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農林四情監測裝置
天意高標準農田中四情監測站解決方案
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  • 天意高標準農田中四情監測站解決方案

天意高標準農田中四情監測站解決方案

類別 農林四情監測裝置

產品描述

截止2020年末╃▩╃,福貢縣草果種植達56萬畝╃▩╃,累計掛果14萬畝╃▩╃,產量1.4萬噸╃▩╃,產值1.64億元(鮮果8.4元/公斤)╃▩╃,覆蓋全縣57個行政村1.4萬餘戶種植戶╃▩╃,草果產業成為我縣區域特色鮮明₪☁·₪✘、比較優勢突出₪☁·₪✘、產業規模較大₪☁·₪✘、產業鏈條完整₪☁·₪✘、經濟效益明顯₪☁·₪✘、市場競爭力強的主導產業;

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詳細說明│₪↟:


 1₪☁·₪✘、建設背景

2019年各省人民政府印發《關於建立“一縣一業”示範縣加快打造世界一流“綠色食品牌”的指導意見》╃▩╃,我縣在縣委縣政府的領導下╃▩╃,確立了以草果為特色種植品種╃▩╃,建成了具有我縣特色的綠色農業產業帶;經過多年的建設╃▩╃,草果產業成為我縣區域特色鮮明₪☁·₪✘、比較優勢突出₪☁·₪✘、產業規模較大₪☁·₪✘、產業鏈條完整₪☁·₪✘、經濟效益明顯₪☁·₪✘、市場競爭力強的主導產業;

草果生長環境獨特╃▩╃,以溫暖潮溼為主╃▩╃,且具有隱蔽性;在此生長環境下╃▩╃,草果生長地表就會經常存在一些枯枝殘葉╃▩╃,真菌與蟲害大量繁殖╃▩╃,創造了良好的生長空間│◕↟。在我內╃▩╃,草果種植面積在不斷擴大的同時╃▩╃,病蟲害威脅也呈現逐上升的趨勢╃▩╃,其病害主要包含葉斑病₪☁·₪✘、疫病₪☁·₪✘、立枯病及根腐病等╃▩╃,蟲害以草果木毒蛾₪☁·₪✘、舞毒蛾等鱗翅目害蟲為主│◕↟。為保證草果種植產量與質量╃▩╃,實現綠色健康發展╃▩╃,如何有效監測₪☁·₪✘、防治病蟲害╃▩╃,是草果種植面臨的首要的問題│◕↟。因此╃▩╃,我們必須建立科學₪☁·₪✘、**的╃▩╃,草果病情監測₪☁·₪✘、蟲害監測₪☁·₪✘、環境因素監測₪☁·₪✘、苗情監測(四情監測)體系╃▩╃,全面分析草果病蟲型別╃▩╃,制定行之有效的應對策略╃▩╃,從而構建完善的病蟲害防治體系╃▩╃,為我縣草果種植業保駕護航│◕↟。

 

2₪☁·₪✘、建設原則

我國《農作物病蟲害防治條例》已經2020年3月17日國務院第86次常務會議透過╃▩╃, 自2020年5月1日起施行│◕↟。其中條例│₪↟:

第五條 縣級以上人民政府應當加強對農作物病蟲害防治工作的組織領導╃▩╃,將防治工作經費納入本級政府預算│◕↟。

第九條 國家鼓勵和支援開展農作物病蟲害防治科技創新₪☁·₪✘、成果轉化和依法推廣應用╃▩╃, 普及應用資訊科技₪☁·₪✘、生物技術╃▩╃,推進農作物病蟲害防治的智慧化₪☁·₪✘、**化₪☁·₪✘、綠色化│◕↟。

我們本專案所要建立的“農作物四情監測系統”╃▩╃,立足服務於草果業╃▩╃,同時兼顧其他作物病蟲害監測;另外╃▩╃,由於我縣位於邊境╃▩╃,境外如蝗蟲₪☁·₪✘、草地貪夜蛾等高空遷飛性害蟲已經侵入我國境內;由於此類害蟲╃▩╃,飛行能力和生殖能力強╃▩╃,蟲害蔓延較快╃▩╃,也應列入監測防範**;

 據我們近期考察╃▩╃,現階段我國農作物病蟲害防治與預警系統資訊的採集╃▩╃,主要以自動化採集為主;我們根據我縣實際需要╃▩╃,同時參考其他地方“農作物四情監測系統”建設成功經驗╃▩╃,確定採用以下設計原則進行系統設計│₪↟:

**性│₪↟:系統將採用國**₪☁·₪✘、成熟₪☁·₪✘、實用的技術標準╃▩╃,既保證系統實現的功能╃▩╃,又滿足未來若干年應用發展的需要│◕↟。

性│₪↟:提供全面符合國家和工信部有關資訊政策法規₪☁·₪✘、核心技術自主的整體解決方案│◕↟。

可靠性│₪↟:本系統的設計將在儘可能減少投資的情況下╃▩╃,從系統結構₪☁·₪✘、網路結構₪☁·₪✘、技術措施₪☁·₪✘、裝置選型等方面綜合考慮╃▩╃,以確保系統穩定可用╃▩╃,實現7×24小時的不間斷服務│◕↟。

開放性│₪↟:系統設計採用的各項軟₪☁·₪✘、硬體裝置均應符合國通用標準╃▩╃,符合開放性原則╃▩╃,要與技術發展的潮流吻合╃▩╃,保證系統的開放性和技術延伸性│◕↟。

**性│₪↟:採用新技術和穩定的產品╃▩╃,將整個系統的資訊流量維持在一個均衡**的指標內│◕↟。

可維護性│₪↟:系統的管理₪☁·₪✘、維護和維修應具有簡易性和可操作性│◕↟。

可延展性│₪↟:方案的設計要有技術的延續性₪☁·₪✘、靈活的擴充套件性和廣泛的適應性及良好的使用者介面╃▩╃,注意分步實施的可操作性╃▩╃,保證前期投資的有效和後期投入的銜接╃▩╃,*大限度的保證其相容性和經濟性│◕↟。

 3₪☁·₪✘、建設目標

農作物四情監測系統的主要監測裝置安裝於四情觀測基地內│◕↟。監測裝置的安裝採用集中建設方式╃▩╃,注重實用和有效│◕↟。智慧蟲情測報系統₪☁·₪✘、智慧農業病害監測系統₪☁·₪✘、農林小氣候資訊採集系統₪☁·₪✘、遠端實時系統₪☁·₪✘、太陽能光伏供電系統等互相不干擾的裝置採用圍欄式集中安裝,安裝面積│₪↟:不小於60平方米高空遷飛性害蟲測報系統單獨採用圍欄式安裝╃▩╃,安裝點應距病蟲觀測基地不少於500米,安裝面積│₪↟:不小於30平方米;所有裝置安裝應按統一的標準進行設定╃▩╃,確保安裝整齊一致│◕↟。

同時將採集資料實時傳輸至農業物聯網資訊管理平臺╃▩╃,實現對農作物蟲情₪☁·₪✘、病情₪☁·₪✘、墒情₪☁·₪✘、苗情等相關引數的實時採集₪☁·₪✘、為農作物生產提供技術服務和救災指導╃▩╃,為各級領導進行生產決策提供資料支援│◕↟。農作物四情監測系統達到以下目標│₪↟:

1)農作物病蟲害生物防控₪☁·₪✘、物理防控代替農藥防控╃▩╃,減少農藥使用│◕↟。

2)農作物病蟲害測控實現自動化╃▩╃,網路化₪☁·₪✘、視覺化╃▩╃,集預測₪☁·₪✘、預警₪☁·₪✘、防控一體化╃▩╃,降低植保費用│◕↟。

3)提高農作物質量╃▩╃,保證生產╃▩╃,帶動農民增收│◕↟。

 4)農作物四情監測系統將大大降低測報的人工勞動強度╃▩╃,測報結果具備較強的時效性╃▩╃,準確性│◕↟。 

4 建設內容

農作物四情監測系統建設內容主要包括四情觀測基地硬體設施建設和農業物聯網資訊管理平臺建設│◕↟。

四情觀測基地硬體設施建設透過智慧蟲情測報系統₪☁·₪✘、智慧農業病害監測系統₪☁·₪✘、農林小氣候資訊採集系統₪☁·₪✘、遠端實時系統₪☁·₪✘、太陽能光伏供電系統₪☁·₪✘、高空遷飛性害蟲測報系統相關裝置實現對每個監測點的病蟲狀況₪☁·₪✘、空氣溫度₪☁·₪✘、空氣溼度₪☁·₪✘、土壤溫度₪☁·₪✘、光照強度等各種作物生長過程中重要的引數進行實時監測│◕↟。測量結果可以在監測站的的大屏電視機和LED屏上實時展示╃▩╃,同時可以將資料傳入分析系統平臺上╃▩╃,配合**的分析處理功能╃▩╃,可以對作物生長環境資訊的處理分析╃▩╃,提供更多更好的科學指導│◕↟。

農業物聯網資訊管理平臺建設實現了基地農作物資訊化管理│◕↟。透過網路可以遠端實時管理在基地的智慧化監測裝置╃▩╃,為生產決策提供即時有效的資訊和管理工具│◕↟。

5 四情觀測基地硬體設施建設

5.1 智慧蟲情測報系統

智慧蟲情測報系統依託AI技術和海量的病蟲害相簿╃▩╃,以計算機視覺₪☁·₪✘、影象識別以及深度學習等人工智慧技術實現作物產量預測及病蟲害防治│◕↟。

智慧蟲情測報系統│₪↟:自動蟲情測報燈╃▩╃,主要由害蟲誘捕裝置₪☁·₪✘、害蟲收集裝置₪☁·₪✘、害蟲滅殺裝置₪☁·₪✘、害蟲散蟲裝置₪☁·₪✘、高畫質攝像機與光源₪☁·₪✘、控制器₪☁·₪✘、顯示器₪☁·₪✘、電源與防雷系統₪☁·₪✘、網路傳輸模組組成│◕↟。測報燈會對設定時間段內收集的害蟲進行分段存放₪☁·₪✘、拍照計數╃▩╃,內建2000W高畫質工業攝像頭╃▩╃,透過系統設定或網路遠端設定後自動拍照將現場拍攝的圖片無線傳送至監測平臺╃▩╃,平臺整理並計算每天的資料╃▩╃,形成資料庫╃▩╃,*終實現自動識別害蟲的種類及數量│◕↟。根據採集的圖片與資料╃▩╃,**分析人員及農業**可對當地的病蟲害發生趨勢做出預測和診斷│◕↟。

物聯網雲平臺控制系統

5.2 智慧農業病害監測系統

智慧農業病害監測系統│₪↟:智慧孢子捕捉儀╃▩╃,主要由孢子捕捉裝置₪☁·₪✘、孢子承載裝置₪☁·₪✘、影象採集裝置₪☁·₪✘、網路傳輸模組₪☁·₪✘、電源與防雷系統組成│◕↟。該裝置利用現代光電數控技術╃▩╃,實現遠端自動捕捉各種花粉和孢子資訊╃▩╃,自動更換載玻片╃▩╃,自動拍照╃▩╃,圖片資料自動上傳╃▩╃,自動執行等功能│◕↟。可根據需要╃▩╃,實時對環境氣象和孢子病害情況上傳到指定網路平臺╃▩╃,**分析人員可在平臺對每個時間段內收集到的孢子進行手工分類與計數╃▩╃,形成孢子測報資料庫╃▩╃,供**遠端對病害的發生與發展進行分析和預測╃▩╃,為現代農業提供服務╃▩╃,滿足病情預測預報及標本採集的需要╃▩╃,及時防治病害發生│◕↟。

5.3農林小氣候資訊採集系統

農林小氣候資訊採集系統│₪↟:氣象墒情綜合採集站╃▩╃,由資料採集終端和各種環境感測器組成╃▩╃,儀器可將採集的感測器數值透過GPRS/WIFI網路傳輸至遠端伺服器或儲存至採集終端待客戶下載╃▩╃,也可根據客戶需要將採集值實時顯示至現場LED屏│◕↟。

現場監測到的資料透過GPRS/3G/4G網路傳送到中心雲平臺╃▩╃,使用者可登陸網頁檢視詳細的氣象資訊╃▩╃,透過攝像機遠端觀察植物的生長狀況│◕↟。資料穩定可靠╃▩╃,可及時反應環境中的各項引數狀況╃▩╃,也可以定時將採集到底而各種資料透過無線網路傳送到管理人員的手機上╃▩╃,方便指導農業生產並有效形成氣象災害預警以便相關部門及時採取差措施╃▩╃,降低災害損失╃▩╃,特別適合無人長期觀測農作物生長環境與現場狀況的場合│◕↟。

5.4 遠端實時監系統

遠端實時監系統│₪↟:由攝像₪☁·₪✘、傳輸₪☁·₪✘、控制₪☁·₪✘、顯示₪☁·₪✘、儲存五大部分組成│◕↟。根據專案要求╃▩╃,在指定區域安裝360°遠紅外攝像機╃▩╃,使用者透過影片系統可清晰直觀的實時檢視病蟲害情況╃▩╃,並對突發性異常事件的過程進行及時監視和記憶╃▩╃,用以提供及時**的指揮和排程│◕↟。

5.5太陽能光伏電站

  太陽能供電系統由太陽能光伏電站採用**太陽能電池板₪☁·₪✘、大容量鋰電池組組成白天╃▩╃,太陽能電池板在太陽光照射下產生光伏電流╃▩╃,在控制器的控制下為電池充電╃▩╃,同時為用電裝置提供電源│◕↟。若陽光資源不好╃▩╃,則電池在控制器的控制下╃▩╃,將儲存的電量放出╃▩╃,為用電裝置提供電源│◕↟。當太陽光照條件滿足充電要求時╃▩╃,控制器控制太陽電池元件開始新一輪的充電│◕↟。當遇到陰雨天或夜晚不能為蓄電池充電時╃▩╃,電池平時儲存的電量可供系統繼續工作╃▩╃,依然可穩定提供電源│◕↟。當遇到長期連續陰雨天╃▩╃,太陽能發電量不足╃▩╃,電池電壓持續下降╃▩╃,到了設定值╃▩╃,系統關閉負載輸出功能╃▩╃,保護電池│◕↟。當電池電壓升到設定值╃▩╃,系統自動恢復供電│◕↟。


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5.6太陽能高空遷飛性害蟲監控系統

太陽能高空遷飛性害蟲監控系統由太陽能光伏小型電站₪☁·₪✘、害蟲誘捕裝置₪☁·₪✘、害蟲收集裝置₪☁·₪✘、害蟲滅殺裝置₪☁·₪✘、控制器₪☁·₪✘、顯示器₪☁·₪✘、防雷系統₪☁·₪✘、網路傳輸模組組成│◕↟。

太陽能高空遷飛性害蟲監控系統│₪↟:太陽能LED高空測報燈╃▩╃,利用光₪☁·₪✘、電₪☁·₪✘、數控技術╃▩╃,實現蟲體遠紅外自動處理₪☁·₪✘、整燈自動執行₪☁·₪✘、蟲體存放等功能;在無人監管的情況下╃▩╃,能自動完成誘蟲₪☁·₪✘、殺蟲₪☁·₪✘、蟲體存放₪☁·₪✘、排水等系統作業│◕↟。同時╃▩╃,系統採用了**的LED多波段誘蟲光源╃▩╃,具有能耗低₪☁·₪✘、適用於多靶標害蟲的特點;另外╃▩╃,系統配置的太陽能光伏電站採用**太陽能電池板₪☁·₪✘、大容量鋰電池組╃▩╃,解決了交流電型高空測報燈╃▩╃,能耗高╃▩╃,接電不容易的缺陷│◕↟。

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6.農業物聯網資訊管理平臺建設

四情監測管理包含實時資料監測₪☁·₪✘、監測資料傳輸等功能╃▩╃,透過這個模組的功能可以將病蟲情₪☁·₪✘、墒情₪☁·₪✘、苗情₪☁·₪✘、災情的資料採集₪☁·₪✘、資料傳輸分類₪☁·₪✘、分時管理和維護╃▩╃,並使得系統能對不同型別的資料模組化維護╃▩╃,可獨立執行╃▩╃,也可以綜合管理╃▩╃,使得四情監測的建設可以按照不同模組分開建設╃▩╃,也可以統一建設實現方案選配│◕↟。

1.₪☁·₪✘、蟲害監測模組

收集的害₪☁·₪✘、蟲分別進行分段存放和拍照與計數╃▩╃,並將資料傳送至監測平臺╃▩╃,平臺整理分析每天的資料╃▩╃,形成資料庫╃▩╃,以供林業**遠端診斷│◕↟。透過系統設定或遠端設定後自動拍照將現場拍攝的圖片無線傳送至監測平臺╃▩╃,平臺整理並計算每天的資料╃▩╃,形成資料庫╃▩╃,以供林業**遠端診斷│◕↟。根據圖片與資料,**分析人員可對每個時間段內收集的害蟲進行分類與計數│◕↟。具有現場或遠端程式設計功能╃▩╃,裝置的各種功能可透過網路遠端設定₪☁·₪✘、修改和讀取╃▩╃,還可根據需要遠端拍攝自己需要的照片並上傳到伺服器│◕↟。

主要功能│₪↟:智慧採集₪☁·₪✘、智慧傳輸₪☁·₪✘、智慧統計₪☁·₪✘、人工統計│◕↟。

2.墒情監測模組

墒情監測模組主要負責採集農林種植生產環境資訊╃▩╃,包括│₪↟:土壤水分/鹽分₪☁·₪✘、土壤溫溼度₪☁·₪✘、空氣溫/溼度₪☁·₪✘、降雨量₪☁·₪✘、風速/風向等諸多環境資訊╃▩╃,上傳至伺服器並控制相關裝置│◕↟。墒情資訊可以實時直觀展現在行政區劃地圖上╃▩╃,方便管理人員透過列表₪☁·₪✘、圖表的方式檢視詳細墒情資訊╃▩╃,也可以定時將採集到的各種資料透過無線網路傳送到監測平臺或者管理人員的手機上╃▩╃,方便指導農業生產並有效形成氣象災害預警,以便相關部門及時採取措施╃▩╃,降低災害損失│◕↟。

主要功能│₪↟:智慧採集₪☁·₪✘、智慧傳輸₪☁·₪✘、智慧統計│◕↟。

土壤墒情站

3.苗情監測模組

苗情監測模組透過苗情監測裝置╃▩╃,實時採集現場作物生長情況╃▩╃,透過高畫質影片瞭解作物的生長態勢來判斷作物的整體發育與生長是否良好╃▩╃,並且提供定時拍照功能╃▩╃,將每個特定時期的作物長勢圖片拍照並上傳至資料中心╃▩╃,以備後期的作物長勢分析提供依據│◕↟。

主要功能│₪↟:實時影片₪☁·₪✘、定時拍照₪☁·₪✘、分時拍照₪☁·₪✘、資料上傳₪☁·₪✘、區域圖片展示等│◕↟。

4.地圖展示

在地圖中選擇需要檢視的某一個站點╃▩╃,點選可檢視具本站點內的監測資料╃▩╃,透過GIS地圖的方式╃▩╃,直觀展示區域內的各類裝置工作狀態及檢測資料情況╃▩╃,起到直觀的統計及展示效果│◕↟。

5.線上監測功能

系統能夠將空氣溫溼度₪☁·₪✘、土壤感測器₪☁·₪✘、二氧化碳濃度₪☁·₪✘、光照採集裝置傳輸而來的實時環境監測資料在系統中進行視覺化顯示│◕↟。

6.裝置線上管理查詢功能

檢視裝置的定時模式₪☁·₪✘、光控₪☁·₪✘、雨控₪☁·₪✘、溫控₪☁·₪✘、落蟲₪☁·₪✘、加熱₪☁·₪✘、倉門開啟₪☁·₪✘、訊號強度等工作狀態資訊╃▩╃,能夠準確的瞭解裝置的實時的工作情況╃▩╃,可對裝置出現的故障進行研判₪☁·₪✘、分析₪☁·₪✘、和預警│◕↟。裝置有光控和時控兩種模式供使用者選擇│◕↟。可以自行設定工作時長₪☁·₪✘、落蟲時間₪☁·₪✘、加熱時長₪☁·₪✘、加熱溫度₪☁·₪✘、加熱倉高低溫保護閾值₪☁·₪✘、圖片上傳時間間隔和圖片解析度選擇│◕↟。

7.查詢分析功能

該模組提供空氣溫度₪☁·₪✘、空氣溼度₪☁·₪✘、二氧化碳濃度₪☁·₪✘、光照等環境監測資料的歷史資料查詢功能╃▩╃,提供溫室環境預警事件資訊的查詢功能│◕↟。同時可以將溫室內空氣溫度₪☁·₪✘、空氣溼度₪☁·₪✘、二氧化碳濃度等環境監測資料以及環境預警事件資訊以圖表形式或曲線圖形式形成統計報表╃▩╃,供管理人員做出適當的作物生長管理₪☁·₪✘、分析與決策│◕↟。

實時曲線│₪↟:實時趨勢曲線可將系統採集到的溫室內的資料以實時曲線的方式顯示出來╃▩╃,便於觀察系統某時間段內整體檢測狀態│◕↟。

歷史曲線│₪↟:可顯示出溫室內各測量引數的日₪☁·₪✘、月₪☁·₪✘、季₪☁·₪✘、年引數變化曲線╃▩╃,根據該曲線可合理的設定系統引數值│◕↟。可分析各引數變化對作物生長產生的影響;可將溫室內資料測量結果儲存為報表形式╃▩╃,對各引數進行分析和瀏覽╃▩╃,供其他研究之用│◕↟。

8.手機APP應用

透過手機終端APP可以隨時隨地檢視監測區域的四情情況│◕↟。及時掌握作物的生長情況╃▩╃,病害情況╃▩╃,環境氣象資訊╃▩╃,裝置的執行狀態╃▩╃,工人生產狀況進行實時監控╃▩╃,遠端控制相關裝置╃▩╃,有了這個“千里眼”╃▩╃,管理人員就能真正做到“運籌帷幄╃▩╃,決勝千里”│◕↟。

7₪☁·₪✘、建設預算

一₪☁·₪✘、四情觀測基地佈局

1₪☁·₪✘、在專案點內╃▩╃,如監測區域連片監控面積在2000畝以內╃▩╃,可建設一個四情觀測基地即可╃▩╃,如面積過大可考慮增設多臺監控遠端實時監測系統裝置╃▩╃,也可根據需要增設其他裝置;高空遷飛性害蟲測報系統應距四情觀測基地500米以外;土建包括平整地面₪☁·₪✘、硬化地面₪☁·₪✘、線管鋪設₪☁·₪✘、裝置安裝和除錯₪☁·₪✘、圍欄架設₪☁·₪✘、專案公示欄₪☁·₪✘、裝置標誌牌等內容;

二₪☁·₪✘、四情觀測基地選址│₪↟:

1₪☁·₪✘、由於系統訊號傳輸完全依靠網路╃▩╃,因此基站所在處必須有4G訊號;

2₪☁·₪✘、四情觀測基地交通應方便╃▩╃,便於人員看護₪☁·₪✘、維護╃▩╃,應有不低於60平方米的佔地面積╃▩╃,高空遷飛性害蟲測報系統不小於30平方米;點應避免洪水₪☁·₪✘、山體滑坡等災害的影響;

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