領(lǐng)域已經(jīng)有了初步應(yīng)用，如智能化培育控制、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、遠(yuǎn)程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、智能控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新型智能算法等軟硬件技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將農(nóng)業(yè)設(shè)施和設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)接入，通過專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)準(zhǔn)確收集作物及環(huán)境的各種數(shù)據(jù)，通過使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的檢測、控制技術(shù)完成對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集多種作物與環(huán)境參數(shù)，如土壤溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等，經(jīng)智能算法分析這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立基于數(shù)據(jù)的科學(xué)智能管理，控制設(shè)備自動(dòng)實(shí)現(xiàn)澆水、通風(fēng)、補(bǔ)光、增加二氧化碳濃度等的自動(dòng)控制。同時(shí)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，生產(chǎn)經(jīng)營者可通過APP操控卷簾機(jī)、電熱風(fēng)機(jī)、補(bǔ)光燈、電磁閥、二氧化碳閥門、自動(dòng)放風(fēng)開關(guān)等，極大的提高了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)各個(gè)階段的工作效率。例如，在種植和培育階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析實(shí)時(shí)的土壤情況，選擇合適的農(nóng)作物；在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效的信息采集，在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測算，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。并且，引入遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)無人值守。

　　（二）技術(shù)示范推廣情況

　　1.已完成單點(diǎn)控制器的研發(fā)，并在杭錦旗錫尼鎮(zhèn)兩個(gè)試點(diǎn)大棚區(qū)安裝測試。包括控制半徑2.5公里遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，以及控制半徑5公里遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，現(xiàn)已投入試運(yùn)行并推廣應(yīng)用。

　　2.已基本完成單接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟硬件研發(fā)，并將投入測試；調(diào)整完善系統(tǒng)，并建立了2個(gè)樣板推廣試點(diǎn)。

　　（三）提質(zhì)增效情況

　　1.經(jīng)濟(jì)效益

　　可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精準(zhǔn)化、遠(yuǎn)程化和自動(dòng)化及農(nóng)產(chǎn)品智能儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)的應(yīng)用，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低循環(huán)流轉(zhuǎn)成本、節(jié)約資源投入成本。項(xiàng)目區(qū)總投資收益率可達(dá)80%，凈利潤率50%，項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有較強(qiáng)的盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

　　(1)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)化的種植培育方式和科學(xué)的監(jiān)控管理模式，可提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

　　(2)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的投入成本。由于采用最新的電子技術(shù)，提供遠(yuǎn)程手機(jī)監(jiān)控，使用方便，可靠，幫助設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者極大的降低了人工成本，有效的減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入。

　　(3)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時(shí)有效的預(yù)防、治理農(nóng)業(yè)災(zāi)害的發(fā)生，為農(nóng)產(chǎn)品的豐收保駕護(hù)航，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

　　(4)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建立，可帶動(dòng)當(dāng)?shù)刂苓叜a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過合作為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，為基礎(chǔ)設(shè)施的建立做出巨大貢獻(xiàn)。

　　2.社會(huì)效益

　　(1)有效的整合了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息資源，加快了農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程，加強(qiáng)了對(duì)信息資源的研究、開發(fā)和利用，從而可以隨時(shí)掌握全市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，并可以有效的應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題，提高反應(yīng)速度，提出和實(shí)施相應(yīng)措施，對(duì)保證各項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)揮積極作用。

　　(2)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的使用，帶動(dòng)更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者增產(chǎn)增收，從中切實(shí)感受到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的便捷和實(shí)惠，進(jìn)一步推動(dòng)我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化、智能化進(jìn)程。

　　(3)帶動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)設(shè)備和軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等。

　　(4)提供就業(yè)崗位。項(xiàng)目的實(shí)施能夠?yàn)樯鐣?huì)直接提供30個(gè)就業(yè)崗位，并通過上下游產(chǎn)業(yè)間接創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位，能夠?yàn)楫?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、帶動(dòng)社會(huì)就業(yè)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)發(fā)揮積極的促進(jìn)作用，具有良好的社會(huì)效益。

　　(5)引進(jìn)相關(guān)專業(yè)人才。項(xiàng)目的實(shí)施將與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中科院、北京科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)、內(nèi)蒙古科技大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)等高等院所建立長期穩(wěn)定的人才培養(yǎng)計(jì)劃，購置、引進(jìn)國際國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備的同時(shí)，不斷加強(qiáng)同高校及科研院所的合作，引進(jìn)業(yè)內(nèi)高水平人才，建立創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

　　3.生態(tài)效益

　　通過信息化管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，建立了生長數(shù)據(jù)的追溯系統(tǒng)，為用戶提供放心的蔬菜、果品，從而進(jìn)一步完善食品安全保障體系；科學(xué)有效的利用農(nóng)業(yè)資源，做到節(jié)水、節(jié)肥，有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“環(huán)境可測量、生產(chǎn)可控、質(zhì)量可追溯性”的目標(biāo)，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

　　二、技術(shù)要點(diǎn)

　　示范推廣設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)技術(shù)，可以加快鄂爾多斯市信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的建設(shè)步伐，推動(dòng)鄂爾多斯市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向低成本、可靠性、節(jié)能型、智能化和環(huán)境友好型這五大方向發(fā)展，真正做到建立健全農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)配套設(shè)施，實(shí)施信息化農(nóng)業(yè)管理模式，從而加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的高效快速發(fā)展。

　　（一）安裝獨(dú)立的控制系統(tǒng)

　　建設(shè)以村莊為單位的溫室大棚監(jiān)控，每個(gè)溫室大棚安裝一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，將獨(dú)立的控制系統(tǒng)用RS-485總線接到一個(gè)無線節(jié)點(diǎn)，全村的大棚僅用一個(gè)無線接入點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)分戶的單獨(dú)控制，節(jié)省資源，降低成本。

　　（二）采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集是由現(xiàn)場的傳感設(shè)備經(jīng)485總線通信方式傳輸?shù)较挛粰C(jī)，以STM32為主控芯片作為最小系統(tǒng)模塊終端，負(fù)責(zé)傳感器數(shù)據(jù)量采集，采集到的值可以由OLED模塊實(shí)時(shí)顯示，顯示的數(shù)據(jù)量包括二氧化碳濃度、空氣溫濕度、土壤溫濕度以及光照強(qiáng)度。

　　（三）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過Wi-Fi通訊模塊以EDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送至云平臺(tái)，經(jīng)過云平臺(tái)的數(shù)據(jù)解析后，用戶可以在客戶端(包括PC機(jī)的網(wǎng)頁和手機(jī)APP)查看溫室現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。使用高清網(wǎng)絡(luò)直播攝像頭，將其地址鏈接到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)溫室大棚的畫面監(jiān)控。

　　（四）農(nóng)業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者可通過手機(jī)客戶端的控制按鈕，下發(fā)生產(chǎn)指令遠(yuǎn)程操控農(nóng)業(yè)設(shè)備，經(jīng)云平臺(tái)數(shù)據(jù)解析后，通過Wi-Fi控制溫室大棚里的設(shè)備，如卷簾機(jī)、電熱風(fēng)機(jī)、補(bǔ)光燈、電磁閥、二氧化碳閥門、自動(dòng)放風(fēng)開關(guān)等。

　　（五）單個(gè)節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍

　　一個(gè)無線接入點(diǎn)可覆蓋半徑為2.5公里的區(qū)域。

　　三、重點(diǎn)實(shí)施區(qū)域

　　在杭錦旗錫尼鎮(zhèn)，鄂托克前旗城川鎮(zhèn)、達(dá)拉特旗樹林召鎮(zhèn)和準(zhǔn)格爾旗十二連城鄉(xiāng)建設(shè)4個(gè)核心項(xiàng)目區(qū)，每個(gè)核心項(xiàng)目區(qū)推廣應(yīng)用設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)技術(shù)30畝，建立示范區(qū)面積300畝，輻射帶動(dòng)推廣應(yīng)用5000畝。

　　四、預(yù)期成效

　　項(xiàng)目實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精準(zhǔn)化、遠(yuǎn)程化和自動(dòng)化及農(nóng)產(chǎn)品智能儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)的應(yīng)用，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低循環(huán)流轉(zhuǎn)成本、節(jié)約資源投入，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本，有效的減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入，提高農(nóng)戶的種植效益，總投資收益率可達(dá)80%，凈利潤率50%。

　　通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時(shí)有效的預(yù)防、治理農(nóng)業(yè)災(zāi)害的發(fā)生，為農(nóng)產(chǎn)品的豐收保駕護(hù)航，增加農(nóng)戶開展種植生產(chǎn)的盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“環(huán)境可測量、生產(chǎn)可控、質(zhì)量可追溯性”的目標(biāo)，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

　　五、注意事項(xiàng)

　　1.部分設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)技術(shù)性產(chǎn)品不成熟、感應(yīng)器產(chǎn)品性能差且成本相對(duì)高，選購時(shí)要特別注意挑選。

　　2.大力開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范工作，通過試驗(yàn)示范正確引導(dǎo)農(nóng)民正確應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛運(yùn)用。

　　3.通過開展農(nóng)村科技遠(yuǎn)程教育普及設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)技術(shù)，使農(nóng)民改變陳舊的種植管理觀念，快速接納農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這一新鮮事物。

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