怎樣與植物對話?物聯網農業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)大揭秘
不管你信不信,裝上一個小小的無線傳感器,大棚里的蔬菜就會說話、有感覺、有思想了,大棚里的溫度高了它會警告你,土壤里的濕度低了它會通知你,更準確地告訴你它的需求。使用物聯網以后,馬上就能和大棚里的蔬菜對話了。蔬菜它需要什么溫度?什么時候要澆水?什么時候要施肥?澆多少水?施多少肥?使大棚內植物所需要的生長環(huán)境永遠保持在最佳狀態(tài),下面完整了解一下物聯網監(jiān)控系統(tǒng)。
物聯網監(jiān)控系統(tǒng)簡介
隨著世界各國政府對物聯網行業(yè)的的政策傾斜和企業(yè)的大力支持和投入,物聯網產業(yè)被急速的催生,根據國內外的數據顯示,物聯網從1999年至今進行了極大的發(fā)展?jié)B透進每一個行業(yè)領域。可以預見到的是越來越多的行業(yè)領域以及技術、應用會和物聯網產生交叉,向物聯方向轉變優(yōu)化已經成為了時代的發(fā)展方向,物聯網的發(fā)展,科技融合的加快。
農業(yè)物聯網:物聯網被世界公認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業(yè)第三次浪潮。他是以感知為前提,實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡。在這背后,則是在物體上植入各種微型芯片,用這些傳感器獲取物理世界的各種信息,再通過局部的無線網絡、互聯網、移動通信網等各種通信網路交互傳遞,從而實現對世界的感知。
傳統(tǒng)農業(yè),澆水、施肥、打藥,農民全憑經驗、靠感覺。如今,設施農業(yè)生產基地,看到的卻是另一番景象:瓜果蔬菜該不該澆水?施肥、打藥,怎樣保持精確的濃度?溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度,如何實行按需供給?一系列作物在不同生長周期曾被"模糊"處理的問題,都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實時定量"精確"把關,農民只需按個開關,做個選擇,或是完全聽"指令",就能種好菜、養(yǎng)好花。
物聯網監(jiān)控系統(tǒng)的定義
農業(yè)物聯網,即在大棚控制系統(tǒng)中,運用物聯網系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設備,檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數,通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中,保證農作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。遠程控制的實現使技術人員在辦公室就能對多個大棚的環(huán)境進行監(jiān)測控制。采用無線網絡來測量獲得作物生長的最佳條件,可以為溫室精準調控提供科學依據,達到增產、改善品質、調節(jié)生長周期、提高經濟效益的目的。
物聯網監(jiān)控系統(tǒng)的原理
在計算機互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的"Internet of Things"。在這個網絡中,物品(商品)能夠彼此進行"交流",而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。
步驟:
(1)對物體屬性進行標識,屬性包括靜態(tài)和動態(tài)的屬性,靜態(tài)屬性可以直接存儲在標簽中,動態(tài)屬性需要先由傳感器實時探測;
(2)需要識別設備完成對物體屬性的讀取,并將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式;
(3)將物體的信息通過網絡傳輸到信息處理中心(處理中心可能是分布式的,如家里的電腦或者手機,也可能是集中式的,如中國移動的IDC),由處理中心完成物體通信的相關計算
物聯網監(jiān)控系統(tǒng)應用
1.實時監(jiān)測功能
通過傳感設備實時采集溫室(大棚)內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤溫度、棚外溫度與風速等數據;將數據通過移動通訊網絡傳輸給服務管理平臺,服務服管理平臺對數據進行分析處理。
2.遠程控制功能
針對條件較好的大棚,安裝有電動卷簾,排風機,電動灌溉系統(tǒng)等機電設備,可實現遠程控制功能。農戶可通過手機或電腦登錄系統(tǒng),控制溫室內的水閥、排風機、卷簾機的開關;也可設定好控制邏輯,系統(tǒng)會根據內外情況自動開啟或關閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設備。
3.查詢功能
農戶使用手機或電腦登錄系統(tǒng)后,可以實時查詢溫室(大棚)內的各項環(huán)境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息; 登錄系統(tǒng)后,還可以查詢當地的農業(yè)政策、市場行情、供求信息、專家通告等,實現有針對性的綜合信息服務。
4.警告功能
警告功能需預先設定適合條件的上限值和下限值,設定值可根據農作物種類、生長周期和季節(jié)的變化進行修改。 當某個數據超出限值時,系統(tǒng)立即將警告信息發(fā)送給相應的農戶,提示農戶及時采取措施。
實施農業(yè)物聯網監(jiān)控系統(tǒng)工程的優(yōu)勢
當前,我國農業(yè)現代化進程明顯加快,但也面臨著資源、環(huán)境與市場的多重約束,保障糧食安全、食品安全、生態(tài)安全的壓力依然存在,確保農民穩(wěn)定增收的任務越來越重。實施區(qū)試工程,對于探索農業(yè)物聯網理論研究、系統(tǒng)集成、重點領域、發(fā)展模式及推進路徑,提高農業(yè)物聯網理論及應用水平,促進農業(yè)生產方式轉變、農民增收有重要意義。
優(yōu)勢一:有利于把握物聯網等信息技術的特點及在農業(yè)領域的應用規(guī)律,探索形成農業(yè)物聯網發(fā)展模式。信息技術是新生事物,是多種學科技術的集成,兼具系統(tǒng)性和整體性。農業(yè)是個古老產業(yè),兼具地域性、季節(jié)性和多樣性,這就決定了信息技術改造傳統(tǒng)農業(yè)的復雜性和艱巨性。實施區(qū)試工程,研究物聯網技術在不同產品、不同領域的集成、組裝模式和技術實現路徑,逐步構建農業(yè)物聯網應用模式,促進農業(yè)物聯網基礎理論研究、適用技術和產品研發(fā),探索構建國家農業(yè)物聯網標準框架體系及相關公共服務平臺,將為推動農業(yè)物聯網產業(yè)大發(fā)展奠定堅實基礎。
優(yōu)勢二:有利于積累農業(yè)物聯網應用經驗,促進農業(yè)物聯網科學發(fā)展。有利于逐步理清發(fā)展思路、明確發(fā)展方向和重點,為全面、整體、系統(tǒng)推進農業(yè)物聯網積累經驗。
優(yōu)勢三:有利于調動地方農業(yè)部門積極性,整合各方力量共同推進農業(yè)物聯網應用。雖然一些地方農業(yè)部門發(fā)展農業(yè)物聯網的積極性較高,但由于缺乏穩(wěn)定投入,系統(tǒng)推動的后勁明顯不足,一定程度上影響了農業(yè)物聯網效果發(fā)揮和長遠發(fā)展。實施區(qū)試工程,不僅有利于調動地方農業(yè)部門積極性,更重要的是通過政府工程項目的示范、引導和帶動,能夠促進社會各方資源整合、形成合力,共同推進農業(yè)物聯網發(fā)展。
裝上物聯網監(jiān)控系統(tǒng)使用案例
案例一:
江蘇省以養(yǎng)殖大閘蟹的養(yǎng)殖戶,養(yǎng)殖水域超5萬畝。然而,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大,蟹農們普遍反映,由于人手不足,蟹苗的存活率和螃蟹養(yǎng)殖的質量受到影響。
使用物聯網監(jiān)控系統(tǒng)后,遠程增氧、智能投喂、預警資訊,在蟹農們的眼里,以往繁瑣勞累的工作,如今通過物聯網技術平臺都可以實現,不僅管理更輕松,收益也更高了。蟹農通過互聯網、手機終端登錄"水產養(yǎng)殖監(jiān)控管理系統(tǒng)",就可隨時隨地了解養(yǎng)殖塘內的溶氧量、溫度、水質等指標參數。一旦發(fā)現某區(qū)域溶氧指標預警,只需點擊"開啟增氧器",就可實現遠程操控。
案例二:
在北京大興農業(yè)示范區(qū),處處都體驗到物聯網"感知"精準農業(yè)技術。采育鎮(zhèn)鮮切花生產基地中控室,溫室環(huán)境監(jiān)控大屏掛在墻上。溫室內的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度一目了然。
實時監(jiān)控的環(huán)境指標可以自動報警,綠色表示正常,紅色即為報警。溫室環(huán)境監(jiān)測與智能控制系統(tǒng),通過室內傳感器"捕捉"各項數據,經數據采集控制器匯總、中控室電腦分析處理,結果即時顯示在屏幕上。管理人員通過另一項技術--視頻語音監(jiān)控系統(tǒng)隨時指揮。
像鮮花基地這樣,示范推廣精準農業(yè)技術,智能溫室娃娃、室外氣象自動監(jiān)測、負水頭精準灌溉、液肥精準施用、靜電精準噴藥……16項信息化專利技術,實時定量監(jiān)控農作物在不同生長周期所需的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等,調節(jié)水肥藥的投入,幫助農民實現更高層次的精耕細作。
案例三:
為提高種植效率,現代農業(yè)示范園引進了農業(yè)物聯網技術,在其所建設的蔬菜大棚中全部安裝農業(yè)物聯網監(jiān)測設備,通過農業(yè)"物聯網"技術實時監(jiān)測大棚蔬菜溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等生長環(huán)境,根據產生的智能監(jiān)測信息對蔬菜進行精確管理,通過無線傳感器對溫室環(huán)境進行自動和手動調節(jié),溫度高了自動開啟風機等設備進行降溫,通過土壤濕度傳感器對灌溉自動控制,達到該澆水的時候澆水,該施肥的時候施肥,完全實現自動化,促進有機高效農業(yè)發(fā)展。
現在只要坐在辦公室里,筆記本或者電腦的頁面停留在幾片蔬菜葉子上,用鼠標一點點拉近,可以很清晰地看到葉片上趴著幾只小蚜蟲。通過物聯網的遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現了"敵情",可以立即給棚里的農戶提了個醒,早點做防護措施。