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物联网温室智能控制系统

kumb 设施园艺 2021-04-17 09:37:14 84 0

(朝阳泓鑫农畜产品开发有限责任公司)

一、 企业基本情况

农畜产品开发有限责任公司成立于2006年9月,位于朝阳市龙城区联合镇林家沟村,是集 农产品生产、加工、市场购销于一体的省级农业产业龙头企业。公司法人代表常艳军,大学本科学历,经济管理专业毕业。公司先后被评为国家级“设施农业装备与技术”示范单位,国家级“菜篮子”工程生产单位,国家级“生猪标准化”示范词养场,“十二运”生猪(肉)定点供应单位,全国供销合作社系统“先进集体”,辽宁省“绿色产业示范”基地,辽宁省农业产业化重点龙头企业,辽宁省扶贫龙头企业,辽宁省信用示范企业,辽宁市场AAA信誉企业,辽宁省十佳诚信企业,辽宁省企业关心下一代工作“先进单位”,朝阳市工商企业第四届A级诚信单位。

2014年,公司实现营业收入4841万元,实现利润749万元。公司总资16760万元,其中 流动资产3169万元、固定资产10422万元;负债总额2113万元,所有者权益14646万元。资产收益率21%,资产负债率13%。

公司共建有水果蔬菜种植基地五处,占地2600多亩,建有高标准日光温室大棚200多栋, 棚内面积14万多平方米,栽植桃、油桃、葡萄、樱桃等多个品种。

二、 模式应用情况

(一) 基本建设情况

公司建有设施农业园区五处。其中,马架子棚果园区占地面积328亩,已建成建智能温室大 棚57栋4.3万多平方米,建有100立方米蓄水池2个,打深水井3眼,铺设管路2100延长米,安装80kva变压器一台,建避雷观测站一处,办公用房500平方米,冷库750平方米。

(二) 物联网技术及产品使用情况

公司物联网技术主要应用在林家沟、大三家和马架子三个智能温室园区。应用模式为在每个 园区设置四个核心区,在第一核心区布设一套农田生态监测站。配置高清网络摄像机、气象站系统、土壤墒情监控系统,物联网农业信息化网站平台。采集温度、湿度、光照、风速、风向、降雨量、土壤温度、土壤湿度、植物生长的影像,并据此送入“物联网农业信息化网站平台”,提供微机查询;在第二、第三核心区,为两个区的连栋温室配置“物联网温室控制系统”+符合“荷兰国际标准的温室控制逻辑软件系统”;在第四个核心区,通过温室摄像机为两区连栋温室配置“悬挂式数字显示屏”。

(三) 物联网技术应用解决方案

泓鑫公司物联网技术实施期限为2012年至2015年。应用模式主要采用无线传感技术,通过安装各类传感器,实时采集温室内温度、露点温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、C〇2浓度及植物叶绿素、养分和水分等环境参数和植物生长信息,并以直观的图表和曲线的方式显示给用户,同时,根据种植作物的需求提供各种声光报警信息,当温湿度超过设定值的时候,自动开启或者关闭指定设备。本模式的功能特点为:

1. 实时数据采集:通过温室摄像机,随时观察到设施大棚作物状况和工人的操作情况;通过传感设备对设施大棚内温度、湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、C〇2浓度等因素的自动采集,随时掌握设施大棚环境的实时数据,进行科学管理。

2. 数据查询功能:通过现代农业物联网信息系统,将温室环境数据、温室影像、长期存储的每间隔一小时的植物照片、温室历史数据曲线、数据报表、农事作业记录、施肥作业记录、施药防疫作业记录融合在一起制作成一个网站,科研人员在任何地方通过电脑上网,智能手机上网就可以查询和检索。有授权的人员可以远程操作摄像头,远程调整温室控制参数。

3. 预警功能:通过预先设定各环境因素的上限值和下限值,设定值根据作物的生长周期和季节的变化进行修改。当某个数据超出限值时,系统立即将预警信息发送给企业管理者,提醒管理人员及时采取措施。

4. 远程控制功能:根据实时采集的数据进行远程控制风机、遮阳、滴灌、二氧化碳补给等开关,使智能温室内各项环境因素达到最佳生长要求;也能设定好控制逻辑,系统会根据环境情况自动开启或关闭设备,实现自动调控。

5. 整套系统可随着技术进步升级、功能扩展,多界面人机交流,易操控,易维护。

(四) 经济效益

采用该项物联网技术,可以节省大量人工。就一亩地连栋棚的一个苗期可节省60个人工, 每个人工资按100元/天计算,每个苗期每亩温室可以节省6000元。

该项物联网技术的应用,由于有效的控制了温室的温度、湿度、光照等,种苗成活率达到了 98%以上,比一般大棚成活率提高了 4-6个百分点。同时,通过对光、热、水、气、肥等环境因子的实时监控,创造了植物生长的最佳环境,使农作物的物质营养得到合理利用,保证了农产品的产量和质量,产品销售价格比一般温室提高14%左右。

(五) 实施亮点

1.社会效益

提高了农作物种植水平。运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH传感器、光传感 器、C〇2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH、光照强度、土壤养分、C〇2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

减少了农业投入品消耗和农业污染。通过实施设施农业物联网技术,形成从生物及环境信息 实时获取、无线传输、数字化分析处理到科学管理决策、实施完整的智能管理系统,实现设施农业资源、环境和生产管理信息的高效实时采集、监测、科学分析处理,优化资源配置和生产科学管理,提高农业生产的科学性、主动性,减少低效投入,消除传统农业造成的资源浪费和环境污 染等不良影响,达到减少投入、节约资源、改善环境的目的,从而提高亩产效益。

提高了病虫害防治水平。通过部署相应的传感器对环境进行实时监测,获取相应的数据进行 分析,以提前预防病虫害并可迅速采取相应措施,抑制病虫害的发病条件,控制农药使用,达到提高产品质量及降低生产成本的目的。

2.生态效益

节约能源。本模式通过无线传感器网络,可以准确采集室温、叶温、地温、湿度、土壤含水 量、溶液浓度、二氧化碳浓度、风向、风速以及作物生长状况等参数,并将室内温、光、水、月肥、气等诸多因素综合直接协调到最佳状态,据计算,可有效节水、节肥和节药,使整体能耗降低15%以上。

减少环境污染。本模式通过采用因土、因作物、因时全面平衡施肥,彻底扭转传统农业中因 经验施肥而造成的N、P、K比例失调的状况,通过合理施用有机肥,降低了生产成本,减少了环境污染,具有有明显的经济和环境效益。

减少和节约水资源。本模式通过作物动态监控技术定时定量供给水分,采用滴灌微灌等一系 列新型灌溉技术,避免了原来布线的不便、灵活性较差的缺点,实现土壤墒情的连续在线监测,使水的消耗量减少到最低程度,既提高了灌溉用水利用率,也为作物生长提供良好的生长环境,并能获取尽可能高的产量。

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