農(nóng)林（農(nóng)業(yè)）“四情”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

系統(tǒng)背景

　　隨著智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)逐漸運(yùn)用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，大大提高了勞動(dòng)力、資本等各項(xiàng)生產(chǎn)要素資源的配置與利用效率。

　　借助物聯(lián)網(wǎng)，智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建了集環(huán)境監(jiān)控、調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，可對(duì)不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境及對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)管，通過(guò)傳感設(shè)備檢測(cè)環(huán)境的物理參數(shù)，對(duì)土壤、蟲情、氣象等生產(chǎn)環(huán)境狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，使之符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，這些新技術(shù)的應(yīng)用將大大改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，使其符合市場(chǎng)需求，可以實(shí)現(xiàn)供給與需求的有效對(duì)接，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化、高效化、現(xiàn)代化發(fā)展。

系統(tǒng)介紹

農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(墑情、蟲情、氣候、苗情)由終端設(shè)備(管式土壤墑情監(jiān)測(cè)儀、蟲情測(cè)報(bào)儀、氣象站、視頻監(jiān)控)、農(nóng)業(yè)四情測(cè)報(bào)平臺(tái)組成。該系統(tǒng)可對(duì)農(nóng)業(yè)大田的土壤墑情狀況(土壤溫度、土壤水分、土壤PH值等)、病蟲狀況(病蟲種類、病蟲數(shù)量等)、氣候狀況(空氣溫度、濕度、雨量、光照度、二氧化碳、風(fēng)速風(fēng)向等環(huán)境參數(shù))進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和管理，通過(guò)GPRS/4G或網(wǎng)口將數(shù)據(jù)上傳至測(cè)報(bào)平臺(tái)，管理人員可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看各環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)及趨勢(shì)，節(jié)省人力，并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋?zhàn)鞒鱿鄳?yīng)調(diào)整，以保證農(nóng)作物良好的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

一、云 平臺(tái)：

1、隨時(shí)隨地查看園區(qū)數(shù)據(jù)
園區(qū)三維圖綜合管理，所有監(jiān)控點(diǎn)直觀顯示，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一目了然。
土壤數(shù)據(jù)：土壤溫度、土壤水分、土壤鹽分，土壤PH值等；
氣象數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、二氧化碳濃度等；
蟲情數(shù)據(jù)：蟲情照片、統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)等。
植物本體數(shù)據(jù)：果實(shí)膨大、莖稈微變化、葉片溫度等；
設(shè)備狀態(tài)：施肥機(jī)、水泵壓力、閥門狀態(tài)，水表流量，燈光狀態(tài)，卷簾狀態(tài)等。

2、隨時(shí)隨地查看園區(qū)病蟲害情況
系統(tǒng)通過(guò)搭建在田間的智能蟲情監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以無(wú)公害誘捕殺蟲，綠色環(huán)保，同時(shí)利用GPRS/3G移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)路，定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)圖像，自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)端的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)，工作人員可隨時(shí)遠(yuǎn)程了解田間蟲情情況與變化，制定防治措施。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置或遠(yuǎn)程設(shè)置后自動(dòng)拍照將現(xiàn)場(chǎng)拍攝的圖片無(wú)線發(fā)送至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，平臺(tái)自動(dòng)記錄每天采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫(kù)，可以各種圖表、列表形式展現(xiàn)給農(nóng)業(yè)專家進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。

可遠(yuǎn)程隨時(shí)發(fā)布拍照指令，獲取蟲情照片，也可設(shè)置時(shí)間自動(dòng)拍照上傳，通過(guò)手機(jī)、電腦即可查看，無(wú)需再下田查看。

昆蟲識(shí)別系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別昆蟲種類，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分類計(jì)數(shù)。

歷史數(shù)據(jù)可按曲線、報(bào)表形式展現(xiàn)，清晰直觀查看所有監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

千倍光學(xué)放大顯微鏡可定時(shí)清晰拍攝孢子圖片，自動(dòng)對(duì)焦，自動(dòng)上傳，實(shí)現(xiàn)全天候無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)孢子情況。

3、墑情監(jiān)測(cè)
各省包含眾多市縣級(jí)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，如此龐大的種植面積，用報(bào)表很難將全省的墑情形象展示出來(lái)。圖形預(yù)警與災(zāi)情渲染模塊，正是為了解決這個(gè)問(wèn)題而設(shè)置。
平臺(tái)將災(zāi)情按嚴(yán)重程度分為不同顏色，并在省級(jí)行政圖中以點(diǎn)的形式表示，只要一打開平臺(tái)的行政區(qū)域圖，即可直觀顯示省內(nèi)各區(qū)域的墑情情況如何。

4、專家系統(tǒng)
該系統(tǒng)可將病蟲害防治專家信息及全部集中到一起，用戶可聯(lián)線專家咨詢四情危害防治難題。

5、視頻監(jiān)控
管理區(qū)域內(nèi)放置360°紅外球形攝像機(jī)，可清晰直觀的實(shí)時(shí)查看種植區(qū)域作物生長(zhǎng)情況、設(shè)備遠(yuǎn)程控制執(zhí)行情況等。
增加定點(diǎn)預(yù)設(shè)功能，可有選擇性設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，點(diǎn)擊即可快速轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)視頻圖像。

6、任務(wù)設(shè)置，遠(yuǎn)程自動(dòng)控制
遠(yuǎn)程自動(dòng)控制水肥作業(yè)，大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)、遮陽(yáng)、側(cè)窗、濕簾、植物生長(zhǎng)燈等。用戶設(shè)定監(jiān)控條件后，可自動(dòng)化運(yùn)行，遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種農(nóng)用設(shè)施和農(nóng)機(jī)設(shè)備，快速實(shí)現(xiàn)溫室大棚、大田種植自動(dòng)化灌溉作業(yè)。
同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲情監(jiān)測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)管與控制，設(shè)備工作情況可遠(yuǎn)程管理。

二、移動(dòng)管理方便快捷
系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與手機(jī)端、平板電腦端、PC電腦端無(wú)縫對(duì)接。方便管理人員通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備隨時(shí)隨地查看系統(tǒng)信息，遠(yuǎn)程操作相關(guān)設(shè)備。

三、數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)信息化管理、智能化控制的基礎(chǔ)。由于農(nóng)業(yè)行業(yè)的特殊性，傳感器不僅布控于室內(nèi)，還會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)需要布控于田間、野外，深入土壤或者水中，接受風(fēng)雨的洗禮和土壤水質(zhì)的腐蝕，對(duì)傳感器的精度、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性要求較高。

1、遠(yuǎn)程可拍照式蟲情測(cè)報(bào)燈
改變了測(cè)報(bào)工作的方式，簡(jiǎn)化了測(cè)報(bào)工作流程，保障了測(cè)報(bào)工作者的健康。

2、遠(yuǎn)程可拍照式孢子捕捉儀
專為收集隨空氣流動(dòng)、傳染的病害病原菌孢子及花粉塵粒而研制，主要用于檢測(cè)病害孢子存量及其擴(kuò)散動(dòng)態(tài)，為預(yù)測(cè)和預(yù)防病害流行、傳染提供可靠數(shù)據(jù)。收集各種花粉，以滿足應(yīng)用單位的研究需要。設(shè)備可固定在測(cè)報(bào)區(qū)域內(nèi)，定點(diǎn)收集特定區(qū)域孢子種類及數(shù)量通過(guò)在線分析并實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。

3、無(wú)線田間氣象站

特點(diǎn)：
①　可遠(yuǎn)程設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和發(fā)送時(shí)間間隔，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)操作；
②　帶攝像頭，可實(shí)時(shí)拍照并上傳至平臺(tái)，實(shí)時(shí)了解田間及作物情況；
③　太陽(yáng)能供電，可在野外長(zhǎng)期工作；
④　 可配置土壤水分、土壤溫度、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、降雨量、風(fēng)速風(fēng)向等17種氣象參數(shù)。

4、傳感器

根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)水份監(jiān)測(cè)的需求，研發(fā)出多種傳感器。

不銹鋼：有線連接氣象站或者溫室小管家，防水等級(jí)高，野外隨時(shí)測(cè)量；
片 狀：用于精細(xì)農(nóng)業(yè)，室內(nèi)外長(zhǎng)期測(cè)量，不會(huì)腐蝕；
條帶式：可測(cè)量切面3-10m的土壤水份，求平均值，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；
管 式：可一次性測(cè)量四層土壤水份