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养殖业智慧解决方案

2019-02-20 admin

1.1智慧农业与农业信息化

       随着信息技术的高速发展和广泛应用,信息产业在国民经济中已独立成为一个重要产业,社会经济逐步成为信息经济,人类进入信息社会。在从工业经济到信息经济,从工业社会到信息社会这个动态演进过程中,信息化逐步上升为推动世晃经济和社会全面发展的关键因素,成为人类进步的新标志。我国是一个发展中国家,面对全球信息化浪潮,已经作出了积极响应,提出了国民经济信息化战略,作为其中一个部分的农业信息化也受到了高度的重视。

      农业是人类社会生存和发展的前提,也是其他产业发展的基础。随着信息社会的到来,现代信息技术正向农业渗透,在对传统农业进行改造的同时,也将从根本上提高农业生产技术水平和科学管理水平,最终增加农产品的科技含量,提高农业的整体效益。农业信息化就是要将信息技术应用、贯穿于农业发展的各个方面和整个过程。如今,我国农业信息化的发展已经取得了一些可喜的成就,但与发达国家相比,信息化程度依然比较低;与我国的企业信息化、政府信息化、教育信息化相比,也存在一定的差距。我国是个农业大国,农村人口有9亿多,占全国总人口的70%左右,而我国农业生产总值只占国民生产总值的20%。我国农业信息化水平的高低,直接关系着国家信息化的整体水平,也关系着我国农业生产和发展的水平。

       农业信息化是指通过先进的农业信息技术在农村社会、经济和农业生产各个领域的全面推广应用,加速改造传统农业,大幅度提高农业生产效率和生产力水平,全面促进农业可持续发展,大力推进农业现代化进程的发展过程。农业信息化预示着农业现代化发展到一个新阶段,它有利于实现农业信息传输手段的现代化,为农业和农业企业的管理提供大量完整的、准确的、及时的信息,从而提高农业信息资源的利用率,加快传统农业的改造步伐,加速农业现代化的进程,为实现农业现代化提供基础性的措施。



1.2农业信息化的基本内容

       农业信息化是一个庞大的系统工程,农业信息化这一概念的内涵至少应该包括以下几个要素:
  1. 农业资源与环境信息化
       农业信息,土地、气候、水、生物等都是农业的资源与环境,农业信息更是农业信息化的核心和关键。建立农业资源、环境信息网络和各种各样的动态的农业信息资源库,可以正确、及时地了解农业资源和环境变化。
  1. 农业生产和管理信息化
       农业生产管理主要包括农作物的种植生产,家禽的养殖,灌溉管理,农业环境检测等活动。这一方面有助于提高农业生产水平,增强农业生产者抵御自然风险的能力;另一方面有助于提高农业行政管理、农业生产管理、农业科技管理和农业企业管理水平,从而使农业在人1:3和资源的双重制约下走可持续发展道路。
  1. 农业科技教育信息化
       科学技术是第一生产力。加快农业科技信息化,建立全国性的农业科技信息网络,可以加强农业科研和生产活动的信息沟通,加快农业新技术成果的交流和扩散,加速农民提高科技和文化水平的进程。
  1. 农业生产资源市场和农产品市场信息化
       农业市场信息网络的建设,将有助于缓解市场上种子、化肥、农药、农业机械、农用薄膜等各种生产资料的供需矛盾,促进农产品市场的发育,提高农产品在国内外的市场份额。
  1. 农村社会经济信息化
       就是要求全国农村部门的信息工作都能实现计算机联网,同时使用先进的信息处理与传输技术,方便中央和各级决策机构更快更准确地掌握农村的经济、科技和社会的变化,把农业人口变化,农民收入水平,科技教育普及程度,乡村道路建设,能源,通讯,医疗保健,社会保险状况等等信息及时公布于众,最终有助于政府制定和调整农村政策。
智慧农业解决方案

1.3方案综述

       结合我国农业信息化现状,深入了解当前用户需求,充分发挥向荣科技的技术优势,我公司推出了向荣科技智慧农业解决方案,具体见下:
       智慧农业云平台解决方案,主要由智能环境监控系统水肥一体化农事管理系统农产品质量安全追溯系统组成。系统充分应用现代信息技术,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现农业产业链各关键环节的信息化、标准化,是云计算、物联网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用,实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。具体内容见下图:

1.4智能环境监控系统

       远程实时提取温室与作物生长有关的生长环境数据,如空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。结合数据智能分析,呈现温室各个环境因素走势,并能够实时识别环境异常并进行告警;同时,依托于智能规则引擎,与温室配套的控制设备互连,实现对温室环境的实时智能调控。


1.4.1 系统应用范围

1.4.1.1 温室环境智能监控

远程实时提取温室与作物生长有关的生长环境数据,如空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。结合数据智能分析,呈现温室各个环境因素走势,并能够实时识别环境异常并进行告警;
同时,依托于智能规则引擎,与温室配套的控制设备互连,实现对温室环境的实时智能调控。


1.4.1.2 室外环境气象监控

室外环境气象监控建立专业农业环境及气象监测站,实时采集室外的实际环境信息和气象信息,为农业种植和生产积累必要的环境气象数据,分析环境和气象因素对室外种植和生产的影响。
同时,及时识别环境和气象异常,为用户提供必要的病虫害预警和特殊天气预警。


1.4.1.3 生产加工环境监控

在生产加工环境增加传感器、摄像头。实现加工环境的透明化、信息化。

1.4.1.3冷库仓库环境监控

让用户直观看到每个冷库的环境信息,包括空气温度、空气湿度等环境参数值,并可以直接远程控制;

1.4.2系统架构图





1.4.3 系统功能描述

1.4.3.1 环境实时监控

  1. 通过电脑或者手机远程查看监控点的实时环境数据,包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度、氧气浓度等。远程实时查看温室视频监控视频,防止农作物被盗等状况出现。
  2. 环境报警记录及时提醒,用户可直接处理报警,系统记录处理信息,可以远程控制温室设备。
  3. 用户可以直观查看环境数据的实时曲线图,及时掌握农作物生长环境。
  4. 可以集成温室内的视频监控,在系统实时浏览前端摄像头采集到的视频影像。

1.4.3.1  智能报警系统

* 系统可以灵活的设置各个监控点不同环境参数的上下阀值。一旦超出阀值,系统可以根据配置,通过手机短信、系统消息等方式提醒相应管理者。
* 可以根据报警记录查看关联的设备,更加及时、快速远程控制温室设备,高效处理环境问题。可及时发现不正常状态设备,通过短信或系统消息及时提醒管理者,保证系统稳定运行。



1.4.3.3 智能控制系统

本系统提供多种自动、手动智能控制手段以满足用户的各种实际业务需求,主要包括:
  • 多因子智能环境调控:结合规则引擎,实现环境的智能调控;
  • 定时任务:设置周期性工作任务;
  • 远程批量控制:临时手动批量控制;

1.4.3.4 历史数据分析

        * 系统可以通过不同条件组合查询和对比历史环境数据。
        * 支持列表和图表两种不同方式查看,用户可以更直观看到历史数据曲线。




1.4.3.5手机客户端

  1. 用户可以通过农业智能环境远程监控系统手机客户端,随时随地查看自己负责监控点的环境参数。
  2. 通过手机端,用户可以远程自动控制现场环境设备。
  3. 用户可以使用手机端及时接收、查看现场环境报警信息。

1.4.4配套硬件设备

1.4.4.1空气温湿度传感器

基本参数:电源输入:DC12V;通信接口:RS485;通信协议:MODBUS-RTU;温度范围:-40℃~80℃;温度测量精度:±0.5度;湿度范围:0~100RH% 湿度测量精度:±3RH%;响应时间:<0.5秒。



1.4.4.2 土壤温湿度传感器

基本参数:电源输入:DC12V 通信接口:RS485 通信协议:MODBUS-RTU;温度范围:-55℃~125℃ 温度测量精度:±0.5度;湿度范围:0~100RH% 湿度测量精度:±3RH% 响应时间:<1秒



1.4.4.3 光照传感器

基本参数:电源输入:DC12V 通信接口:RS485 通信协议:MODBUS-RTU;测量范围:0~70KLUX 测量精度:±7% 响应时间:<0.5秒;

1.4.4.4 二氧化碳浓度传感器

基本参数:电源输入:DC12V 通信接口:RS485 通信协议:MODBUS-RTU;测量范围:0-5000ppm 测量精度:±3% 响应时间:<1秒



1.4.5.1传感器护罩

基本参数:轻型百叶箱防辐射防雨罩 适用于空气温室传感器、二氧化碳传感器;



1.4.4.6 一体化智能监控终端

本智能终端负责与云平台建立通信链路,能够接收云平台指令采集各种信息数据发送至云平台;同时根据需要提供多路控制器输出,接收云平台指令来智能控制和管理灌溉设备、遮阳设备等温室大棚控制设备。配套设备还包括全天候防水设备箱、防雷模块、电源适配器、继电器、智能控制器、电源指示灯等。
该智能终端可以根据需要提供手工控制按钮,实现控制设备开启关闭的人工干预,确保控制设备的使用安全。



1.4.4.7智能化控制箱

本智能化控制箱同为自主研制,通过集成一体化智能监控终端,并结合实际项目中各种控制设备的实际需要进行定制生产出来的。它与各种控制设备直接互连,依托于一体化智能监控终端接收到的各种指令,自动控制各种设备的开启和关闭。



同时,该控制箱可根据需要安装触摸液晶屏,即可以实时显示各种环境因子的数据,也可以手工开启和关闭各个温室控制设备。



1.5 水肥一体化

1.5.1施肥机功能简介

     物联网灌溉施肥机是专门为配合温室物联网智能终端的推广使用研发的。该物联网灌溉施肥机与温室物联网智能终端有很好的兼容性,能够完全接受温室物联网智能终端发来的操作指令,单独或同时进行灌溉,左罐灌溉施肥或右罐灌溉施肥。物联网灌溉施肥机本身配备操作箱,也可在其上人工进行灌溉,左罐灌溉施肥或右罐灌溉施肥的操作。进行左罐灌溉施肥或右罐灌溉施肥时,能够任意设置从灌溉到自动开始施肥的时间,保证不同面积的温室都可以在管道全部出水且土壤充分湿润的条件下再开始施肥。如果是采用落差供水,本机在停电的情况下也能够进行灌溉。
本机适用于滴灌,喷灌,微喷灌等所有灌溉方式,可以根据用户的需要进行定制生产,有不同的材质档次供用户选择。



1.5.2 施肥机展示




1.6 视频监控

1.6.1视频版智能环境监控系统

本系统可以兼容市面上绝大多数标准的网络摄像头,实现温室内视频影像的实时浏览。

1.6.2 与视频监控(安防)系统的集成

除系统本身可以集成视频监控外,还可以与安防系统进行集成,既可以通过专业报警摄像头捕捉运动行为进行报警,也可以连接诸如光栅报警器等边界报警设备,保证监控点内的财产安全。
下图为监控终端及监控室的一些场景图,供参考


1.7 农事管理系统

本平台主要的目的是实现农业生产和管理信息化,记录农事种植及生产过程。功能框图如下:

1.7 农事管理系统

本平台主要的目的是实现农业生产和管理信息化,记录农事种植及生产过程。

功能框图如下:

详细功能描述如下:

1.7.1  基础资源管理

主要包括场区资源管理、地块信息管理等。

1.7.1.1   基地信息管理

 

根据实际情况(种植作物、地理位置等),将种植用地进行划分和标记(地理标记)。

如果是种植,则以为基本单位;需根据实地的具体情况自行定义。以下所有管理均会落地到本模块划分好的各个地块()上,以此形成完整的追溯链。

该地块的设置将与环境智能监控系统中的监控点设置进行关联同步,并以此关联来获取该地块的环境数据。

同时,根据送检结果,记录土地的监测结果及相关监测报告
1.7.1.3            水源管理

记录灌溉用水的水源情况以及水质监测报告。

1.7.2  采购管理

本模块主要包括:供应商管理和采购管理两个子功能:

1.7.2.1      供应商管理

负责记录农业种植及生产所需要的种子、肥料、包装等供应商的信息,便于采购、管理和追溯;

记录的供应商信息主要包括:供应商名称、供应商类型、供应商电话、详细地址、相关资质信息(含扫描件),相关负责人联系方式等。

参考页面:

 

1.7.2.2       采购管理
 

负责记录每次采购的详细信息,种子采购入库时需要记录其供应商信息、种子、等级等信息,同时粘贴可追溯的批次条码标签,药品实行批次管理,入库粘贴批次条码标签。
  

1.7.3  农产品档案管理

主要包含:农产品生长周期档案管理、农产品生长环境档案管理、病虫害预警档案管理等。

1.7.3.1      农产品信息管理

定义农作物生长周期和适宜生长环境。

1.7.3.2      生长周期档案管理


1.7.3.3     生长环境档案管理


1.7.3.4    病虫害预警档案管理


1.7.4  种植管理

本功能模块可以根据用户需要灵活定义功能点和每个功能点所记录的信息内容,确保满足用户实际管理需要,以下功能供参考,可以根据实际管理需要灵活添加和修改。

主要包括以下子功能:

1.7.4.1     播种管理

记录每次播种的种子来源、播种日期、种植地块()、种子用量、操作人员等播种信息;

1.7.4.2   田间作业管理

施肥管理:记录每次所施肥料的必要信息,如:时间、肥料批次、施肥量、施肥范围、操作人员等;

1.7.4.3   采摘管理

记录采收日期、以及每个地块()的产出量。

1.7.4.4    产品检测管理

对采收的农产品以及加工包装好的成品的质量进行检测,记录每次检测时间、送检对象、监测机构、检测内容、检测结果(含检测报告)以及操作人员等;

1.7.4.5    加工场所管理

实时记录各个加工场所的环境:温湿度、空气质量(粉尘含量)、加工所用机械、以及加工所需添加剂等信息。

1.7.4.6   加工管理

记录加工日期、加工场所、加工对象(对应地块)、加工类型(初加工、精加工)、加工工艺、加工数量、操作人员等信息。

1.7.4.7    批次管理

对需要销售的农产品,根据产品种类、采收时间、加工时间等信息,制定相关的批次信息并进行登记;该信息是以后产品追溯内容的一个重要组成部分。

1.7.4.8            包装管理

记录每次包装的包装日期、包装对象、包装材质、包装规格、对应批次等信息进行记录。并按最小销售单位进行可追溯条码、二维码赋码,以供其他环节管理人员、消费者和监管部门进行产品登记和查询。

1.7.5  农事硬件设备

1.7.5.1  数据采集终端

集成数据传输模块、触摸屏(操作及设置)、FRID读卡器、扫描枪等;主要用种植管理数据的实时录入;

 

1.7.5.2    FRID标签

电子标签,可以修改内容;人员信息、时间、地理信息、种植内容:(如定制、移栽、田间作业等)

1.7.5.3         触摸屏刷卡页面

设置人员FRID信息,记录每次操作人员的身份信息,以实现安全生产管控;让农事作业人员方便快捷的记录其所完成的农事活动。 

1.8 农产品质量安全追溯系统

1.8.1  追溯信息管理

本系统用于定义各批次农产品的追溯深度与追溯广度:

追溯广度:定义追溯信息是否包含诸如选种、生产等阶段,可以根据实际情况定义哪些阶段可追溯,哪些阶段进行屏蔽处理。

追溯深度:是指每个阶段内部可追溯信息的详细程度。

1.8.2  追溯信息查询

根据不同品种、不同作物查询追溯信息。也可以根据追溯的需要设置显示与不显示的内容。

1.8.3  手机端产品溯源查询

扫描产品标签上的二维码,或者直接在网站输入产品代码,即可进行该产品的溯源查询。

如下图示参考:  

1.8.4  留言管理

浏览用户在进行追溯后提出的各种建议和咨询信息并进行反馈,以此提升用户体验。

1.8.5  统计管理

      采购统计

      田间作业统计

 

      生长周期统计

      产量统计

                   

      溯源效果统计

      浏览次数、留言次数等

 

1.9 知识库管理

专家或农民可以通过上传将种植经验、病虫害防治等知识共享到网络,系统的所有用户可以浏览、评价共享的知识,并且可以通过系统联系知识的上传者。

1.9.1  库管理

1.9.2  知识发布

 

1.9.3  知识评价


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