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农作物环境监测与控制系统

kumb 设施园艺 2021-04-17 14:00:46 90 0

(广西博奇农业科技开发有限公司)

“基于物联网技术”的茶叶生产(种植、管护、加工)质量溯源体系,是广西博奇农业科技开发 有限公司于2013年开始在柳州市茶叶产业技术创新战略联盟和柳州市茶业协会的大力支持下。致力于将物联网技术应用到柳州市取得QS认证茶叶生产企业的各生产、销售管理环节,以适用为原则,以点带面。旨在通过网络技术进一步提升“柳州茶”品牌整体形象及柳州茶叶行业产品质量,保护消费者利益;并且实现茶叶生产、流通环节的信息透明化,全程监控茶叶食品安全状态。依托基于物联网关键技术,建立一物一码,不可复制的高级别质量溯源体系。

一、 企业基本情况

广西博奇农业科技开发有限公司成立于2012年7月;法人代表:黄铭;目前主要业务:物 联网智能农业系统研发与推广应用,香睡莲花种苗繁育、种植推广、花茶生产,优质水生蔬菜组培与种植推广,优质温克葡萄种植。基地位于柳州市北部,柳北区石碑坪镇石碑坪村新中屯,北纬:24°32'42.93",东经:109°20'52.63",海拔高度:105M,209国道旁,距市区约30公里。大帽河沿岸,占地面积约250亩。

自2013年以来,广西博奇农业科技开发有限公司已将茶叶生产物联网技术应用范围扩至柳 州市下辖五县的15个茶叶企业,监测茶园种植环境面积1万亩;3个果蔬生产基地、1个水稻生产基地,总投资300万元,利用物联网技术中的传感、无线网络、二维码等关键技术,围绕国家农产品相关标准,构建了以物联网农业信息化建设为基础的农产品质量可溯源体系。进一步提高了农产品安全质量监管水平,尤其是在茶产业链方面的应用绩效突出,达到了示范应用的目标,也为下一步的推广打下了基础。

二、 模式应用情况

(一)基本建设情况

1. 在250亩的基地旁建设一个采集控制中心,由宽带网,数据采集服务器,监控服务器,通讯网桥,UPS电源,计算机终端,Window 2008、Window SQL Server 2008系统、采集与控制软件系统组成。

2. 在公司本部建有计算中心和《柳州茶业》www.lzc.org.cn网站、《柳州诺立农业物联网》www.lznuoli.com网站平台;中心由Web服务器,数据库服务器,专用光纤接入,交换机,路由器,防火墙,UPS电源,计算机终端,Window 2008、Window SQL Server 2008系统、采集与控制软件系统组成。

3. 在150亩温克葡萄种植园区范围安装7台(套)太阳能ZigBee采集器组成无线监测网络,分别对葡萄园区的光照度,空气温湿度,二氧化硫浓度,土壤水分,土壤温度进行实时监测。同时安装有灌溉电磁阀控制接收网络系统。

4. 在70亩的香睡莲花种苗繁育园区安装5台(套)太阳能ZigBee采集器,组成无线监测网络,分别对香睡莲园区的光照度,空气温湿度,二氧化硫浓度,水位高度,水温、PH值进行实时监测。同时安装有灌溉、喷淋电磁阀,大棚水帘通风,辅助光照控制接收网络系统。

5. 整个园区安装6台智能球型摄像机和8套固定摄像机。

6. 为柳州市辖内的融水县、三江县、鹿寨县、融安县、柳城县茶叶企业和茶园(茶园监测面积1万亩,茶业生产企业15家),共二十多家农产品龙头企业安装了种植与生产环境监测与网络系统,产品溯源系统。所有数据均通过宽带网上传至公司网站平台,供市农业主管部门、市农业技术推广中心查询。

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(二)物联网技术应用解决方案

实施期限:2013年6月〜2015年12月

系统通过前端传感器数据、太阳能ZigBee无线数据采集嵌入式网络系统等物联网技术,应用 于现代农业,通过种养殖环境监测系统、监控系统、灌溉通风控制系统、农产品质量追溯系统,通过网络实现对农作物灌溉情况、温度、湿度、风力、气压、降雨量、氮浓缩量和土壤PH值等方面的远程控制。进而实现农业生产的精细化、远程化和自动化,改变传统农业生产方式。

系统设计:

1.环境监测系统:利用温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、土壤 水分传感器、土壤温度传感器、PH值传感器实时获取环境数据,为灌溉、通风、补光控制系统和温湿度控制系统提供数据信息。

2. 水肥一体化灌溉控制系统:通过对种植土壤检测,根据农作物需要进行氮磷钾合理配比,进行滴浇灌和微喷雾系统的控制,实现远程自动灌溉和作物管护水肥记录。

3. 温湿度监控系统:通过各类传感器,采集农作物生长环境信息,设定环境指标参数,当环境指标超出参数范围时,自动启动风机降温系统、水暖加温系统、空气内循环系统、补光系统等进行环境温湿度、光照调节。

4.远程监控系统:通过前端摄像设备、网站平台,对作物生长状态及病虫害进行观测,农业技 术部门专家可进行病虫害远程技术指导,及时解决突发事件。消费者可通过网站视频,直观地了解清洁田园环境和管护、采收流程。

5.农产品质量追溯系统:各园区通过ERP管理系统生成农产品二维码,并打印二维码标签粘 贴在农产品包装盒(同时数据上传到网站平台),实现防伪和消费者通过手机扫描二维码或网站进行质量追溯查询功能。

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网络系统结构图

(三)经济效益

以葡萄种植管护为例:传统种植葡萄每年护理成本约为5000元/亩(不含苗、棚投资);

其中:每亩施用复合肥400斤折合960元/年 每亩施用有机肥100斤折合20元/年每亩施用尿素100斤折合120元/年每亩施用“根多宝”1桶折合100元/年每亩施用杀虫药12桶折合40元/年每亩护理人工折合3760元/年

按此计算每年应能降低相对护理人工成本10%以上;平均每亩降低人工管护费用200元;实 现水肥按需配比和施灌,每亩节约肥料100元。同时有效提高葡萄成活率和品质,与本区域同类产品相比较,销售价格每公斤提高了 4元。

在茶产业方面,能够实现茶叶产品生产过程的全程质量追溯,记录茶园农事各类数据并产生 报表,并实现远程数据汇总,从而提高工作效率,减少人力、物力投入,节约成本,使茶园管护成本减少25%以上。提高了防范、监管和突发快速处理的能力,降低生产成本和病虫害的危害程度,进一步提高了茶产品质量和茶产品性价比,销售额增加20%以上。另外,此模式还可广泛复制应用于其他类型的农业生产管理,从而取得较好的经济效益、社会效益和环境效益。

(四)实施亮点

方便园区管理人员与市级农业技术人员的沟通,若园区种植方面需要农业专家提供技术支持,专家可通过系统平台的视频功能观察实地情况及种植环境监测的相关参数,及时给出科学管 护建议,节约差费,提高工作效率(目前我市农业技术人员的配比是1:1.5万,即一个农技人员要为1.5万个农业人员提供服务)。通过网络平台让消费者直接了解农产品种植与管护的全过程及对品质的认可,拉近消费者与生产者的距离,打破农产品流通环节信息不平衡的状态,实现优质优价,增加优质农产品的销售价格。

应用各种感应芯片和传感器,广泛地采集人和自然界各种属性信息,然后借助有线、无线 和互联网络,实现各级政府管理者、农民、农业科技人员等“人与人”相联,进而拓展到土、月E、水、气,作物、仓储和物流等“人与物”相连,以及农业数字化机械,自动温室控制,自然灾害监测预警等“物与物”之间相联,并实现即时感知、互联互通和高度智能化。是合理解决在传统农业种植的粗放管理过程中所消耗的人力劳作强度、化肥、农药和水资源用量存在的问题。

可实现农产品的生产到销售全过程的智能化管理,最大化的提高资源利用率和劳动生产率, 节约成本。同时可大幅度提高农产品的质量,建立地域优质农产品品牌效应。

物联网等技术是实现农业集约、高产、优质、高效、生态、安全的重要支撑。通过物联网 技术在农业中广泛应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展,同时帮助政府相关部门全面、准确、及时地“感知‘三农”’,掌握“三农”工作的主动权。从而进行科学预测,帮助农民抗灾、减灾,科学种植,进一步提高农业综合效益。

加快我市农业物联网技术应用领域的人才培养和引进,形成合理的人才结构和梯队。重点 加强熟悉农业生产技术、设施农业工程技术、动植物规模化安全生产管理技术、农产品安全检测溯源技术、环境监测信息技术、农业精准信息技术、农业信息数字化技术,同时掌握物联网应用技术发展趋势的复合型人才的培养。同时加强与有实力优势的物联网企业、高校物联网研发中心等合作,加快物联网技术与现代农业科技创新和农业产业化应用的规模和力度。


我们致力于为三农(农业、农村、农民)提供专业物联网解决方案,同时也提供应用软件、微信小程序、手机App、企业网站的开发和跨境电商建站、网络营销等服务,站长微信号(mywit_net),添加后备注“黎辉物联网”,如有相关需求也可通过电子邮件(12tc@sina.cn)与我们取得联系

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