РезюмеИнтелигентизацията на съвременното земеделие зависи главно от системата за експлоатация и поддръжка. Интелигентизацията на системата за експлоатация и поддръжка е пряко свързана с цялостната ефективност на оранжерийната дейност и представлява модернизацията на земеделието, което има стойност за популяризиране и задълбочено развитие. Тази статия представя приложението на интелигентна система за експлоатация и поддръжка в земеделска база в Кингдао, анализира ефекта от прилагането ѝ и оценява стойността на популяризирането на системата, за да предостави справочна информация за съответните практикуващи и да разшири по-нататъшното задълбочено проучване на свързаните системи, като по този начин подобри техническото и интелигентно ниво на земеделието.

Ключови думиИнтелигентна система за експлоатация и поддръжка; Строително-монтажни съоръжения; Приложение

С бързото развитие на Китай, традиционните методи за селскостопанско производство не са в състояние да отговорят на изискванията на обществото за качество и количество селскостопански продукти. Съвременното земеделие, характеризиращо се с високи добиви, ефективност и превъзходно качество, се разви бързо през последните години, представяйки огромен пазарен потенциал. Въпреки това, в сравнение с развитите селскостопански страни или региони по света, нивото на технологиите за земеделие в Китай все още изостава значително, особено в прилагането на интелигентни системи за експлоатация и поддръжка, базирани на Интернет на нещата в селското стопанство, като например селскостопански сензори и машинни облачни мозъци, където дигитализацията се нуждае от спешно подобрение.

1. Интелигентна система за експлоатация и поддръжка за селското стопанство

1.1 Дефиниция на системата

Интелигентната система за експлоатация и поддръжка в селското стопанство е нововъзникваща системна технология, която дълбоко интегрира IoT технологиите, интелигентните технологии за управление и различни селскостопански процеси, като засаждане, съхранение, обработка, транспорт, проследяване и потребление. Чрез интеграцията на „система + хардуер“, интелигентната система за експлоатация и поддръжка в селското стопанство използва ключовите технологии на Интернет на нещата, като сензорни технологии, технологии за предаване, технологии за обработка и общи технологии, за да реши цялостно мултиинтерактивни проблеми, като например идентификация на селскостопански индивиди, ситуационна осведоменост, работа в мрежа с хетерогенно оборудване, обработка на хетерогенни данни от множество източници, откриване на знания и подкрепа на решения.

1.2 Технически маршрут

Обикновено структурата на системата за управление на селското стопанство се състои главно от възприятие, мрежа и платформа. На тази основа предприятията могат да разширяват още логически слоеве според видовете селскостопански продукти и бизнес нуждите. Архитектурата на интелигентната система за експлоатация и поддръжка на селското стопанство е показана на Фигура 1.

За да се отговорят на нуждите на интелигентната експлоатация и поддръжка на селскостопанските съоръжения, сензори като сензор за температура и влажност, сензор за въглероден диоксид, сензор за осветление, сензор за ток, сензор за воден поток, сензор за поток на въглероден диоксид, сензор за поток на природен газ, сензор за тегло, сензор за електропроводимост и pH сензор могат да бъдат персонализирани, а предприятията с голямо търсене могат да изследват и разработват сензори и да преминат през основния протокол за предаване на данни, за да осигурят стабилно предаване и заснемане на данни.

1.3 Значение за развитието

Интелигентната система за експлоатация и поддръжка използва интелигентна сензорна технология, технология за предаване на информация и интелигентна технология за обработка чрез селскостопанския Интернет на нещата, за да осъществява наблюдение в реално време и дистанционно управление на всички звена в селскостопанските дейности, да насърчава интелигентната информатизация на селскостопанското производство, управлението и стратегическите решения, както и да реализира висока ефективност, интензификация, мащаб и стандартизация на селскостопанското производство. И накрая, ще се осъществи вертикална връзка на всички звена в производството на култури и хоризонтална връзка на всички звена в цялата верига на селскостопанската индустрия. Създаване на кръгова икономика с технология за засаждане, платформа за селскостопански мозък, безопасност на селскостопанските храни, платформа за търговия със селскостопански продукти, нова финансова система за веригата за доставки на селскостопански продукти, характерен селскостопански туризъм и допълващо засаждане и отглеждане (Фигура 2).

 

2.Информационен мониторинг на интеграцията на вода и торове

2.1 Принцип на системата

Системата осъществява отрицателна обратна връзка към системата за вода и торове, като открива водното съдържание, електропроводимостта, pH и други стойности на матрицата от кокосови трици, което играе важна роля за точното насочване на напояването. В зависимост от характеристиките на различните условия на засаждане, чрез анализ и изследване на характеристиките и структурата на матрицата, се разработва емпиричен модел за напояване с определено време, модел за напояване с горна и долна граница на настройката на водния баланс на матрицата; интегрираната система за събиране на информация за вода и торове може да контролира модела за напояване, като оптимизацията и итерацията могат да се извършват непрекъснато в процеса на производство, експлоатация и поддръжка.

2.2 Състав на системата

Системата се състои от устройство за събиране на входа на течността, устройство за събиране на връщащата се течност, устройство за наблюдение на субстрата в реално време и комуникационен компонент, като устройството за събиране на входа на течността се състои от pH сензор, EC сензор, водна помпа, разходомер и други части; а устройството за събиране на връщащата се течност се състои от сензор за налягане, pH сензор, EC сензор и други части; Устройството за наблюдение на субстрата в реално време се състои от тава за събиране на връщащата се течност, филтърна решетка за връщащата се течност, сензор за налягане, pH сензор, EC сензор, сензор за температура и влажност и други части. Комуникационният модул включва два LoRa модула, единият в централната контролна зала, а другият в оранжерията (Фигура 3). Съществува кабелна връзка между компютъра и комуникационния компонент, разположен в централната контролна зала, безжична връзка между комуникационния компонент, разположен в централната контролна зала, и комуникационния компонент, разположен в оранжерията, и кабелна връзка между комуникационния компонент в оранжерията и релето, компонента за откриване на субстрата и компонента за откриване на връщащата се течност (Фигура 4).

2.3 Ефекти от приложението

Ефектът от напояването с вода и напоителна система с торове, получена от тази система за мониторинг, е сравнен с този на напоителната система, предоставена само от доставчици. В сравнение с последната, средното напояване на доматено растение с тази система за мониторинг е намалено с 8,7% на ден, обемът на връщащата се течност е намален с 18%, а стойността на електропроводимостта на връщащата се течност е практически същата, което показва, че културите използват повече хранителен разтвор, когато тази система за мониторинг се използва за напояване, съгласно закона за абсорбция на хранителния разтвор от културите. Използването на тази интелигентна напоителна система може да намали количеството на напояването с 29% и връщането на течността средно с 53% в сравнение с емпиричното напояване с фиксирано време (Фигура 5 ~ 6).

 

3. Система за контрол на околната среда, базирана на IoT

Изправена пред необходимостта от точен контрол на мащабни динамични спектрални възли в заводите, технологията Fusion Internet of Things (Интернет на нещата) е въведена, за да реши проблемите с мащабното и хетерогенно събиране на данни от възли и точния контрол на светлинната среда на завода. Интелигентната система за управление на осветлението в завода използва интелигентни LED осветителни тела като носител и използва WF-IOT технология за сливане на големи данни от Интернет на нещата, за да изгради мащабна децентрализирана терминална мрежа, поддържаща събиране, предаване и управление на данни. Системата може да бъде свободно групирана според производствените изисквания, а интензитетът на светлината на осветителните тела на завода може да се регулира непрекъснато в реално време според различните условия на осветление и нуждите на растежа на растенията, така че да се реализира точен контрол на интензитета и количеството на допълнителната светлина (Фигура 7). Чрез периферната мрежа може да се осъществи динамично събиране и предаване на сензорни данни, като например околна среда и осветление, и същевременно може да се осъществи онлайн наблюдение на потреблението на енергия и консумацията на енергия на допълнителната светлина във всяка зона на растеж може да се следи в реално време.

Системата осъществява фино управление на растенията чрез събиране на данни от вътрешния и външния контрол на оранжерията и завършва разработването на продукта „модел за управление на растенията“. Чрез сензорите за ток, CO2, природен газ и вода се осъществява събирането на данни за мониторинг на „енергийната система“. С помощта на технология за роботизирано зрение, чрез данни за цвета на плодовете, броя на плодовете, размера на стъблата на плодовете, листата, стъблата и т.н., целият процес на данни за растежа на културите се наблюдава и разпознава (Фигура 8).

4.Промоционална стойност

Интелигентна система за експлоатация и поддръжка на селското стопанство, използваща предимствата на индустриалната интернет платформа, една инвестиция, многократно използване на услугата, използвайки концепцията за споделяне на индустриален интернет, насърчава изграждането на Интернет на нещата в селското стопанство на ниска цена и висока ефективност и подобрява интелигентното и зелено ниво на селското стопанство. Вземайки за пример проект, прилагащ системата в град Лайси, Кингдао, цялостният коефициент на използване на торове може да достигне над 90%, което е три пъти повече от традиционното обработване на почвата. В целия процес няма изхвърляне на производствени отпадъчни води, което спестява 95% вода в сравнение с обработването на полето и намалява замърсяването на почвата с торове. Чрез откриване на CO2 в оранжерия от тази система, факторите на околната среда като температура и осветление вътре и извън оранжерията се анализират цялостно и доставката на CO2 се регулира в реално време, което не само отговаря на нуждите на растенията, но и избягва разхищения, ефективно засилва фотосинтезата на културите, ускорява натрупването на въглехидрати, увеличава добива на единица площ и подобрява качеството на зеленчуците. Цялата система за управление на експлоатацията и поддръжката е реализирала автоматична работа на съоръженията за контрол на околната среда в оранжериите, автоматична и точна работа на оборудване за всякакви метеорологични условия, намалила е разходите за енергия с 10% и разходите за ръчна работа с 60%. Същевременно може да предприеме защитни действия, като например затваряне на прозореца още от първия път срещу неблагоприятни метеорологични условия, като силен вятър, дъжд и сняг, като ефективно предотвратява загубата на самата оранжерия и реколтата в нея при внезапно лошо време.

5.Заключение

Съвременното развитие на селското стопанство, базирано на съоръжения, не може да бъде отделено от предимствата на интелигентната система за управление на селското стопанство. Само съответната система за управление, притежаваща по-силно възприятие, анализ и способност за вземане на решения, може да продължи напред по пътя на модернизацията. Интелигентната система за управление на селското стопанство значително намалява недостатъците на изкуственото управление и насърчава интелигентната информатизация на селскостопанското производство, управлението и стратегическите решения. С увеличаването на входящите данни и непрекъснатото обогатяване на сценариите за използване на системата, нейният модел на данни трябва постоянно да се актуализира и итерира въз основа на повече данни, за да стане по-интелигентен и всеобхватно да подобри интелигентното ниво на съвременното селско стопанство.

КРАЙ

[информация за цитиране]

Оригинален автор Ша Бифенг, Джан Джън и др. Оранжерийно градинарство Технология на селскостопанската техника 19 април 2024 г. 10:47 Пекин