“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)應(yīng)用案例”:智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)推動(dòng)河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

一、案例申請(qǐng)背景

近年來，溫室種植在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的比重越來越大，相對(duì)而言，溫室的控制系統(tǒng)也在隨著科技的進(jìn)步而發(fā)展和完善。河北省的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是目前應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的比較先進(jìn)的技術(shù)，為了進(jìn)一步實(shí)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程，所有有針對(duì)性的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案都被采用。

2015年12月，河北省正式獲得市標(biāo)準(zhǔn)委批準(zhǔn)，創(chuàng)建河北首個(gè)國家農(nóng)業(yè)綜合標(biāo)準(zhǔn)化示范城市，建設(shè)期限為三年。同期河北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)項(xiàng)目建設(shè)期為五年。河北要加快農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，首先要加強(qiáng)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

河北省農(nóng)業(yè)局，依托合肥鴻昇科技有限公司，以互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)基地信息服務(wù)為主體的智能化綜合農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)。也是河北省唯一實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、農(nóng)業(yè)資源管理數(shù)字化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理精準(zhǔn)化、農(nóng)業(yè)裝備智能化的智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)。

二、案例實(shí)施步驟

(一)建設(shè)背景

物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用將面臨分布在廣闊區(qū)域的信息獲取、高效可靠的信息傳輸和互聯(lián)互通、針對(duì)不同應(yīng)用需求和不同應(yīng)用環(huán)境的智能決策系統(tǒng)集成等一系列科技問題。它不僅需要電子、信息、通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)的突破，需要成本低、使用可靠、可用性好的軟硬件產(chǎn)品和服務(wù)的支撐，還需要農(nóng)業(yè)信息工程科學(xué)家的合作研究、面向農(nóng)業(yè)應(yīng)用需求的技術(shù)集成和運(yùn)營服務(wù)模式創(chuàng)新的保障。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新將打破學(xué)科和部門的界限，促進(jìn)不同學(xué)科的交叉融合，衍生出新的交叉學(xué)科，大力推動(dòng)以需求和應(yīng)用為導(dǎo)向的協(xié)同研究模式，為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變創(chuàng)造新的機(jī)遇。

通過該項(xiàng)目的建設(shè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、農(nóng)業(yè)資源管理數(shù)字化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程精準(zhǔn)化管理和農(nóng)業(yè)裝備智能化，使我市成為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程的典范，為創(chuàng)建自治區(qū)級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)提供有力支撐。

(二)建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)要求，推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化，建設(shè)河北省農(nóng)業(yè)智能生產(chǎn)示范基地是本次平臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)。該平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)施農(nóng)業(yè)各要素的數(shù)字化設(shè)計(jì)和智能控制，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、集約化和自動(dòng)化水平。利用云計(jì)算技術(shù)，采集農(nóng)業(yè)種植環(huán)境信息，搭建土壤墑情、苗情、災(zāi)情、蟲情、氣象、植物體生長等監(jiān)測(cè)平臺(tái)，建立農(nóng)業(yè)專家咨詢數(shù)據(jù)庫，形成智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

1、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)基地。

(1)溫室信息采集系統(tǒng)(地面環(huán)境和土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng))

在蔬菜基地選擇兩個(gè)簡易大棚作為參考監(jiān)測(cè)對(duì)象，在每個(gè)大棚內(nèi)安裝1套無線監(jiān)測(cè)傳感器，在每個(gè)地塊配置1個(gè)信息傳輸節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)的空氣溫濕度、光照、土壤溫度、土壤水分、二氧化碳濃度，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程軟件平臺(tái)。如果數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息(短信通知管理員或網(wǎng)頁預(yù)警)，提醒相關(guān)管理人員采取干預(yù)措施，避免影響作物生長，保障作物。

(2)室外環(huán)境信息采集傳輸系統(tǒng)(小型農(nóng)業(yè)氣象站)

根據(jù)項(xiàng)目要求，在蔬菜、玉米和棉花三個(gè)大田種植基地各安裝一套無線農(nóng)業(yè)氣象綜合監(jiān)測(cè)站。無線氣象站將主要采集種植區(qū)域的農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn):氣溫、空氣相對(duì)濕度、土壤溫度、土壤水分、光合有效輻射、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量，氣象水分綜合站將定期將監(jiān)測(cè)到的氣象數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)(GPRS或3G)發(fā)送到監(jiān)測(cè)平臺(tái)或管理者手機(jī)上，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有效形成氣象災(zāi)害預(yù)警，以便相關(guān)部門及時(shí)采取措施，減少損失。

(3)植物生理數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

根據(jù)項(xiàng)目要求，選擇一種具有廣泛代表性的作物作為參考監(jiān)測(cè)對(duì)象，對(duì)其生理指標(biāo)進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，主要包括作物莖稈的細(xì)微變化、果實(shí)膨大、葉綠素含量、含氮量、葉面溫度和葉面濕度。通過監(jiān)測(cè)植物的生理指標(biāo)，管理者可以更直接、更準(zhǔn)確地了解作物生長的健康狀況和對(duì)水肥的需求。

(4)、智能蟲情預(yù)報(bào)燈

根據(jù)項(xiàng)目要求，在蔬菜、棉花、玉米三個(gè)大田種植監(jiān)測(cè)點(diǎn)各設(shè)置一套智能病蟲害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由前端害蟲監(jiān)控設(shè)備(太陽能智能害蟲監(jiān)控?zé)?和后臺(tái)遠(yuǎn)程信息處理平臺(tái)組成。利用害蟲的趨光性，誘捕并殺死害蟲，通過內(nèi)置的1800萬超高清攝像頭拍攝儲(chǔ)蟲盒中的昆蟲。照片通過4G網(wǎng)絡(luò)即時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程信息處理平臺(tái)，通過更先進(jìn)的圖像處理技術(shù)對(duì)照片進(jìn)行分析處理，使測(cè)報(bào)設(shè)備每天采集到的害蟲進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，形成數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，可以判斷某一地區(qū)某一作物某種害蟲的趨勢(shì)，并發(fā)出有效的預(yù)警。為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)提供了有力保障。

2.構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理云平臺(tái)。

(1)設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

可選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看、自動(dòng)、手動(dòng)、視頻監(jiān)控模式，第一時(shí)間掌握溫室內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2、光照強(qiáng)度、作物生長信息等室內(nèi)環(huán)境參數(shù)。SQ-WS鴻昇農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物生長情況，包括果實(shí)膨大指數(shù)曲線和莖稈生長細(xì)微變化的信息。

(2)智慧農(nóng)業(yè)綜合管理云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫

通過土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫、專家知識(shí)庫、病蟲害數(shù)據(jù)庫、植物本體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫、氣象水分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫等。，建立完善的政府管理云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)溫室設(shè)施的視頻監(jiān)控、多功能預(yù)警和遠(yuǎn)程智能控制，為政府監(jiān)管和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能決策提供技術(shù)支持。

(3)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)

為用戶提供農(nóng)事在線信息查詢功能，主要以農(nóng)事知識(shí)(農(nóng)藥、二十四節(jié)氣、農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證、農(nóng)作物品種、種植技巧、生產(chǎn)決策)為主，用戶可即時(shí)解惑。

(4)農(nóng)業(yè)四大條件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

建設(shè)“四情”(蟲情、苗情、土壤墑情、災(zāi)情)監(jiān)測(cè)管理，將水稻基地采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大田作物的苗情、土壤墑情、病蟲害、災(zāi)情及各生長階段的長勢(shì)和外貌的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為作物生產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)和救災(zāi)指導(dǎo)，為領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行糧食生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支持。

(5)農(nóng)業(yè)機(jī)械管理體系

認(rèn)真登記管理農(nóng)機(jī)設(shè)備的信息和日常維護(hù)，方便監(jiān)督維修。進(jìn)行有序的分類管理(名稱、功能、維護(hù)周期等。)對(duì)各基地的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)，做到定期保養(yǎng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，不耽誤農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

(6)養(yǎng)殖管理制度

農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)作為智能種植監(jiān)控系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，主要記錄各基地中未被自動(dòng)監(jiān)控的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，如作物播種信息、施肥信息、用藥信息、澆水信息(包括地塊信息、澆水方法、用水量)、除草、收獲等農(nóng)業(yè)管理信息，方便基地農(nóng)業(yè)事務(wù)的日常管理，為進(jìn)一步科學(xué)種植提供實(shí)用數(shù)據(jù)。

(7)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系

對(duì)各基地的種子、農(nóng)藥、化肥等日常生產(chǎn)資料進(jìn)行分類有序管理。在系統(tǒng)平臺(tái)中，苗木、化肥、農(nóng)藥、水源、土地等信息。進(jìn)行管理，全部錄入系統(tǒng)存檔，方便農(nóng)業(yè)投入品的日常使用登記管理和監(jiān)管。

(8)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)對(duì)接

與已建立的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系無縫對(duì)接。

(9)移動(dòng)終端APP

用戶可以通過手機(jī)終端隨時(shí)隨地查看基地的植物生長、環(huán)境氣象信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工人生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備。

河北省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案的實(shí)施，可以保證交付前的正確規(guī)劃以提高資源利用效率，交付中的精細(xì)管理以提高生產(chǎn)效率，交付后的高效流通、安全追溯等方面，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全。

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