2022-11-14
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针对农业场景联网设备选型及方案应用
一、相关资料
1、资料下载地址：
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二、目前农业现状
1、生产规模小，生产技术封闭落后
根据国家统计局统计数据，中国人均耕地面积逐年减少，远小于世界平均水平。中国的耕地归属权是国家，使用权是个人，每个人手中的耕地少，机械化程度低，生产技术落后。
2、老龄化严重，劳动力成本大幅提升
随着城市化进程的发展，大量农村青壮年劳动力流入城镇，在许多地方，老年人成了种地的主力军，老龄化逐渐成为农业发展的隐忧。
3、资源利用率低
中国主要粮食作物水分生产效率1公斤/方，发达国家是2公斤/方。中国主要粮食作物肥料利用率35%，发达国家是65%。中国主要粮食作物农药利用率25%，发达国家是50-60%。
4、农产品安全品质无保证
食品安全意识薄弱,农药喷洒用量无数据监管；食品问题不能快速查询原因，追溯难。
三、发展智慧农业的目的
把最新的科技引入到农业上去，这就是所谓的智慧农业。农业发展，养活更多人；人吃饱肚子，促进了科技发展；科技发展了，反哺农业进一步促进农业发展，形成正反馈。
1、提高农业生产经营效率
智慧农业通过运用物理网、大数据、人工智能等技术实时采集、分析数据，为农民提供生产管理等方案，提高农业生产经营效率。
2、降低生产成本
智慧农业实现了投入少、产量产量高的目标，通过农业生产高度规模化、机械化、智能化特点，降低生产成本，提高市场竞争力。
3、解决农村劳动力日益短缺问题
通过新技术可以利用一个人或几个人实现农业耕种管收全过程操作，解决劳动力短缺问题。
4、提升农产品质量安全
利用新技术实现“无人化”精准控制，达到水、肥、光、热的最佳利用，不过度施肥、喷洒农药，杜绝污染，确保农产品绝对安全。
5、改善生态环境
通过精准施肥、精准喷洒农药等操作，改善传统农业生产过程中，过多的使用农药、化肥问题，保护耕地结构，提升生态环境质量。
四、农业产业链解析
五、智慧农业包含内容
参数采集类：微气候参数、土壤参数（墒情数据）、病虫害数据（病虫情）、农作物生长数据（苗情）、灌溉水质数据 ，空天地都可进行数据采集（卫星、无人机、传感器等）
控制类：灌溉控制（水肥一体化），农业设施控制（温室大棚调节）
农机管理类：天上飞、地上跑，无人机、自动驾驶农机等
信息化管理系统：农田管理、作物管理、农事管理、物资管理、销售管理、技术指导等
六、农业物联网系统
一个物理网平台可包括多个物联网系统：环境监测系统、土壤墒情监测系统、病虫害监测系统、灌溉水质监测系统、水肥一体化系统、大棚控制系统、大棚补光系统、作物生长监测系统
1、 环境监测系统
1）监测参数：
微气候参数：空气温湿度、光照、大气压、风速、风向、降雨量等
空气参数：二氧化碳、光合有效辐射等
2）大致逻辑：
通过微气候数据及棚内环境数据，时刻了解当前环境信息，通过配置阈值报警，超过阈值报警通知。例如，局部风速超过阈值，报警通知相关人，进行大棚加固等操作，减少可能的损失；棚内光照过高，联动控制遮阳网进行遮挡，为作物提供良好的生长环境；
通过棚内外数据对比，进行联动控制。例如，通过棚内外光照对比，当棚内光照比较低时，对比棚外光照，如果棚外阴天光照不足，则联动打开补光灯，如果棚外光照符合，则打开卷帘或遮阳网，为作物提供良好生长环境，增加产量。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1337.html
2、 土壤墒情监测系统
1）监测参数：
土壤环境参数：土壤温度、土壤湿度、土壤pH、土壤电导率等
土壤肥料养分参数：土壤肥力（土壤氮磷钾）、有机质、微量元素、重金属等
2）大致逻辑
通过对土壤温湿度、电导率、pH、肥力等数据的监测，数据汇总，提供针对性土壤治理措施,治理过沙或过黏土壤、盐碱土壤和酸化土壤,提高耕地质量水平。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1336.html
3、 病虫害监测系统
1）监测参数：
害虫监测参数：定向诱集、虫害预警、虫害图像采集等
2）大致逻辑：
通过虫情测报灯、智能孢子捕捉仪等智能仪器实时监测病虫害情况，实时上报高清图片，平台通过AI图像识别进行实时判断，预测病虫害发生情况，及时提醒，科学指导农药配撒，减少损失；
结合杀虫灯、粘虫板、害虫诱捕器等设备物理杀虫，减少生态污染，在杀虫的同时，最大限度保护环境。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1339.html
4、 灌溉水质监测系统
1）监测参数：
灌溉用水水质参数：PH值、盐度、硬度、氯化物等
2）大致逻辑：
灌溉水监测组合，可测量灌溉水温、pH、电导率、重金属离子（镉、铜、铅等），灵活搭配，维护方便，为推动水生态环境改善，促进农业绿色发展贡献力量。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1338.html
5、 水肥一体化系统
1）监测参数：
水肥一体机系统主要由给水系统、施肥机、监控系统、回水池、补水系统和杀菌消毒装置等组成
2）大致逻辑：
自动化灌溉和施肥的机器，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1341.html
6、 大棚控制系统
1）监测参数：
可以控制大棚内的卷被、卷膜、遮阳网、风机、湿帘、灌溉、二氧化碳发生器等
2）大致逻辑：
智慧大棚主要是检测大棚内的数据，数据分析通过微电脑，电脑监控水幕、风扇、遮阳板等棚内设施，改变温室内的生物生长环境，进而减少人工投入、提高作物产量、增加收益。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1342.html
7、 大棚补光系统
1）监测参数：
检测大棚内光照情况
2）大致逻辑：
通过大棚内光照传感器或光合有效辐射传感器检测大棚内光照情况，当白天时段检测到光照强度过小时，系统自动打开补光灯，保证作物生长过程中光照需求。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1343.html
8、 作物生长监测系统
1）监测参数：
监测敏感光谱波段和光谱参数
2）大致逻辑：
通过在大棚内外架设智能摄像头可实时、定时监测作物长势、作物病虫害、灾害等情况；
同时还可以监测大棚执行机构的执行情况，远程控制，远程查看执行效果。
3）设备选型及方案实现
具体步骤可参考此案例：http://www.a3photo.net/Faq/1340.html
七、社会效益
1、提升质量监管
搭建农业感知大数据平台，进一步开展种植算法、产量预估、产品品质预测等模型建设，为农资企业和农户们提供更好服务与指导。
2、促进传统农业转型
推动农业发展新格局，促进农业行业的转型升级。实现农业节水、节药、节肥，推动农业废弃物资源化利用。
3、推动数字农村发展
通过农业基地视频图像采集、物联网数据采集、区域生长环境监测、全程质量管控、特色农产品展示销售等，做强产业数字化，助推数字乡村发展走在前列。
4、为农业发展赋能
为客户提供“科技技术+农业农村业务”的全方位服务，从而实现智能化生产、智慧化管理、品牌化营销、数据化运营，推动乡村振兴数字化、智能化升级。
