2024年度農業主推技術——設施農業物聯網關鍵技術及遠程智能控制系統技術

　　【農機網 科技創新】

        一、技術概述
 

　　（一）技術基本情況
 

　　內蒙古處在北方高寒地區，蔬菜的生產離不開設施農業，但許多溫室大棚仍采用傳統的耕作方式使設施蔬菜種植品種與生長周期受到限制，光照，溫度的粗放管理影響作物的產量和品質，急需要引入先進、經濟的現代控制手段。
 

　　當前，無論是能源的需求和供給矛盾，還是國家相關政策的扶持力度，都為物聯網產品的發展提供了一個良好的契機。雖然我國農業物聯網建設還處于起步階段，但在農業和農村信息化領域已經有了初步應用，如智能化培育控制、農產品質量安全、遠程監測和遙感系統等。物聯網技術將傳感器技術、網絡傳輸技術、智能控制技術、互聯網技術、新型智能算法等軟硬件技術結合，應用于農業生產，將農業設施和設備實現互聯接入，通過專業的物聯網平臺準確收集作物及環境的各種數據，通過使用基于物聯網技術的檢測、控制技術完成對農業產品的實時監控，采集多種作物與環境參數，如土壤溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等，經智能算法分析這些實時數據，建立基于數據的科學智能管理，控制設備自動實現澆水、通風、補光、增加二氧化碳濃度等的自動控制。同時，農業物聯網技術的應用，可實現農業設備的遠程控制，生產經營者可通過APP操控卷簾機、電熱風機、補光燈、電磁閥、二氧化碳閥門、自動放風開關等，極大的提高了農產品生產各個階段的工作效率。例如，在種植和培育階段，應用物聯網技術分析實時的土壤情況，選擇合適的農作物；在農產品的收獲階段，應用物聯網技術實現經濟、高效的信息采集，在種植收獲階段進行更精準的測算，從而提高農業生產效率、農產品質量。并且，引入遠程視頻監控，真正實現無人值守。
 

　　（二）技術示范推廣情況
 

　　1.已完成單點控制器的研發，并在杭錦旗錫尼鎮兩個試點大棚區安裝測試。包括控制半徑2.5公里遠程智能控制系統，以及控制半徑5公里遠程智能控制系統，現已投入試運行并推廣應用。
 

　　2.已基本完成單接入點的網絡系統軟硬件研發，并將投入測試；調整完善系統，并建立了2個樣板推廣試點。
 

　　（三）提質增效情況
 

　　1.經濟效益
 

　　可實現農業生產管理的精準化、遠程化和自動化及農產品智能儲運等技術的應用，有利于提高農業生產效率、降低循環流轉成本、節約資源投入成本。項目區總投資收益率可達80%，凈利潤率50%，項目區農業生產具有較強的盈利能力和抗風險能力。
 

　　(1)通過農業物聯網精細化的種植培育方式和科學的監控管理模式，可提高農產品的產量。
 

　　(2)降低農業生產各個環節的投入成本。由于采用最新的電子技術，提供遠程手機監控，使用方便，可靠，幫助設施農業生產經營者極大的降低了人工成本，有效的減少了農業生產資料的投入。
 

　　(3)通過農業物聯網平臺中的智能監控預警系統，能夠及時有效的預防、治理農業災害的發生，為農產品的豐收保駕護航，實現增產增收。
 

　　(4)農業物聯網平臺的建立，可帶動當地周邊產業的發展，通過合作為當地經濟發展，為基礎設施的建立做出巨大貢獻。
 

　　2.社會效益
 

　　(1)有效的整合了農業生產的信息資源，加快了農業信息化進程，加強了對信息資源的研究、開發和利用，從而可以隨時掌握全市農業生產的實時動態，并可以有效的應對農業生產中出現的各種問題，提高反應速度，提出和實施相應措施，對保證各項農業生產的穩定發揮積極作用。
 

　　(2)通過農業物聯網平臺的使用，帶動更多的農業生產者增產增收，從中切實感受到農業物聯網應用帶來的便捷和實惠，進一步推動我市農業生產的數字化、信息化、智能化進程。
 

　　(3)帶動農業物聯網技術相關設備和軟件產業的發展等。
 

　　(4)提供就業崗位。項目的實施能夠為社會直接提供30個就業崗位，并通過上下游產業間接創造更多的就業崗位，能夠為當地農業產業發展、帶動社會就業、發展經濟發揮積極的促進作用，具有良好的社會效益。
 

　　(5)引進相關專業人才。項目的實施將與中國農業大學、中科院、北京科技大學、西安交通大學、內蒙古大學、內蒙古科技大學、內蒙古工業大學等高等院所建立長期穩定的人才培養計劃，購置、引進國際國內先進設備的同時，不斷加強同高校及科研院所的合作，引進業內高水平人才，建立創新研發團隊。
 

　　3.生態效益
 

　　通過信息化管理農業生產，建立了生長數據的追溯系統，為用戶提供放心的蔬菜、果品，從而進一步完善食品安全保障體系；科學有效的利用農業資源，做到節水、節肥，有利于農業生態環境，真正實現農業“環境可測量、生產可控、質量可追溯性”的目標，確保農產品質量安全，引領現代農業發展。
 

　　二、技術要點
 

　　示范推廣設施農業物聯網關鍵技術及遠程智能控制系統技術，可以加快鄂爾多斯市信息化農業生產的建設步伐，推動鄂爾多斯市農業物聯網技術向低成本、可靠性、節能型、智能化和環境友好型這五大方向發展，真正做到建立健全農業物聯網配套設施，實施信息化農業管理模式，從而加快農業物聯網平臺的高效快速發展。
 

　　（一）安裝獨立的控制系統
 

　　建設以村莊為單位的溫室大棚監控，每個溫室大棚安裝一套獨立的控制系統，將獨立的控制系統用RS-485總線接到一個無線節點，全村的大棚僅用一個無線接入點就可實現分戶的單獨控制，節省資源，降低成本。
 

　　（二）采集農業生產數據
 

　　農業生產數據的采集是由現場的傳感設備經485總線通信方式傳輸到下位機，以STM32為主控芯片作為最小系統模塊終端，負責傳感器數據量采集，采集到的值可以由OLED模塊實時顯示，顯示的數據量包括二氧化碳濃度、空氣溫濕度、土壤溫濕度以及光照強度。
 

　　（三）農業生產遠程監控
 

　　農業生產數據通過Wi-Fi通訊模塊以EDP網絡協議發送至云平臺，經過云平臺的數據解析后，用戶可以在客戶端(包括PC機的網頁和手機APP)查看溫室現場的實時數據。使用高清網絡直播攝像頭，將其地址鏈接到云平臺，實現溫室大棚的畫面監控。
 

　　（四）農業設備遠程控制
 

　　農業生產經營者可通過手機客戶端的控制按鈕，下發生產指令遠程操控農業設備，經云平臺數據解析后，通過Wi-Fi控制溫室大棚里的設備，如卷簾機、電熱風機、補光燈、電磁閥、二氧化碳閥門、自動放風開關等。
 

　　（五）單個節點覆蓋范圍
 

　　一個無線接入點可覆蓋半徑為2.5公里的區域。
 

　　三、重點實施區域
 

　　在杭錦旗錫尼鎮，鄂托克前旗城川鎮、達拉特旗樹林召鎮和準格爾旗十二連城鄉建設4個核心項目區，每個核心項目區推廣應用設施農業物聯網關鍵技術及遠程智能控制系統技術30畝，建立示范區面積300畝，輻射帶動推廣應用5000畝。
 

　　四、預期成效
 

　　項目實施后，可實現設施農業生產管理的精準化、遠程化和自動化及農產品智能儲運等技術的應用，有利于提高農業生產效率、降低循環流轉成本、節約資源投入，降低農業生產各個環節的生產成本，有效的減少了農業生產資料的投入，提高農戶的種植效益，總投資收益率可達80%，凈利潤率50%。
 

　　通過農業物聯網平臺中的智能監控預警系統，能夠及時有效的預防、治理農業災害的發生，為農產品的豐收保駕護航，增加農戶開展種植生產的盈利能力和抗風險能力，實現增產增收，真正實現農業“環境可測量、生產可控、質量可追溯性”的目標，確保農產品質量安全，引領現代農業發展。
 

　　五、注意事項
 

　　1.部分設施農業物聯網有關技術性產品不成熟、感應器產品性能差且成本相對高，選購時要特別注意挑選。
 

　　2.大力開展農業物聯網示范工作，通過試驗示范正確引導農民正確應用，進而推動農業物聯網的廣泛運用。
 

　　3.通過開展農村科技遠程教育普及設施農業物聯網關鍵技術和遠程智能控制系統技術，使農民改變陳舊的種植管理觀念，快速接納農業物聯網這一新鮮事物。