Abstrak:Pencerdasan pertanian kemudahan moden bergantung terutamanya pada sistem operasi dan penyelenggaraan. Pencerdasan sistem operasi dan penyelenggaraan secara langsung berkaitan dengan kecekapan komprehensif operasi rumah hijau, dan juga mewakili pemodenan pertanian kemudahan, yang mempunyai nilai popularisasi dan pembangunan mendalam. Kertas kerja ini memperkenalkan aplikasi sistem operasi dan penyelenggaraan pintar dalam pangkalan pertanian kemudahan di Qingdao, menganalisis kesan aplikasinya, dan menilai nilai popularisasi sistem, untuk menyediakan rujukan maklumat kepada pengamal yang berkaitan dan mengembangkan kajian mendalam selanjutnya tentang sistem berkaitan, sekali gus meningkatkan tahap teknikal dan pintar pertanian kemudahan.

Kata kunciSistem Operasi dan Penyelenggaraan Pintar; Pertanian Kemudahan; Aplikasi

Dengan perkembangan pesat China, kaedah pengeluaran pertanian tradisional tidak dapat memenuhi permintaan masyarakat terhadap kualiti dan kuantiti produk pertanian. Pertanian kemudahan moden, yang dicirikan oleh hasil yang tinggi, kecekapan dan kualiti unggul, telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, memberikan potensi pasaran yang sangat besar. Walau bagaimanapun, berbanding dengan negara atau wilayah pertanian maju di dunia, tahap teknologi pertanian kemudahan China masih jauh ketinggalan, terutamanya dalam aplikasi sistem operasi dan penyelenggaraan pintar berasaskan IoT pertanian seperti sensor pertanian dan otak awan mesin, di mana pendigitalan memerlukan penambahbaikan segera.

1. Sistem Operasi dan Penyelenggaraan Pintar untuk Pertanian

1.1 Definisi Sistem

Sistem operasi dan penyelenggaraan pintar untuk pertanian merupakan teknologi sistem yang sedang muncul yang mengintegrasikan teknologi IoT, teknologi pengurusan pintar dan pelbagai proses pertanian seperti penanaman, penyimpanan, pemprosesan, pengangkutan, kebolehkesanan dan penggunaan secara mendalam. Melalui penyepaduan "sistem+perkakasan", sistem operasi dan penyelenggaraan pintar pertanian menggunakan teknologi utama Internet of Things, seperti teknologi pengesanan, teknologi penghantaran, teknologi pemprosesan dan teknologi biasa, untuk menyelesaikan masalah berbilang interaktif secara komprehensif seperti pengenalpastian individu pertanian, kesedaran situasi, rangkaian peralatan heterogen, pemprosesan data berbilang sumber yang heterogen, penemuan pengetahuan dan sokongan keputusan.

1.2 Laluan Teknikal

Biasanya, struktur sistem pengurusan pertanian terutamanya terdiri daripada persepsi, rangkaian dan platform. Atas dasar ini, perusahaan boleh mengembangkan lebih banyak lapisan logik mengikut jenis pertanian dan keperluan perniagaan. Seni bina sistem operasi dan penyelenggaraan pintar pertanian ditunjukkan dalam Rajah 1.

Bagi memenuhi keperluan operasi dan penyelenggaraan pintar bagi kemudahan pertanian, sensor seperti sensor suhu dan kelembapan, sensor karbon dioksida, sensor pencahayaan, sensor arus, sensor aliran air, sensor aliran karbon dioksida, sensor aliran gas asli, sensor tekanan berat, sensor EC dan sensor pH boleh disesuaikan, dan perusahaan yang mempunyai permintaan yang tinggi boleh menyelidik dan membangunkan sensor, dan melalui protokol penghantaran data yang mendasari untuk memastikan penghantaran dan penangkapan data yang stabil.

1.3 Kepentingan Pembangunan

Sistem operasi dan penyelenggaraan pintar menggunakan teknologi penderiaan pintar, teknologi penghantaran maklumat dan teknologi pemprosesan pintar melalui Internet of Things pertanian untuk menjalankan pemantauan masa nyata dan kawalan jauh semua pautan dalam aktiviti pertanian, menggalakkan maklumat pintar pengeluaran pertanian, pengurusan dan keputusan strategik, dan merealisasikan kecekapan tinggi, intensifikasi, skala dan penyeragaman pengeluaran pertanian. Akhir sekali, sambungan menegak semua pautan dalam pengeluaran tanaman dan sambungan mendatar semua pautan dalam keseluruhan rantaian industri pertanian akan direalisasikan. Mewujudkan ekologi ekonomi kitaran dengan sistem teknologi penanaman, platform otak pertanian, keselamatan makanan pertanian, platform perdagangan produk pertanian, sistem kewangan rantaian bekalan pertanian baharu, pelancongan pertanian yang bercirikan dan penanaman dan pembiakan pelengkap (Rajah 2).

 

2.Pemantauan maklumat integrasi air dan baja

2.1 Prinsip Sistem

Sistem ini menjalankan maklum balas negatif kepada sistem air dan baja dengan mengesan kandungan air, EC, pH dan nilai-nilai lain dalam matriks dedak kelapa, yang memainkan peranan penting dalam membimbing pengairan dengan tepat. Mengikut ciri-ciri pemandangan penanaman yang berbeza, melalui analisis dan penyelidikan ciri dan struktur matriks, untuk membangunkan model pengairan masa empirikal, model pengairan had atas dan bawah bagi penetapan air matriks; sistem pemerolehan maklumat bersepadu air dan baja boleh mengawal model pengairan, pengoptimuman dan iterasi boleh dijalankan secara berterusan dalam proses operasi dan penyelenggaraan pengeluaran.

2.2 Komposisi Sistem

Sistem ini terdiri daripada peranti pengumpul salur masuk cecair, peranti pengumpul pulangan cecair, peranti pemantauan masa nyata substrat dan komponen komunikasi, di mana peranti pengumpul salur masuk cecair terdiri daripada sensor pH, sensor EC, pam air, meter aliran dan bahagian lain; dan peranti pengumpul pulangan cecair terdiri daripada sensor tekanan, sensor pH, sensor EC dan bahagian lain; Peranti pemantauan masa nyata substrat terdiri daripada dulang pengumpul pulangan cecair, skrin penapis pulangan cecair, sensor tekanan, sensor pH, sensor EC, sensor suhu dan kelembapan dan bahagian lain. Modul komunikasi termasuk dua modul LoRa, satu di bilik kawalan pusat dan satu lagi di rumah hijau (Rajah 3). Sambungan berwayar wujud antara komputer dan komponen komunikasi yang diletakkan di bilik kawalan pusat, sambungan tanpa wayar wujud antara komponen komunikasi yang diletakkan di bilik kawalan pusat dan komponen komunikasi yang diletakkan di rumah hijau, dan sambungan berwayar wujud antara komponen komunikasi di rumah hijau dan geganti, komponen pengesanan substrat dan komponen pengesanan pulangan cecair (Rajah 4).

2.3 Kesan Aplikasi

Kesan pengairan dengan sistem pengairan air dan baja yang disalurkan balik oleh sistem pemantauan ini dibandingkan dengan sistem pengairan yang disediakan oleh pembekal sahaja. Berbanding dengan yang kedua, purata pengairan setiap pokok tomato dengan sistem pemantauan ini berkurangan sebanyak 8.7% sehari, dan isipadu cecair yang dikembalikan berkurangan sebanyak 18%, dan nilai EC cecair yang dikembalikan pada dasarnya sama, yang menunjukkan bahawa lebih banyak larutan nutrien digunakan oleh tanaman apabila sistem pemantauan ini digunakan untuk pengairan mengikut hukum penyerapan larutan nutrien oleh tanaman. Menggunakan sistem pengairan pintar ini dapat mengurangkan jumlah pengairan sebanyak 29% dan pulangan cecair sebanyak 53% secara purata berbanding dengan pengairan bermasa empirikal (Rajah 5 ~ 6).

 

3. Sistem Kawalan Alam Sekitar Berasaskan IoT

Menghadapi permintaan kawalan tepat nod spektrum dinamik berskala besar di kilang-kilang loji, teknologi gabungan Internet of Things diperkenalkan untuk menyelesaikan masalah pemerolehan nod berskala besar dan heterogen serta kawalan tepat persekitaran cahaya loji. Sistem kawalan pencahayaan pintar di kilang loji menggunakan lekapan lampu LED pintar sebagai pembawa, dan menggunakan teknologi gabungan data besar WF-IOT Internet of Things untuk membina rangkaian terminal terpencar berskala besar yang menyokong pemerolehan, penghantaran dan kawalan data. Sistem ini boleh dikumpulkan secara bebas mengikut keperluan pengeluaran, dan keamatan cahaya lekapan lampu loji boleh diselaraskan secara berterusan dalam masa nyata mengikut keadaan pencahayaan dan keperluan pertumbuhan tumbuhan yang berbeza, untuk merealisasikan kawalan tepat keamatan cahaya tambahan dan kuantiti cahaya tambahan (Rajah 7). Melalui rangkaian periferi, pengumpulan dan penghantaran data penderiaan dinamik seperti persekitaran dan pencahayaan dapat direalisasikan, dan pada masa yang sama, pemantauan dalam talian penggunaan tenaga dapat direalisasikan, dan penggunaan tenaga cahaya tambahan di setiap kawasan pertumbuhan dapat difahami dalam masa nyata.

Sistem ini merealisasikan pengurusan tumbuhan yang baik dengan mengumpul data kawalan dalaman dan luaran rumah hijau, dan melengkapkan pembangunan produk "model pengurusan tumbuhan". Melalui sensor arus, CO2, gas asli dan air, pengumpulan data pemantauan "sistem tenaga" direalisasikan. Menggunakan teknologi penglihatan robot, melalui data warna buah, bilangan buah, saiz batang buah, daun, batang dan sebagainya, keseluruhan proses data pertumbuhan tanaman dipantau dan dikenal pasti (Rajah 8).

4.Nilai Promosi

Sistem operasi dan penyelenggaraan pintar pertanian, menggunakan kelebihan platform Internet perindustrian, satu pelaburan, penggunaan perkhidmatan berkali-kali, menggunakan konsep perkongsian Internet perindustrian, menggalakkan pembinaan Internet Pelbagai Benda dalam pertanian kemudahan pada kos rendah dan kecekapan tinggi, dan meningkatkan tahap pintar dan hijau pertanian kemudahan. Mengambil projek yang mengaplikasikan sistem di Bandar Laixi, Qingdao sebagai contoh, kadar penggunaan baja yang komprehensif boleh mencapai lebih 90%, iaitu tiga kali ganda daripada penanaman tanah tradisional. Tiada pelepasan kumbahan pengeluaran dalam keseluruhan proses, yang menjimatkan 95% air berbanding penanaman lapangan dan mengurangkan pencemaran baja ke tanah. Melalui pengesanan CO2 dalam rumah hijau oleh sistem ini, faktor persekitaran seperti suhu dan pencahayaan di dalam dan di luar rumah hijau dianalisis secara komprehensif, dan bekalan CO2 dikawal selia dalam masa nyata, yang bukan sahaja memenuhi keperluan tumbuhan, tetapi juga mengelakkan pembaziran, berkesan menguatkan fotosintesis tanaman, mempercepatkan pengumpulan karbohidrat, meningkatkan hasil per unit kawasan dan meningkatkan kualiti sayur-sayuran. Seluruh set sistem pengurusan operasi dan penyelenggaraan telah merealisasikan operasi automatik kemudahan kawalan persekitaran rumah hijau, operasi peralatan semua cuaca yang automatik dan tepat, mengurangkan kos tenaga sebanyak 10% dan kos operasi manual sebanyak 60%, dan pada masa yang sama, ia boleh membuat tindak balas perlindungan seperti menutup tingkap buat kali pertama terhadap cuaca buruk seperti angin kencang, hujan dan salji, dengan berkesan mengelakkan kehilangan rumah hijau itu sendiri dan tanaman di rumah hijau dalam menghadapi cuaca buruk yang tiba-tiba.

5.Kesimpulan

Perkembangan moden pertanian fasiliti tidak dapat dipisahkan daripada keberkatan sistem pengurusan pintar pertanian. Hanya sistem pengurusan yang sepadan yang mempunyai persepsi, analisis dan keupayaan membuat keputusan yang lebih kukuh dapat terus maju ke hadapan di jalan pemodenan. Sistem pengurusan pintar pertanian dapat mengurangkan kekurangan pengurusan buatan dengan ketara dan menggalakkan maklumat pintar pengeluaran pertanian, pengurusan dan keputusan strategik. Dengan peningkatan input dan pengayaan berterusan senario penggunaan sistem, model datanya perlu dikemas kini dan diulang secara berterusan berdasarkan lebih banyak data, menjadi lebih pintar, dan meningkatkan tahap pintar pertanian fasiliti moden secara menyeluruh.

TAMAT

[maklumat petikan]

Pengarang asal Sha Bifeng, Zhang Zheng, dsb. Teknologi Kejuruteraan Pertanian Hortikultur Rumah Hijau 19 April 2024 10:47 Beijing