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设施蔬菜环境监测控制系统

kumb 设施园艺 2021-04-17 14:20:43 72 0

(亳州市谯城区年丰蔬菜种植农民专业合作社)

一、企业基本情况

亳州市憔城区年丰蔬菜种植农民专业合作社2008年成立,位于亳州市憔城区张店乡泥店村, 法人刘松年。目前已发展社员1〇〇〇多人,合作社已建成800多亩绿色菜种植基地和种苗繁育基地,固定资产达1100多万元,基地年产优质韭菜、辣椒、番茄、黄瓜、西瓜等蔬菜500多万公斤,年育优质辣椒苗、番茄苗、黄瓜苗、嫁接西瓜等种苗1000多万株,年产值达1000多万元,基地培育的种苗可解决3000户菜农4000亩蔬菜基地用苗。为更好发展现代农业2013年至2014年投入20多万元建成物联网,安装了视屏、气象站、土壤水分、空气湿度、温度、二氧化碳、光照等监控设备,农业物联网涵盖了 60多亩,在蔬菜大棚内安装温湿度监控、棚内状况录像、远程诊断等集成设备,可采集到的大棚内的空气温度、空气湿度、土壤温度、二氧化碳,棚外风速风向等,“物联网”技术应用在大棚内,降低人工成本,减少了病害发生,提高了蔬菜种苗成活率,减少经济损失。目前,合作社已发展成为农业物联网示范应用、技术推广、新品种示范种植、现代化蔬菜育苗和农民技术培训为一体的综合性、服务性农民专业合作社。

二、物联网应用情况

(一) 基本建设情况

合作社已建成820亩钢架大棚,主要种植韭菜、辣椒、番茄、黄瓜、西瓜等和25亩现代化 智能连体育苗蔬菜育苗大棚,其中农业物联网涵盖了 60亩蔬菜基地和25亩现代化智能连体玻璃育苗蔬菜育苗大棚,在蔬菜大棚内安装温湿度监控、棚内状况录像、远程诊断等集成设备,可采集到的大棚内的空气温度、空气湿度、土壤温度、二氧化碳,棚外风速风向等。

(二) 物联网技术及产品使用情况

1. 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“,提供网上查询。

2. 温室配置"物联网温室控制系统〃

本温室配置种类齐全的传感器(温度、湿度、光照、C〇2浓度、基质温度、基质湿度)。温 室安装一套Auto-2000物联网温室控制器,对温室设备进行自动控制和长期的数据记录功能。《温室控制器与室内环境传感器》:包括:室内温度、室内湿度、室内光照、C〇2浓度、基质温度、基质湿度等。

3. "传感器〃:温度传感器

采用日本Hayashi-100温度传感器;湿度传感器:采用美国Humier公司产品Humier-15; 百叶窗式温、湿度传感器防护罩。

(1) 光照传感器:它能检测(300-770nm波长)引起光合作用的光谱外。

(2) 基质温度传感器:

采用日本Hayashi-100温度传感器,外套“密封不锈钢铠甲”。

(3) 基质湿度传感器:

采用Auto-FDR传感器,该传感器采用“频域反射原理”,树脂密封,适用于测量任何类型基 质的体积含水量。

4. Auto-2000物联网温室控制器:

“Auto-2000物联网温室控制器”控制理念来源于著名的《Argus物联网温室控制系统》 Auto-2000温室控制器采用非常先进的“数据转存技术”,环境数据循环的存储在“Auto-温室控制器”上,只要每若干开一次计算机,数据将自动上传到PC机。完成成年累月数据的收集。记录间隔在1分钟——999分钟间可任意选择。任何一个传感器均可以被设定记录。记录的数据可以导出“EXECL”报表。同时,可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

(三) 经济效益

年丰蔬菜基地应用物联网技术,通过电脑、手机网络、无线和有线网络对绿色蔬菜基地大 棚内空气温度、空气湿度、土壤温度、二氧化碳,棚外风速风向等,对种植的蔬菜进行等自动控制,可远程实时监测蔬菜生长的全过程。通过利用这些准确数椐管理,减少了用工量,提高了蔬菜种苗成活率,减少蔬菜病害的发生,增加了效益。

(四) 实施亮点

1. 监控功能系统:根据无线网络获取的植物生长环境信息,如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配,如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。

2. 监测功能系统:在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、

植物养分含量等参数。其它参数也可以选配,如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、 负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。

3. 实时图像与视频监控功能:农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络,通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言,仅仅数值化的物物相联并不能完全营造农作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如:哪块地缺水了,在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端,而很难从单纯的技术手段上进行突破。视频监控的引用,直观地反映了农作物生产的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观反映一些作物的生长长势,也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。

年丰蔬菜基地在蔬菜大棚内安装温湿度监控、棚内状况录像、远程诊断等集成设备,设备采 集到的大棚内的空气温度、空气湿度、土壤温度、风速等实验数据通过网络传送到年丰合作社农业服务管理平台,农业平台对数据进行分析处理后,将操作建议以短信的形式及时告知基地管理人员。通过重要农业生产指数的短信告警,帮助农户及时处理大棚生产中出现的问题,将“物联网”技术融入到农业生产中,使作物获得适宜的生产条件,助力农户实现高效的大棚管理,降低人工成本,减少经济损失。物联网的使用,可使蔬菜及种苗栽培条件达到最适宜水平,从而具有合理利用资源,提高产品的产量和质量及综合环境控制、肥水灌溉决策与控制、信息处理等功能,对于改善农业生产条件,保护生态环境,实行农业的可持续性发展具有重要的作,综合运用物联网高科技手段构建先进农业生态环境监测网络,通过利用先进的传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术,将物联网技术融合其中,实现了对农业生态环境的自动监测,保证了农业生态环境的可持续发展。


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