一、農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測(cè)方案建設(shè)系統(tǒng)背景
在當(dāng)今時(shí)代,智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展迅猛,已然成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)。互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù),如同強(qiáng)勁的引擎,逐漸融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié),極大地提升了勞動(dòng)力、資本等各類生產(chǎn)要素資源的配置與利用效率。
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的智慧農(nóng)業(yè)體系,打造出集環(huán)境監(jiān)控與精準(zhǔn)調(diào)節(jié)為一體的先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。此系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄻拥霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境及對(duì)象展開(kāi)全面監(jiān)測(cè)監(jiān)管,運(yùn)用傳感設(shè)備精準(zhǔn)檢測(cè)環(huán)境物理參數(shù),對(duì)土壤、蟲(chóng)情、氣象、苗情等生產(chǎn)環(huán)境狀況實(shí)施實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控,確保其契合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。這些新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不僅顯著改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),使之更好地迎合市場(chǎng)需求,實(shí)現(xiàn)供給與需求的高效對(duì)接,還大力推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著精細(xì)化、高效化、現(xiàn)代化方向大步邁進(jìn)。
在此大背景下,卓正科技憑借自身在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的深厚積累,積極投身農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,致力于為農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田灌溉、智能監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)管理的全方位解決方案,助力農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)增效降本,推動(dòng)農(nóng)業(yè)的智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
二、農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測(cè)方案建設(shè)系統(tǒng)組成
(一)墑情監(jiān)測(cè)部分
- 傳感器設(shè)備:采用先進(jìn)的墑情傳感器,其具備極高的精度,能夠精準(zhǔn)測(cè)量土壤的體積含水量(VWC)。同時(shí),可依據(jù)用戶實(shí)際需求,靈活擴(kuò)展配置土壤溫度、土壤電導(dǎo)率、空氣溫濕度、太陽(yáng)輻射、二氧化碳等氣象傳感器。這些傳感器猶如敏銳的 “觸角”,深入土壤和周邊環(huán)境,實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
- 數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ):監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由自動(dòng)監(jiān)測(cè)站統(tǒng)一收集,并通過(guò)穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)。在數(shù)據(jù)平臺(tái)中,數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一、規(guī)范的格式進(jìn)行存儲(chǔ),方便后續(xù)的查詢與分析。并且,能夠以直觀的圖表格式呈現(xiàn)給用戶,讓用戶對(duì)墑情數(shù)據(jù)一目了然。
- 預(yù)警功能:平臺(tái)精心設(shè)置了圖形預(yù)警和災(zāi)情渲染模塊。依據(jù)不同的作物種類以及土壤類型,能夠設(shè)定個(gè)性化的預(yù)警閾值。一旦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)低于所設(shè)定的預(yù)警閾值,平臺(tái)會(huì)迅速向用戶發(fā)送預(yù)警信息,提醒用戶及時(shí)關(guān)注并采取相應(yīng)措施。同時(shí),災(zāi)情渲染模塊會(huì)依據(jù)災(zāi)情嚴(yán)重程度,以不同顏色在省級(jí)行政地圖上以點(diǎn)的形式展現(xiàn),直觀呈現(xiàn)各區(qū)域的災(zāi)情動(dòng)態(tài)信息,幫助用戶宏觀把握墑情狀況。

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(二)苗情監(jiān)測(cè)部分
- 視頻監(jiān)控設(shè)備:部署高清的苗情災(zāi)情攝像機(jī)以及 360° 全方位紅外球形攝像機(jī),對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行全天候、多角度的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控,無(wú)論是日間的清晰圖像,還是夜間的紅外圖像,都能精準(zhǔn)捕捉。通過(guò)這些設(shè)備,用戶仿佛親臨田間,能夠遠(yuǎn)程清晰地觀察作物的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
- 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析:苗情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并非孤立運(yùn)行,而是與氣象、墑情等傳感器以及蟲(chóng)情預(yù)報(bào)燈等設(shè)備緊密協(xié)作。綜合分析多源數(shù)據(jù),從而使管理人員能夠全面、深入地遠(yuǎn)程關(guān)注作物生長(zhǎng)狀況,依據(jù)作物在不同生長(zhǎng)周期的獨(dú)特需求,科學(xué)、精準(zhǔn)地指導(dǎo)灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)事操作,為作物的茁壯成長(zhǎng)提供有力保障。

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(三)蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)部分
- 自動(dòng)蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈:采用自動(dòng)蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈(可視化),該設(shè)備融合現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù),具備高度的自動(dòng)化。在無(wú)人監(jiān)管的情況下,能夠自動(dòng)完成誘蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、收集、分裝、排水等一系列系統(tǒng)作業(yè)。通過(guò) GPRS 移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),定時(shí)對(duì)收集到的蟲(chóng)體進(jìn)行拍照,并將圖片自動(dòng)上傳至遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)。
- 蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)與分析:平臺(tái)每日自動(dòng)記錄采集到的數(shù)據(jù),逐步構(gòu)建起龐大、詳實(shí)的蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)可通過(guò)數(shù)據(jù)列表和豐富多樣的圖表形式展現(xiàn),工作人員借此能夠隨時(shí)遠(yuǎn)程了解蟲(chóng)體的具體情況以及動(dòng)態(tài)變化,進(jìn)而依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,及時(shí)、準(zhǔn)確地制定防控措施,有效遏制蟲(chóng)害的蔓延。
- 智能孢子監(jiān)測(cè)系統(tǒng):配備智能孢子監(jiān)測(cè)系統(tǒng),專門(mén)用于監(jiān)測(cè)病害孢子的存量及其擴(kuò)散動(dòng)態(tài)。通過(guò)對(duì)孢子的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè),為預(yù)測(cè)和預(yù)防病害流行、傳染提供堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持,助力用戶提前做好病害防控準(zhǔn)備,降低病害對(duì)農(nóng)作物的損害。
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(四)氣象監(jiān)測(cè)部分
- 多類型氣象傳感器部署:針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象環(huán)境的精準(zhǔn)需求,系統(tǒng)部署多類型高精度氣象傳感器,涵蓋空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)輻射、大氣壓力、二氧化碳濃度等核心氣象要素。傳感器采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì),具備抗干擾、耐高低溫、防水防塵等特性,可在大田、大棚、果園等不同農(nóng)業(yè)場(chǎng)景下穩(wěn)定運(yùn)行,確保氣象數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性與準(zhǔn)確性。
- 氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與傳輸:通過(guò)分布式氣象監(jiān)測(cè)站,實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù),采集頻率可根據(jù)用戶需求靈活設(shè)置(如 10 分鐘 / 次、30 分鐘 / 次)。采集到的氣象數(shù)據(jù)經(jīng)本地初步處理后,通過(guò) 4G/5G、LoRa、以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)方式上傳至云端平臺(tái),確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與時(shí)效性,避免因網(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。
- 氣象數(shù)據(jù)可視化與分析:平臺(tái)對(duì)上傳的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度處理,以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)看板、歷史趨勢(shì)曲線、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等形式直觀呈現(xiàn)。例如,通過(guò)折線圖展示某區(qū)域一周內(nèi)的溫度變化趨勢(shì),通過(guò)柱狀圖呈現(xiàn)月度降雨量分布,幫助用戶快速掌握氣象動(dòng)態(tài)。同時(shí),系統(tǒng)內(nèi)置氣象數(shù)據(jù)分析模型,可自動(dòng)計(jì)算積溫、日照時(shí)數(shù)、有效降水等農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo),為作物生長(zhǎng)周期管理、農(nóng)事活動(dòng)安排提供科學(xué)依據(jù)。
- 氣象預(yù)警與農(nóng)事指導(dǎo):結(jié)合不同作物的氣象敏感閾值(如小麥灌漿期適宜溫度范圍、草莓花期濕度要求等),平臺(tái)可自定義設(shè)置氣象預(yù)警規(guī)則。當(dāng)監(jiān)測(cè)到高溫、低溫、暴雨、大風(fēng)、干旱等異常氣象條件時(shí),系統(tǒng)通過(guò)短信、APP 推送、平臺(tái)彈窗等方式實(shí)時(shí)向用戶發(fā)送預(yù)警信息,提醒用戶提前采取防范措施(如大棚加固、灌溉抗旱、遮陰降溫等)。此外,平臺(tái)還會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù),智能推送針對(duì)性的農(nóng)事建議,如 “未來(lái) 3 天無(wú)降雨,建議玉米種植區(qū)開(kāi)展灌溉作業(yè)”,助力用戶科學(xué)應(yīng)對(duì)氣象變化。

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三、農(nóng)業(yè)四情監(jiān)測(cè)方案建設(shè)平臺(tái)介紹
(一)綜合數(shù)據(jù)展示
- 園區(qū)三維圖管理:以園區(qū)三維圖的形式對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行綜合管理,所有的監(jiān)控點(diǎn)在圖中直觀清晰地顯示,各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如土壤數(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(chóng)情數(shù)據(jù)(蟲(chóng)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)以及設(shè)備狀態(tài)(施肥機(jī)、水泵壓力、閥門(mén)狀態(tài),水表流量,燈光狀態(tài),卷簾狀態(tài)等)一目了然,方便用戶從整體上把握?qǐng)@區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況。
- 數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn):通過(guò)豐富多樣的可視化圖表,如柱狀圖、折線圖、餅圖等,將各類數(shù)據(jù)以直觀、易懂的方式展示出來(lái)。用戶能夠迅速?gòu)膱D表中獲取關(guān)鍵信息,洞察數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì),為決策提供有力的數(shù)據(jù)支持。
(二)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與管理
- 遠(yuǎn)程蟲(chóng)情查看:借助智能蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)設(shè)備,工作人員可隨時(shí)通過(guò)手機(jī)、電腦等終端遠(yuǎn)程查看田間蟲(chóng)情情況與變化。不僅能夠遠(yuǎn)程發(fā)布拍照指令,獲取即時(shí)的蟲(chóng)情照片,還可設(shè)置時(shí)間自動(dòng)拍照上傳,無(wú)需親自下田查看,大大節(jié)省了人力和時(shí)間成本。
- 昆蟲(chóng)識(shí)別與計(jì)數(shù):平臺(tái)搭載先進(jìn)的昆蟲(chóng)識(shí)別系統(tǒng),能夠自動(dòng)識(shí)別昆蟲(chóng)種類,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分類計(jì)數(shù)。這一功能極大地提高了蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性,為病蟲(chóng)害的精準(zhǔn)防治提供了可靠依據(jù)。
- 孢子監(jiān)測(cè)與預(yù)警:千倍光學(xué)放大顯微鏡定時(shí)清晰拍攝孢子圖片,自動(dòng)對(duì)焦并上傳至平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全天候無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)孢子情況。一旦孢子數(shù)量或種類出現(xiàn)異常,平臺(tái)及時(shí)發(fā)出預(yù)警,提醒用戶采取相應(yīng)的防治措施。
(三)墑情監(jiān)測(cè)與預(yù)警
- 省級(jí)行政圖展示:針對(duì)龐大的種植面積,平臺(tái)利用圖形預(yù)警與災(zāi)情渲染模塊,在省級(jí)行政圖中以點(diǎn)的形式展示墑情情況。不同的顏色代表不同的災(zāi)情嚴(yán)重程度,用戶只需打開(kāi)平臺(tái)的行政區(qū)域圖,即可直觀了解省內(nèi)各區(qū)域的墑情狀況,宏觀把握墑情分布。
- 閾值設(shè)定與預(yù)警:用戶可根據(jù)實(shí)際需求,為不同的作物和土壤類型設(shè)定個(gè)性化的墑情預(yù)警閾值。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)觸及或低于預(yù)警閾值時(shí),平臺(tái)立即向用戶發(fā)送預(yù)警信息,確保用戶能夠及時(shí)采取灌溉等措施,保障作物生長(zhǎng)所需水分。
(四)專家系統(tǒng)支持
- 專家資源整合:平臺(tái)匯聚了眾多病蟲(chóng)害防治專家的信息及聯(lián)系方式,將這些寶貴的專家資源集中整合在一個(gè)系統(tǒng)中。
- 在線咨詢服務(wù):用戶在面對(duì)四情危害防治難題時(shí),可通過(guò)平臺(tái)聯(lián)線專家進(jìn)行咨詢。專家憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí),為用戶提供專業(yè)的指導(dǎo)和建議,幫助用戶解決實(shí)際問(wèn)題,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平。
(五)視頻監(jiān)控功能
- 實(shí)時(shí)視頻查看:在管理區(qū)域內(nèi)設(shè)置的 360° 全方位紅外球形攝像機(jī),可清晰直觀地實(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。用戶通過(guò)平臺(tái)即可隨時(shí)隨地獲取現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面,如同親臨現(xiàn)場(chǎng)。
- 定點(diǎn)預(yù)設(shè)功能:增加定點(diǎn)預(yù)設(shè)功能,用戶可以有選擇性地設(shè)置監(jiān)控點(diǎn),點(diǎn)擊即可快速轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)視頻圖像。方便用戶重點(diǎn)關(guān)注特定區(qū)域的作物生長(zhǎng)和設(shè)備運(yùn)行狀況,提高監(jiān)控效率。
(六)任務(wù)設(shè)置與遠(yuǎn)程控制
- 農(nóng)用設(shè)施控制:用戶可通過(guò)平臺(tái)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制水肥作業(yè),以及大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)、遮陽(yáng)、側(cè)窗、濕簾、植物生長(zhǎng)燈等農(nóng)用設(shè)施。只需設(shè)定好監(jiān)控條件,系統(tǒng)即可按照預(yù)設(shè)自動(dòng)化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)溫室大棚、大田種植自動(dòng)化灌溉作業(yè)等,大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。
- 設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)管:不僅能夠控制農(nóng)用設(shè)施,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)設(shè)備等各類設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)管與控制。用戶能夠?qū)崟r(shí)了解設(shè)備的工作狀態(tài),對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和維護(hù),確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,保障整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。