必须推进农业标准化-中国农村远程教育网.ppt
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1、农业物联网技术开发应用 与现代农业标准化建设,主讲人:徐 杰 江苏省农广校靖江市分校 靖江市农业委员会,讲课提纲,一、从因特网到物联网 二、物联网、云计算与大数据 三、农业物联网技术开发 四、农业物联网集成应用 五、现代农业标准化建设,一、从因特网到物联网:从网说起,从因特网到物联网:物联联什么,物联网The Internet Of Things,简称IOT,顾名思义是把所有物品通过网络连接起来,实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点(4A)的智能化识别、信息交换与管理。 也有将物联网理解为Intelligent Interconnection Of Things(IIOT),体现出了“智慧
2、”和“泛在网络”的含义。,这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围: 1、要有相应信息的接收器; 2、要有数据传输通路; 3、要有一定的存储功能; 4、要有CPU; 5、要有操作系统; 6、要有专门的应用程序; 7、要有数据发送器; 8、遵循物联网的通信协议; 9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。,从因特网到物联网:物是什么东西?,感知技术的广泛应用 建立在互联网上的泛在网络 本身也具有智能处理的能力,物联网的特征,物联网的本质,物联网的本质就是将IT基础设施融入到物理基础设施中,也就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中
3、,并且被普遍连接,形成所谓“物联网”,实现实时的、智慧的、动态的管理和控制。,从因特网到物联网:物联的本质,物联网不仅仅是一个网络,更是一个平台,一个应用,或者说是一个带有节点和内容的网络。,一、从因特网到物联网:物联网的哲学,物联网是人类妄图征服自然、掌控自然的再次技术出击。 其技术思路就是赋予无生命的东西(Things)以生命,以实现掌控(可查、可控、可用)的可能。 此处的生命体征以CPU为脑,以网络(有线、无线)为脉,实现人与物、人与人、物与物的互联,乃至互控。,二、物联网、云计算与大数据:传感设备,人类神经感觉的延展 眼 耳 鼻 舌 身 意(六根) 色 声 香 味 触 法(六尘),二、
4、物联网、云计算与大数据:云计算,二、物联网、云计算与大数据:物与云,夫物芸芸,各复归其根,物联网、云计算与大数据:智慧成为可能,网络化 信息化 数据化 智能化 智慧,二、物联网、云计算与大数据:大数据浪潮,2.1、物联网、云计算与大数据:物、云、大数据,2.2、物联网、云计算与大数据:大数据,道可道,非常道 想说爱你不容易,2.3、物联网、云计算与大数据:活在云里1,2.4、物联网、云计算与大数据:活在云里2,2.5、物联网、云计算与大数据: 互联 物联 智能 感知 生态,信息与机电实训楼应用方案,绿色能源,三、农业物联网技术开发,三、农业物联网的开发,开放领域: 1.喷雾 2.采摘 3.喷淋
5、 4.运输 5.除草 6.喷药 7.集成,3.1智能化农场集成管理平台,特点,1、全无线设计 2、专家系统:植物生长环境最适模型、病虫害生长模型 3、云计算平台,降低IT人员管理成本 4、对分散农场的集中展示,监管,种养殖 专家系统,提高农产品生产质量和管理效率提供技术手段,动植物行为 检测管理,种养殖 专家系统,环境检测 与控制,生产计划 与流程管理,园区安全管理,投入品 智能化管理,智能化需求 与供应管理,根据园区农产品的要求,针对空气、水质、土壤环境实时监测,对温室温湿度、光照、CO2、水费等检测,如种植日光温室:通风、开帘、补光、二氧化碳气肥控制,实现现场控制、远程手动控制、自动控制三
6、种方式,根据农作物的难受环境区间设定阀值,超出阀值自动告警管理,园区环境监测,营养液配置、水肥监测、水肥自动滴灌,肥水管理,设施环境参数的控制方法,环境控制方式,报警机制管理,3.1.1 设施环境监控与控制,设施环境监测,3.1.2 环境检测终端设备,环境监测:,空气、光照、土壤、水质,移动式检测仪,固定式监测仪,视频监测仪,3.2种植智能化控制开发,自动通风,自动滴灌,自动遮阳,CO2气肥,自动喷灌,自动补光,居 家 耕 作,在水稻田间管理的高峰期,稻田缺水了不需要人工操作,安装在田间的水位传感器会自动监测水层深度,通过无线传输设备,将采集的数据实时传输给智能灌溉控制系统,系统诊断后,发出的
7、决策指令传输到田间的灌溉控制装置,之后晒水池内的水就会自动灌入稻田。反之,稻田的水多了,会按照指令自动抽回晒水池 应用GPS定位的现代化农机,可以白天黑夜不间断播种,除了实现效率的提高外,更主要的是播种的精准度大幅提升。,3.3水产养殖智能化控制开发,利用手机远程控制,3.4生态养殖智能化控制开发,空气温度、湿度、 HN3、H2S传感器,无线控制器控制 通风和水帘,养殖场环境监控 牲畜生长全程监控 温室环境监控 专家服务系统 智能化管理服务 视频监控 企业远程管理服务,居 家 养 鱼,本系统采用工业级在线温度传感器,24小时全天候监测养殖水体温度。采集温度包括:进水口温度、池内温度、养殖场空气
8、温度。系统可根据不同季节、养殖品种 、养殖密度等信息 进行系统报警阀 值设定。当温度 超出阀值时, 系统报警:自动打开现场声光报警器;,通过手机给管理员发送报警短信;监测界面弹出报警信息。在一段时间内,温度参数持续超标系统自动打开温控设备,温度参数恢复到标准值后,温控设备自动关闭。,智能化控制,给排水控制传统养殖模式里,鱼池换水全部有人工完成,费时费力。本系统可根据水质需要进行自动换水,管理员也可以根据系统提供的实时参数判断养殖池是否需要换水,并通过远程控制系统进行换水。 增氧泵控制一般养殖场养殖珍贵鱼种时都是24小时长时间供氧,这样养殖池内虽然不会出现缺氧现象,但造成了能源的浪费。将增氧泵与
9、本系统对接后,可根据水生物实际需求开启和关闭增氧泵即保证水生生物健康生长也节约了能源。,植 物 工 厂,一种省力型生产方式,利用物联网技术对植物生长的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、营养液等环境条件进行自动控制和远程控制,使工厂内的植物生长不受自然气候因素制约。工厂内保持10万级洁净程度,无需防治病虫害,能全年高效率生产出高品质且安全环保的无菌农产品。,信 息 收 集,在种植准备的阶段,我们可以通过在温室里布置很多的传感器,实时采集当前状态下土壤信息,并掌握实时的温度、湿度、CO2等的信息采集,且可以根据信息采集情况进行自动的现场控制,以达到高效的管理和实时监控的目标,从而应对环境的变化,保证
10、植物育苗在最佳环境中生长。 在农作物生长阶段,可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境、温湿度、光照等情况,通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合,配合控制系统调理作物生长环境,改善作物营养状态,及时发现作物的病虫害爆发时期,维持作物最佳生长条件,对作物的生长管理及其为农业提供科学的数据信息等方面有着非常重要的作用。,3.5手机远程监测与控制管理,3.6植物生长监测与管理,植物叶绿素测定仪,植物营养测定仪,果实糖分测试仪,果实硬度,叶片面积测定仪,叶片厚度测定仪,种植管理主要监测农作物的长势(行为),根据长势进行管理
11、 采用移动式传感器,每个区域选择标本,进行监测,通过测定植株的生理变化参数,反应农作物的生长状态,根据生长状态调节水、肥、气等种植手段。 监测的内容:果实硬度、糖分、叶片营养状态、叶绿素、叶片面积、厚度、光合作用等,3.7动物行为监测与管理,奶牛发情期监测与管理,计步器与计步器阅读器,体温、电导率、产奶量的多功能传感器,繁育管理 发情监测采用基于加速度传感器的监测器,监测器捆绑在奶牛腿部的,采集奶牛静立、静卧、行走、爬跨等活动数据,综合分析模拟奶牛活动状态,发现奶牛在发情早期的活动规律,预测奶牛发情期,决定其配种时间和冻精种类,以便于奶牛及时受孕,提高奶牛繁殖力。 喂养管理 饮水量、采食量监测
12、数据对于分析饲料转化率、分析原奶营养成分以及提高奶产量和质量具有重要意义。 泌乳管理 产奶量监测、疾病预防,通过在挤奶位上安装流量传感器,实时采集每头奶牛当次产奶量,通过电导率传感器、在线体温测定仪对疾病发生进行早期预警。 病监测预警系统 发热:根据奶牛疫病防控临床经验,许多疫病伴随体温升高,存在不同程度发烧症状。奶牛体温正常波动范围是37.539.5度,超过正常体温范围,往往是某些严重疾病的表现。如稽留热、牛肺疫、牛结核病、口蹄疫、牛瘟等。 通过对泌乳牛挤奶过程中的体温传感器每日测量数据,能够对有发烧症状的疫病早期发现,发起预警。,奶牛行为监测与管理,3.8生产计划与流程管理,根据实际订单与
13、往年经验数据、市场分析进行系统准确的生产规划。,包含对种植种类、种植品种、种植量、种植基地、畜禽育种繁殖,畜群结构,种植温室/畜舍单元、农事/养殖操作、管理人员、使用物品的计划管理.,从农产品选种到采收,畜禽育种到出栏,全过程的流程管理,包括每项农事/养殖活动的时间安排,量化的工作安排。,生产计划管理,生产流程执行管理,订单管理与经验数据管理,帮助企业建立一个规范准确即时的生产数据库,提高管理效率、掌握及时、准确、全面的生产动态,有效控制生产过程。,生产需求管理 生产计划管理 生产业务执行,例:蔬菜计划管理流程构架图,农户接收计划,科学、有序的操作,管理人员录入计划与查看实施情况,手机查看农事
14、与定时提醒,按计划与指导进行规范操作,智能化记录操作人员与内容,3.9投入品智能化管理,投入品库房管理: 投入品采购后先进库房,粘贴电子标签用于投入品的身份标识、追踪管理、库存管理和出库管理。,投入品使用管理: 管理系统通过温室(生产车间)识读器,识别员工号(rfid胸卡)和投入品种类计量(rfid标签),访问农事计划系统,准许员工携带投入品进入温室(生产车间),进行相应的农事操作,并监督员工是否带走投入品包装。,投入品包装回收管理: 员工将投入品包装投递到园区指定回收箱,投入品使用管理,农资粘贴标签,3.10智能化需求与供应管理,供应管理 : 使企业拥有对需求变化做出及时反应的能力,如果库存
15、不足,通过采购或调运其他农场的产品加以补充。系统对合作基地的详细情况进行动态把握,信息集成在管理平台,根据需要随时随地了解情况。,个性化服务管理: 系统通过习惯性分析找出客户个性化需求,及时准确的满足消费者的个性化需求。,智能化需求管理: 该系统可对客户的动态需求进行准确的定位,随时跟踪客户需求的变化,使生产企业紧握市场脉搏。,智能化需求与供应管理,客户需求定位,智能供应服务管理,产品需求,价格需求,习惯性需求,服务需求,沟通需求,合作农场动态信息管理,供应链管理,客户个性服务,3.11种养殖专家系统开发,专家系统提供模型对照,专家系统提供模型分析,专家系统提供健康状况计算与记录,员工工作情况
16、分析,植物专家系统包括:农作物生长模型、病虫害预警模型、成熟度预报模型、产量模型等;养殖专家模型包括:禽畜适宜生长环境模型、行为模型、疾病发生环境模型、产奶量模型等。,各模型结合环境监测与记录的数据,分析环境是否适合作物、禽畜生长,病害的发生概率,发育成熟情况,预计产量,从而指导农场的种植与养殖。,通过模型计算出监测的农产品和禽畜的健康指数,为农场与消费者提供消费品的质量参考标准。,建立员工工作甘特图与设施单元甘特图,对员工操作与设施单元操作进行科学记录分析,种植专家系统结构图,专家分析系统,3.12智能化园区安全管理,身份识别 关键区域安全管理,入侵检测系统,视频监控系统,公共广播系统,园区
- 配套讲稿:
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