【農機網 科技創(chuàng)新】

        一、技術概述
 

　　（一）技術基本情況
 

　　內蒙古處在北方高寒地區(qū)，蔬菜的生產離不開設施農業(yè)，但許多溫室大棚仍采用傳統(tǒng)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(fā)展提供了一個良好的契機。雖然我國農業(yè)物聯網建設還處于起步階段，但在農業(yè)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(jiān)測和遙感系統(tǒng)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(yè)生產，將農業(yè)設施和設備實現互聯接入，通過專業(yè)的物聯網平臺準確收集作物及環(huán)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(yè)產品的實時監(jiān)控，采集多種作物與環(huán)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(yè)物聯網技術的應用，可實現農業(yè)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(yè)生產效率、農產品質量。并且，引入遠程視頻監(jiān)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(fā)，并在杭錦旗錫尼鎮(zhèn)兩個試點大棚區(qū)安裝測試。包括控制半徑2.5公里遠程智能控制系統(tǒng)，以及控制半徑5公里遠程智能控制系統(tǒng)，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(tǒng)軟硬件研發(fā)，并將投入測試；調整完善系統(tǒng)，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(yè)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(yè)生產效率、降低循環(huán)流轉成本、節(jié)約資源投入成本。項目區(qū)總投資收益率可達80%，凈利潤率50%，項目區(qū)農業(yè)生產具有較強的盈利能力和抗風險能力。
 

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

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

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

　　(4)農業(yè)物聯網平臺的建立，可帶動當地周邊產業(yè)的發(fā)展，通過合作為當地經濟發(fā)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(yè)生產的信息資源，加快了農業(yè)信息化進程，加強了對信息資源的研究、開發(fā)和利用，從而可以隨時掌握全市農業(yè)生產的實時動態(tài)，并可以有效的應對農業(yè)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(yè)生產的穩(wěn)定發(fā)揮積極作用。
 

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

　　(3)帶動農業(yè)物聯網技術相關設備和軟件產業(yè)的發(fā)展等。
 

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

　　(5)引進相關專業(yè)人才。項目的實施將與中國農業(yè)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(yè)大學等高等院所建立長期穩(wěn)定的人才培養(yǎng)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(yè)內高水平人才，建立創(chuàng)新研發(fā)團隊。
 

　　3.生態(tài)效益
 

　　通過信息化管理農業(yè)生產，建立了生長數據的追溯系統(tǒng)，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(yè)資源，做到節(jié)水、節(jié)肥，有利于農業(yè)生態(tài)環(huán)境，真正實現農業(yè)“環(huán)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(yè)發(fā)展。
 

　　二、技術要點
 

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

　　（一）安裝獨立的控制系統(tǒng)
 

　　建設以村莊為單位的溫室大棚監(jiān)控，每個溫室大棚安裝一套獨立的控制系統(tǒng)，將獨立的控制系統(tǒng)用RS-485總線接到一個無線節(jié)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(jié)省資源，降低成本。
 

　　（二）采集農業(yè)生產數據
 

　　農業(yè)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(tǒng)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(yè)生產遠程監(jiān)控
 

　　農業(yè)生產數據通過Wi-Fi通訊模塊以EDP網絡協議發(fā)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(jiān)控。
 

　　（四）農業(yè)設備遠程控制
 

　　農業(yè)生產經營者可通過手機客戶端的控制按鈕，下發(fā)生產指令遠程操控農業(yè)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(jié)點覆蓋范圍
 

　　一個無線接入點可覆蓋半徑為2.5公里的區(qū)域。
 

　　三、重點實施區(qū)域
 

　　在杭錦旗錫尼鎮(zhèn)，鄂托克前旗城川鎮(zhèn)、達拉特旗樹林召鎮(zhèn)和準格爾旗十二連城鄉(xiāng)建設4個核心項目區(qū)，每個核心項目區(qū)推廣應用設施農業(yè)物聯網關鍵技術及遠程智能控制系統(tǒng)技術30畝，建立示范區(qū)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(yè)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(yè)生產效率、降低循環(huán)流轉成本、節(jié)約資源投入，降低農業(yè)生產各個環(huán)節(jié)的生產成本，有效的減少了農業(yè)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(yè)物聯網平臺中的智能監(jiān)控預警系統(tǒng)，能夠及時有效的預防、治理農業(yè)災害的發(fā)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(yè)“環(huán)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(yè)發(fā)展。
 

　　五、注意事項
 

　　1.部分設施農業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)物聯網關鍵技術和遠程智能控制系統(tǒng)技術，使農民改變陳舊的種植管理觀念，快速接納農業(yè)物聯網這一新鮮事物。