智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去,運用傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農業生產進行控制,使傳統農業更具有“智慧”。但是與西方發達國家相比,我國智慧農業在生產規模化、信息化和社會認知化上相對比較滯后。尤其是在內陸地區,智慧農業在短期內還難以普及。
背景:
我國自古以來就是農業大國,農業作為一個知識密集型的產業,已經逐漸從一個單一產業發展到涉及非常多方面的綜合化產業,大多數農業生產主要依靠人工經驗盡心管理,缺乏系統的科學指導。因規模太過龐大,效率低下和工人勞動強度等問題逐漸出現,傳統工業式農業生產模式已經逐漸不能滿足當前社會生活的需求。
目前,我國無線傳感器監測、遠程監控系統等技術日趨成熟,并被逐步應用到智慧農業建設中,在個別地區實現了農業生產自動化、智能化,并實現了集中監測、遠程控制,提高了農業生產的管理效率、提升了農產品的附加值、加快了智慧農業園區的建設步伐。
問題分析:
山東仁科技術有限公司根據客戶需求和地形地貌,對智慧農業園區統一規劃設計并提供整體解決方案,包括設施設備的配套、田間灌排分布及相關農業技術。把氣象環境監測、水肥一體化控制等技術相結合,從現代農業設施和種植技術的結合點入手:
(1)提高園區的自動化水平,實現園區管理的智能化;
(2)更科學的對園區進行監控,保證溫室大棚作物始終處于較為適合的生長環境中,提高作物的質量和產量;
(3)采用水肥一體化控制,達到集中遠程監控,節水節肥,在節約成本的同時達到效果。
一、水肥一體化遠程控制解決方案
方案一:手動化控制
水肥一體化控制系統圖
聯網控制器配置7寸觸摸顯示屏(下圖),管理員需使用密碼登錄控制器界面,防止任意操作。
7寸觸摸屏顯示:4個肥料桶各自總流量、瞬時流量;自動模式下施肥總時長,以及自動模式下12路灌溉區的各自灌溉時長;也可以設置施肥啟動延時時間;可設置當前工作模式:自動、手動。
7寸觸摸屏
聯網控制器帶有1路水泵控制;1路肥料泵控制;4路攪拌控制(氮、磷、鉀、微量元素);4路灌溉區控制(默認帶1路從機,可擴展到12路灌溉區控制);4路流量采集(氮、磷、鉀、微量元素),瞬時流量、總流量;1路電壓采集;1路故障指示;1路EC采集;4路流量計(脈沖信號)輸出,接從機1;1路PH采集,其中農業PH和農業電導率為4-20mA輸出,接控制器主機。
GPRS/4G數據上傳,提供免費云平臺、Vx平臺實時查看,支持APP查看控制;通過遠程隨時差距灌溉時間、灌溉信息、當前灌溉信息、每日灌溉信息、灌溉閥信息和當前設備運轉狀態,同時可以實現遠程控制設備的開關,參數的設定。
控制軟件界面顯示圖
含有手動控制界面,可手動控制所有外接設備的開關以及泵等設備,且每個施肥通道可以獨立的控制設備的開/關,用量,流速,施肥時間,施肥形式等;能夠外接繼電器設備及采集設備匯總,且能獨立控制各繼電器及外接設備。
自動工作模式下,設備可實現自動控制水肥的澆灌時間、用量、施肥形式等;可設置時間進行間隔灌溉或者循環灌溉,控制水肥的用量多少;可點擊自動停止提前停止灌溉。
手動控制界面 自動控制界面
含有系統參數設置界面主要用于設置目標地址和端口;以及修改操作密碼;用流量卡的用戶,如有需求可手動設置APN接入點、用戶名、密碼;也可設置時段,實現分時段自動控制灌溉;可查看當前控制器的終端地址,以及流量卡信息;
各類故障檢測和報警功能;出現故障時,系統自動停止運行。
分類管理:可以根據不同通道進行不同灌溉方案,設備需具備存儲調用功能。
二、方案二:GPRS/4G遠程無線控制
針對灌溉區域面積大,灌溉區出水施肥關掉電磁閥開關距離水肥一體機距離遠不方便布線的情況,推出GPRS/4G無線控制方案。
每個出水施肥管道電磁閥接入GPRS控制器,通過GPRS上傳云平臺實現遠程控制。
可用太陽能24V供電,佩戴鋰電池,可控制的灌溉區無數量限制。
方案二:智慧農業氣象環境監測方案
智慧農業氣象環境監測由溫室內氣象環境監測,溫室外(即園區內)氣象環境監測以及LED大屏展示系統三部分組成,下面進行分別介紹: