当前位置 :首页>智慧农业

现代农业智慧管理系统

一、农业现状分析

我国是农业大国,而非农业强国。多年来果蔬高产量主要依靠农药化肥的大量投入,大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置,导致大量养分损失并造成环境污染。我国农业生产仍然以传统生产模式为主,传统耕种只能凭经验施肥灌溉,不仅浪费大量的人力物力,也对环境保护与水土保持构成严重威胁,对农业可持续性发展带来严峻挑战。

二、应用物联网技术的现代农业

物联网技术的发展,为农业大棚的产生创造了条件。基于智能传感技术、无线传输技术、智能处理技术及智能控制等农业物联网应用的智能果蔬大棚种植系统,集数据实时采集、无线传输、智能处理和预测预警信息发布、辅助决策等功能于一体,通过对大棚环境参数的准确检测、数据的可靠传输、信息的智能处理以及设备的智能控制,实现农业生产的高效管理。

1、在种植准备的阶段

我们可以通过在大棚里布置很多的传感器,实时采集当前状态下土壤信息,来选择合适的农作物并提供科学的种植信息及其数据经验。

2、在种植和培育阶段

可以用物联网的技术手段进行实时的温度、湿度、CO2 O2等的信息采集,且可以根据信息采集情况进行自动的现场控制,以达到高效的管理和实时监控的目标,从而应对环境的变化,保证植物育苗在最佳环境中生长。

3、在农作物生长阶段

可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照等情况,通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合,配合控制系统实现自动通风、施肥、灌溉等。


三、应用物联网系统

1、温度控制子系统

自动降温原理:夏季采用自然和强制通风降温的方式进行降温。由应用平台根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。先开启顶开窗系统进行自然通风调整大棚内的温度,经过时间判断后,如果温度值还不能降低,再开启侧窗系统。如自然通风不能降低大棚内的温度值,再采用强制通风的方式来控制室内湿度。强制通风原理:通过延时计算关闭天窗,其次关闭侧窗。开启湿帘外翻窗,然后开启风机,进行温度判断,如果温度还下不来,则开启湿帘水泵,如温度还降不下来,则计算机会开启温度过高报警,提示用户需增加降温设备。

2、通风控制子系统

自动控制原理:由室内传感器采集大棚内部的温度值来进行模糊计算出大棚内的温差值,如果温差值过大,则自动开启循环风机。同时采集大棚内的湿度值,如果湿度值偏差过大,也自动开启循环风机,以平衡大棚内的湿度偏差值。手动控制:新风换气机可由电脑操作人员通过控制进行人工操作,也可以进行定时通风来达到通风换气的目的。

3、遮阳控制子系统

自动控制原理:在光照较高时,计算机通过室外气象站系统采集的高灵敏度光照值,与计算机设定的控制目标进行对比,如高于计算机设定目标值,则自动展开外拉幕,进行遮光。如低于计算机设定目标值,则自动收拢外拉幕定时控制原理:可以由监控仪定时进行遮阳,也可以由工作人员通过监控仪操作。 

4、灌溉控制子系统 
自动控制原理:在控制工程方面,采用现代物联网控制器作为控制核心,对灌溉、施肥、喷药实施恒压与压力调节控制,实现节能、长时间无人值守的安全全自动控制,根据土壤湿度传感器采集的值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭灌溉阀门。如低于设定目标值,则自动打开灌溉阀门。定时控制:轮灌方式,可设定在某个时间段进行灌溉的方式,可每个小时灌溉一次,同时也可设定灌溉的次数。

5、喷雾控制子系统

自动控制原理:根据室内湿度传感器的值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭喷雾阀门。如低于设定目标值,则自动打开喷雾阀门。定时控制:轮灌方式,可设定在某个时间段,进行灌溉的方式,可每个小时,灌溉一次,同时也可设定灌溉的次数。有效的保护了水泵,同时也使土壤更好的吸收水分。

6、水肥一体化控制系统
水肥一体化控制子系统由水肥一体化控制算法和现场控制器组成。水肥一体化控制算法依据用户设置的灌溉施肥策略,参考相应传感采集信号值,自动运行灌溉施肥的精准控制,促进作物生长,同时省工省水。


7、信息发布系统

信息发布系统分为无线显示条屏(现场屏)和管理中心大屏幕显示或电视墙终端。显示屏用于实时显示基地各大棚的环境测量值。显示屏的显示信息一目了然,便于公司工作人员及时了解情况,采取应对措施。管理中心也可以无线控制基地的其他电子显示屏,发布通知、政策等,大大的提高了基地的数字化管理水平。