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我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植過程中，一方面“看天吃飯”的種植模式，未能實時預(yù)警異常環(huán)境信息和開展科學(xué)管理，造成產(chǎn)量極不穩(wěn)定；另一方面，不合理的灌溉、施肥方式，造成水肥利用率低，帶來成本高、收益低、環(huán)境污染等一系列問題。作物生產(chǎn)信息感知與節(jié)水減施增效關(guān)鍵技術(shù)是解決上述問題的有效途徑。 （一）主要用途： 1、精準(zhǔn)采集種植環(huán)境信息：通過一體化農(nóng)情采集設(shè)備和科學(xué)布設(shè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實時采集大田“四情”信息，為農(nóng)業(yè)科學(xué)管理和大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供精確數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 2、水肥一體遠程節(jié)水灌溉：該技術(shù)支持均勻、定時、定量浸潤作物根系生長區(qū)，應(yīng)用智能水肥機和節(jié)水滴灌系統(tǒng)，通過無線灌溉控制器和APP進行遠程灌溉管理，短時間內(nèi)即可完成萬畝農(nóng)田/果園灌溉，達到節(jié)水節(jié)肥、降低勞動強度、提質(zhì)增效目的。 （二）主要功能： 1、氣象監(jiān)測：實時監(jiān)測農(nóng)田空氣溫度、濕度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、CO2濃度等信息，獲取精準(zhǔn)局部氣象信息，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)單點多參數(shù)監(jiān)控需求，有利于農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)管理。 2、土壤監(jiān)測：實時監(jiān)測土壤水分、溫度等，三層深度監(jiān)測（支持定制），通過云平臺智能分析土壤狀況，為智能灌溉、土壤條件調(diào)整提供精準(zhǔn)依據(jù)。 3、蟲情監(jiān)測：通過高清攝像機，定時采集種植現(xiàn)場圖像，自動上傳到遠端的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)平臺，監(jiān)測病蟲害信息。 4、苗情監(jiān)測：定時采集作物、植物生長發(fā)育狀態(tài)和各類生物在自然狀態(tài)下的動態(tài)、病蟲害活動的圖片。 5、災(zāi)情監(jiān)測：由高清紅外攝像系統(tǒng)、傳輸、控制、顯示、存儲五大部分組成，用戶通過視頻系統(tǒng)可以清晰直觀的實時遠程查看植物區(qū)作物和生長及病蟲害情況。 6、智能灌溉：水肥融合后通過管道和滴頭形成滴管，均勻、定時、定量浸潤作物根系生長區(qū)。根據(jù)不同農(nóng)作物的需肥特點、土壤環(huán)境、養(yǎng)分含量狀況，以及農(nóng)作物不同生長期需水、需肥規(guī)律情況，進行智能灌溉。 7、自動報警：當(dāng)溫濕度、氣象等數(shù)據(jù)異常時，自動推送報警信息。 8、遠程操控：支持全天24小時連續(xù)在線監(jiān)測，可通過App查看以及進行設(shè)備操控。 9、無線通信、太陽能供電：支持LORA和GPRS無線通信，太陽能供電。 （三）適用范圍： 該技術(shù)可應(yīng)用于荔枝、龍眼、柑橘、花卉、火龍果、蔬菜等經(jīng)濟作物種植監(jiān)測，以及農(nóng)田灌溉、果園灌溉、溫室栽培、園林綠化等所有節(jié)水灌溉和種植監(jiān)測領(lǐng)域。目前，已成功應(yīng)用在全國145個農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)和專業(yè)合作社，包括新會陳皮村、柑人匯合作社、西荔王果蔬專業(yè)合作社、梅州“客家農(nóng)夫”產(chǎn)業(yè)基地、佛山康喜萊蔬菜專業(yè)合作社、連正農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、利泰農(nóng)業(yè)公司、廣東藍?？萍嫁r(nóng)業(yè)、梅州鴻源生態(tài)農(nóng)業(yè)、華農(nóng)互聯(lián)農(nóng)業(yè)、田田綠新農(nóng)業(yè)、內(nèi)蒙古通遼市東升村等種植園區(qū)和種植農(nóng)戶提供智慧種植服務(wù)，累計帶動2000多農(nóng)戶，近三年覆蓋面積達3.7萬畝。

（一）技術(shù)要點 ①本技術(shù)通過有線/無線傳感器等感知設(shè)備，與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，實現(xiàn)溫室大棚、農(nóng)田、果園環(huán)境的溫度、濕度、光照、土壤水分等數(shù)據(jù)采集、融合與處理，并通過操作終端，實現(xiàn)智能化識別和管理。 ②溫室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)控信息采集，包括室內(nèi)外氣溫、光照、二氧化碳、土壤水分等，可根據(jù)需求調(diào)整信息采集傳感器類型。 ③實現(xiàn)所有田塊、地塊土壤墑情監(jiān)測，為水肥一體化自動控制系統(tǒng)提供參考依據(jù)。 ④提供三種監(jiān)測方式供選擇：自動監(jiān)測、定期監(jiān)測和立即監(jiān)測。其中，自動監(jiān)測可設(shè)定自動監(jiān)測時間；定期監(jiān)測可設(shè)定監(jiān)測站每天監(jiān)測土壤水分次數(shù)，以及每次監(jiān)測的時間；立即監(jiān)測通過墑情監(jiān)測站接受用戶指令，立即執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣，方便用戶在特殊情況下，即時獲取數(shù)據(jù)資料。 ⑤本技術(shù)采用無線通信與有線通信相結(jié)合的方式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)集中采集、分析、遠程發(fā)布和信息自動推送（可通過短信、Email等方式）。 （二）比較優(yōu)勢 ①綜合應(yīng)用多傳感器多通道數(shù)據(jù)采集、GPS定位、信息融合、嵌入式等技術(shù)，研發(fā)適于華南地區(qū)種植業(yè)的農(nóng)情信息快速獲取關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，實時采集田間土壤成分/養(yǎng)分信息、土壤特征信息、作物生長小氣候信息、視頻與圖像信息、和地理空間定位信息等，實現(xiàn)農(nóng)情信息的一體化快速獲取，為智能環(huán)境調(diào)控設(shè)備的自動化控制提供可靠依據(jù)。 ②通過構(gòu)件化的SOA 架構(gòu)實現(xiàn)面向服務(wù)的領(lǐng)域構(gòu)建庫平臺，將一個大的應(yīng)用系統(tǒng)分解為成千上百個小的業(yè)務(wù)流程，每個業(yè)務(wù)流程可以用構(gòu)件組合而成。當(dāng)業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化時，通過構(gòu)件的重新組成，方便、快速地改變業(yè)務(wù)流程或?qū)崿F(xiàn)新的業(yè)務(wù)需求，從而實現(xiàn)支撐服務(wù)平臺的可擴展性和可配置性。

近些年，該技術(shù)裝備在新會陳皮村、柑人匯合作社、西荔王果蔬專業(yè)合作社、梅州“客家農(nóng)夫”產(chǎn)業(yè)基地、佛山康喜萊蔬菜專業(yè)合作社等100多個基地得到廣泛應(yīng)用，證明產(chǎn)品實際使用情況良好，運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)長時間監(jiān)測及智能灌溉、促進增產(chǎn)增收、節(jié)水節(jié)肥等預(yù)期效果。

（一）水肥一體灌溉設(shè)備（系統(tǒng)）: 1、CPU: SIEMENS ?SIMATIC S7-200 SMART CPU SR60； 2、A/D: SIMATIC S7-200 SMART EM AE08； 3、人機界面: 10'觸摸屏，圖型化中文操作界面； 4、標(biāo)配4通道肥罐輸入（可定制擴展,最大支持8通道肥罐輸入）； 5、標(biāo)配12通道前端灌溉電閥控制輸出(可定制擴展,最大支持32通道前端灌溉電閥控制輸出)； 6、每個施肥通道工作容量：在3.0bar的壓力下實現(xiàn)30-300 升/小時的肥料溶液或酸液處理; 7、用戶灌溉施肥程序定義：16組； 8、EC測量：支持； 9、pH測量：支持； 10、流量測量：支持； 11、遠程計算機桌面控制：支持； 12、手機控制：支持。 ? （二）土壤墑情監(jiān)測設(shè)備（系統(tǒng)）: 1、通信：LORA無線通信，LORA調(diào)制，最遠可達2Km；蜂窩網(wǎng)絡(luò)（可選），GPRS / 4G； 2、測量范圍：濕度0～60%，溫度-50-100℃； 3、分辨率：溫度0.1%，濕度0.1℃； 4、供電方式：DC 12V 、DC 24V； 5、電流 ＜25mA； 6、響應(yīng)時間 ＜10秒； 7、測量穩(wěn)定時間 5秒； 8、工作溫度-5℃～55℃； 9、其他特征：采用優(yōu)質(zhì)塑料管，可防老化，更耐土壤中酸堿鹽的腐蝕;用環(huán)氧樹脂做為密封材料，可長期浸泡水中而不會發(fā)生滲漏;測量精度高，性能可靠，受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質(zhì);采用抗沖擊包裝，運輸存儲更安全；具有電源線、地線、信號線多向防誤接保護。 ? （三）農(nóng)情信息采集設(shè)備（系統(tǒng)）： 1、空氣溫度：測量范圍-50~100℃；分辨率：0.1℃； 2、空氣濕度：測量范圍0~100%RH；分辨率：0.1%RH； 3、大氣壓：測量范圍 10~1100hpa；分辨率：0.1hpa； 4、風(fēng)速：測量范圍0~70m/s；分辨率：0.1m/s； 5、風(fēng)向：測量范圍0~360°；分辨率：1°； 6、日累計雨量：測量范圍0~999mm；分辨率：0.1mm； 7、通信：LORA無線通信，LORA調(diào)制，最遠可達2Km； 8、工作環(huán)境：溫度-20℃～60℃；濕度：0~95%RH（無凝結(jié)）； 9、電源參數(shù)：供電電壓12V； 10、供電方式：太陽能+鋰電池供電。

（一）技術(shù)成熟程度 該技術(shù)于2019年入選廣東省農(nóng)業(yè)主推技術(shù)，其中涉及技術(shù)均已獲得計算機軟件著作權(quán)登記證書，部分取得發(fā)明/實用新型/外觀涉及等專利證書，并得到廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、廣東省高新技術(shù)企業(yè)協(xié)會、廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣獎評審委員會、廣州市人民政府等的認(rèn)可和獎項授予。 經(jīng)反復(fù)研究測試，解決了市場上類似產(chǎn)品存在的主要問題：①發(fā)展農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測多源信息融合、海量信息管理、智能信息服務(wù)技術(shù)，可對實時獲取包括水產(chǎn)、溫室、土壤等各類農(nóng)情信息進行優(yōu)化處理，保障不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境調(diào)控設(shè)備聯(lián)動控制的穩(wěn)定性和可靠性； ②集成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，保持實時在線互聯(lián)，充分保證數(shù)據(jù)集中采集和遠程上報的安全性，同時滿足系統(tǒng)全局性與整體性要求，能夠根據(jù)未來進行功能擴充，保持可持續(xù)性； ③構(gòu)建可對所有采集的各種類型數(shù)據(jù)進行全面分析感知的監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)中可實現(xiàn)對整個區(qū)域的智能化所有物的故障排查、配置和管理機制，同時還可對本區(qū)域所有異常情況發(fā)出警告，保證整個監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠及實時維護性。 采用優(yōu)質(zhì)材料，保障技術(shù)穩(wěn)定性。本技術(shù)采用優(yōu)質(zhì)塑料管，可防老化，更耐土壤中酸堿鹽的腐蝕;密封材料為環(huán)氧樹脂，可長期浸泡水中而不會發(fā)生滲漏;測量精度高，性能可靠，受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質(zhì);采用抗沖擊包裝，運輸存儲更安全；具有電源線、地線、信號線多向防誤接保護。 （二）產(chǎn)品市場接受度 1、優(yōu)勢顯著，應(yīng)用前景廣闊 本技術(shù)具有節(jié)水節(jié)肥、降低勞動強度、提高種植產(chǎn)出效益、緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境污染、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等眾多優(yōu)勢。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示：使用該技術(shù)，每畝地每年節(jié)省用水60-70%，節(jié)省勞動力投入300 元以上，節(jié)省肥料、農(nóng)藥投入700 元以上，增效30%以上。2018年推廣0.6萬畝，共節(jié)本增效348萬元。在我國應(yīng)對農(nóng)業(yè)勞動力老化、發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過程中，應(yīng)用前景廣闊。 2、產(chǎn)品實用性強，市場化程度高 近三年累計推廣規(guī)模3.7萬畝，累計帶動農(nóng)戶2000戶，平均增產(chǎn)60公斤每畝。目前推廣應(yīng)用單位包括西荔王果蔬專業(yè)合作社、梅州三圳九嶺“客家農(nóng)夫”產(chǎn)業(yè)基地、佛山康喜萊蔬菜專業(yè)合作社、連州市現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)示范基地等145個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地。 （三）市場競爭力 本技術(shù)具有功耗低，方便安裝、操作及維護簡單等特點，且獲得廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、廣東省高新技術(shù)企業(yè)協(xié)會、廣州市人民政府等的支持和認(rèn)可，推廣應(yīng)用廣泛，具有較強的市場競爭力。同時通過成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用，掌握了先進的作物生產(chǎn)信息感知與節(jié)水減施增效關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制控制方法，建立了先進可行的示范推廣工作模式，積累了豐富的推廣經(jīng)驗和技術(shù)基礎(chǔ)，在產(chǎn)品質(zhì)量和市場推廣上都具備競爭優(yōu)勢。