案例名称
某县基于5G通讯和新型物联网技术的无人值守智能温室大棚项目
案例所在行业
农业农村行业
案例分析与综述
（一）综述
通过对该地区设施农业进行物联网升级改造，能够实时收集并记录大气温湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤温湿度、EC（电导率）值、风向风速、雨量等农业环境信息数据的监测，监视农作物生长情况及环境变化情况。
根据作物需求与设定值，随时、随地进行处理，实现科学种植。为现代农业综合信息监测、环境控制以及标准化管理提供科学依据。通过精准的环境数据采集与数据分析，建立起更准确的作物模型库，为提高作物产量、提升作物品质打下基础。同时也为农作物溯源提供数据支持。
通过对大棚环境数据的全面实时监测，建立农业产业化升级示范基地，带动周边农业高效发展。
（二）建设内容
通过项目建设，实现温室内土壤及环境数据的采集、大数据平台搭建、数据处理、预警信息发布、决策支持、可控设备的整合对接及实现远程/自动控制等功能。
（平台架构）
（1）物联网传感器采集系统建设
定点全面监测，土壤重点监测。
项目采用先进的低功耗传感器，根据作物生长所需监测各类信息，通过高精度传感器和大数据平台，采集实时数据，实现对农业环境数据的实时监测、分析、决策与模型建立，最终实现科学化、标准化。
以小型农业气象站为主体，结合灵活配置的低功耗土壤四合一无线传感器，组成以环境信息采集点为中心，重点监测土壤环境信息的传感器阵列，对基地环境信息进行实时、系统地采集。
（2）电控系统建设
系统联动物联网数据采集系统，当传感器采集的数据超出或未达大数据平台设置的大棚生产最佳数值时，控制器自动（或远程手动）启动相关硬件设备对大棚作物生长环境通风、卷帘、补光、施肥浇水等，实现作物生长过程智能化精准控制。
（3）空中智能轨道机器人建设
空中智能轨道机器人具有自动行驶、自动灌溉、自动降温、自动授粉等、实时监控等功能。能够携带各种传感器设备采集环境因子，通过分析处理，根据大棚内种植作物及环境因子的变化给出智能轨道机器人自然风的风速、风力，喷施何种液体，补充何种气体等，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，实现精细化的管理。
（4）视频监控系统建设
视频监控采取定点式24小时实时监控，通过高清摄像头，实现基地内的实时图片抓拍，以及现场视频直播，利用视频图像和防盗周边电子围栏可对人员非法闯入进行预警，支持农作物病虫害监测、生长情况监测等，与病虫害、灾情等系统联动结合，对突发或是预防情况进行预警。用户只需要通过手机或者电脑就可以对基地情况进行远程查看。
同时可进行视频录像，视频回放。管理人员可以做到远程轻松监控、管理作业生产。
（5）水肥一体化系统建设
基地采用水肥一体化系统，应用气象及土壤墒情传感器、植物营养监测传感器等，实时在线监测灌区土壤及作物生长信息，并以此为依据结合时间条件，通过滴灌、喷灌系统，自动实现各灌区灌溉、施肥、施药的定时定量控制；内置自动反冲洗砂石过滤器进行水源一级净化处理，可依据设置参数自动定期进行滤芯反冲洗清理，简化设备维护；配备变频设备实施管道恒压供水控制，保证在系统供水能力范围内末端灌溉时的灌水流量平稳充足；可配套肥液浓度和酸碱度传感器，实时监测施肥过程中的肥液指标，并据此实施肥液浓度和酸碱度的精准调控，或者直接通过比例控制肥液与清水的配比，确保提供养分充足而酸碱度合适的肥液。可在装置上直接调整控制参数也可以在系统平台或APP上进行监控。
（6）物联网智能控制系统建设
加装带有物联网智能控制模块，将现有电气化设备设施整合。通过对原有电控系统进行物联网智能化改造，使电控系统与物联网智能控制平台对接，通过电脑端或手机端即可实现远程控制和智能控制。
（7）智慧物联大数据云平台建设
用户及管理中心通过访问智慧物联大数据云平台对数据进行获取，并通过智能化操作实现终端远程控制，实现用户随时随地查询、监控，帮助农业生产、经营、管理和服务等过程中及时发现并解决问题，实现农业的高产、高效、优质、生态和安全。
智慧物联大数据云平台软件系统（PC端企业版）：根据需求分配地块、自行配置作物信息，数据采集并上传到系统，可及实时监控传感器数据信息。
智慧物联大数据云平台软件系统（移动端企业版）：通过手机查看传感器数据状态，远程、实时在线查询地块或大棚环境状态,智能设备远程操控。
（三）关键技术
（1）信息采集终端的设计与制作
系统开发紧紧围绕物联网“全面感知、可靠传送、智能处理”三项功能的实现，综合利用传感技术、多传感器融合技术、无线通信及嵌入式系统，完成了农业生产信息的采集与预处理，并把信息通过无线网络传输给物联网信息中心。
采集信息包括空气温湿度、土壤温湿度、风速、CO2浓度、雨量等。可根据需要灵活选择。采集终端还带有精确计时的时钟及GPS，可准确标定采集信息的时间、地点等信息。
（2）嵌入式系统设计
现场数据采集的核心技术是嵌入式系统，以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
同时，嵌入式系统对现场采集传感数据进行编码与打包，实现数据的包组传输，提高数据传输速率。通过嵌入式系统，将TCP/IP作为一种嵌入式应用(即将TCP/IP协议嵌入到单片机系统的ROM中)，开发基于TCP/IP的网络化传感器/执行器，实现采集与监测的智能化、网络化。
（3）数据传输系统设计
利用数据库技术和Browser/Server网络结构，实现底层控制网络与Internet的无缝集成。利用ADO控件(ActiveXDataObject)访问数据库，以实现监控过程信息对数据库内容的实时更新。
为适应农业数字化和信息化的要求，在物联网信息中心的监控端，将农业远程监控与信息管理集成为一体，融合GSM/GPRSMA无线网络和Internet/Intranet技术，实现底层控制网络与TCP/IP信息网络的无缝连接。系统采用基于互联网的Browser/Server(浏览器/服务器)三层网络结构。
该Web系统由无线监控计算机、Web数据库系统、Web服务器和客户端(包括局域网内的本地计算机和Internet客户端)组成。所以，物联网信息服务中心既可实时获取现场的信息数据和发送控制指令，又能实现农业信息资源的共享。
案例成效及推荐理由
本项目是响应国家乡村振兴战略要求，促进三产深度融合的具体数字化应用实践，已在山东、*、广西、江苏、浙江、上海等地推广应用。通过对大棚内温度、湿度、土壤条件等因素实施智能化监测，按照适合作物生长的条件作为标准，对大棚各环境因素进行实时调控。通过对水、肥的调控，大幅度地提高了肥料的利用率，可减少50%的肥料用量，水量也只有传统浇灌的30%-40%，产量增加10-15%，人工成本节省30%以上。
本项目实现了对大棚作物生长环境的智能化干预、无害化防治、帮助用户实现更高层次的精耕细作。另外本项目具有较好的示范效应，可以引领产业发展，加快种植业结构调整，促进农业高质量发展，起到良好的示范和带动效应。
企业介绍
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