技术

项目背景：

高标准基本农田是一定时期内，通过土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。高标准农田建设应达到“田地平整肥沃、水利设施配套、田间道路畅通、林网建设适宜、科技先进适用、优质高产高效”的总体目标。

2019年11月，国务院办公厅印发的《国务院办公厅关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》明确提出，到2022年，全国要建成10亿亩高标准农田。

2021年9月，《全国高标准农田建设规划（2021—2030年）》公布，《规划》提出到2030年，中国要建成12亿亩高标准农田。

随着物联网技术的不断发展，越来越多的技术应用到农业生产中。智易时代智慧农田远程监控系统、无线传感器监测等技术日趋成熟，并逐步应用到了智慧农业建设中。主要包括环境、动植物信息检测，农业种植信息检测和标准化生产监控，精农业中的节水灌溉等应用模式。提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。

项目现状及痛点：

在农业生产过程中，农作物的生长与自然界的多种因素息息相关，其中包括大气温度、大气湿度、土壤的温度湿度、光照强度条件、水分及其他养分等等。传统农业作业过程中，对这些影响农作物生长的参数进行管理，主要依靠人的感知能力，存在着极大的不准确性，农业生产也就成为一种粗放式管理，达不到精细化管理的要求。

目前，以“传感器与无线通信网络”相结合的qu按方位环境监测控制系统在设施农业中大受欢迎，并迅速推广开来。针对农业稻田管理的现状及痛点，智易时代提出智慧农业解决方案。

方案详情：

智易时代智慧农业解决方案基于GPRS等无线通信技术，通过智能网关及无线连接设备，搭载相应的传感器，如空气温湿度传感器、风速风向传感器、土壤传感器等，实时采集空气温湿度、土壤温湿度、PH值、水质PH值等环境参数，自动开启、关闭或远程控制zhi定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

同时根据客户应用场景的不同，在硬件基础上连接不同的传感器，可适用于不同的应用，包括农业、林业、渔业等。

按照整个系统数据的传输结构，架构可分为感知层、传输层、应用层及用户终端四个部分：

（1）感知层：主要是环境信息采集设备及设备自动控制部分：包括空气温湿度信息监测，土壤信息监测，气象信息监测，视频信息采集。

（2）传输层：主要是数据传输网络：包括智能网关、无线连接设备等。

（3）应用层：主要包括农业等场景应用；

（4）用户终端：主要是信息发布与数据智能处理部分：包括智能手机、平板电脑、笔记本、PC机等。

软件平台：

（1）实时数据

通过安装于zhi定的监测点的空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器、光合有效辐射传感器等设备实时监测空气的温湿度、土壤温湿度及PH值等相关数据。监测数据按日、周、月、季度、生长周期进行统计，可通过曲线图查看环境数据的走势情况。

（2）视频监控

通过高清网络摄像头，对整个农业中的各个环节进行视频监控，实时观察水稻及生长环境的情况，支持视频监控资料按日、月分别进行储存并下载录像文件，可随时查看视频历史数据，方便管理人员对农作物生长情况的远程在线监控及质量监督。

（3）数据实时传输

无线数传设备通过无线网络将采集到的数据通过智能网关实时传向监控中心，保证了数据的及时性和准确性。

（4）报警管理

通过平台可设定环境数据预警值，系统自动预警，生成预警事件，通过手机短信及网页报警提示管理人员进行管理和控制。同时可以将空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度等环境监测数据以及环境预警事件信息以图表形式形成统计报表，供管理人员做出适当的作物生长管理、分析与决策。

（5）智能联动控制

联动控制系统由加热、喷灌、通风、卷帘设备及其配套PLC及Wifi设备服务器组成，当传感器采集的环境数据与标准值对比超出临界范围时，控制器自动启动相关硬件设备对作物生长环境加热、浇水、通风、卷帘加减光照辐射，实现作物生长过程精确控制。

（6）数据分析与统计

可以将各项参数统计结果以曲线图、柱状图形式展示，方便用户实时查看监测点位变化趋势，并且支持以图片形式导出图表数据。

（7）种植环境可视化

智慧农业信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示农业稻田内各传感器采集的环境数据和现场场景。

硬件设备：

（1）超声波气压五参数传感器

本款传感器采用高强度工程塑料外壳，可同时监测风速、风向、温度、湿度、大气压五个监测因子，全天候监测农田气象情况，监测数值准确。

参数：

风速：0-45m/s；准确度：低风速?0.5m/s，高风速?1m/s；分辨率：0.1m/s

风向：0-359?；准确度：低风速?5?，高风速?3?；分辨率1?

温度：-40~ 70℃；准确度：?0.5℃；分辨率：0.1℃

湿度：0~100%RH；准确度：?3%RH；分辨率：0.1%RH

大气压：0~120KPa；准确度：?0.15KPa

（2）气体污染物传感器

气体污染物传感器是我司自主研发的一款高精度传感器，采用激光散射法的原理，可同时监测PM2.5、PM10、TSP三因子。

参数：

监测因子：PM2.5、PM10、TSP；

原理：激光散射法；

范围：0-1000ug/m3；

精度：?10%；

（3）土壤传感器

土壤传感器就是能够监测土壤酸碱度成分的一种仪器。具有耗电量低，容易携带，测量准确方便等优点，实现了土壤PH的实时在线监测。

参数：

土壤PH值：测量范围：0-14pH；准确度：?0.1pH；分辨率：0.01pH

电导率：测量量程：0~20mS/cm；准确度：＜?5%；分辨率：0.01 mS/cm；

温度：测量范围：-40~80℃；分辨率：0.1℃；准确度：?0.5℃

湿度：量程：0-100%；分辨率0-50%内0.03%，50-100%内1%；精度：0-50%内2%，50-100%内3%

（4）水质传感器

水质传感器是检测水质参数的仪器。它包括各种物理量的测量装置和电子电路部分，通常由传感元件、转换元件和信号处理等组成。

参数：

水质PH值：量程：0-14pH

（5）主机采集传输箱

主机采集传输箱是集数据采集、数据处理、数据上传和边缘计算于一体的智能数据采集箱。整个采集箱可以通过RS485串口或网口采集各类水、土、气等终端设备的数据，并通过以太网、4G、光纤等通讯方式将数据上传至服务器或云平台。

（6）视频监控

视频监控可以支持农田实景环境识别、农田看护等工作，开启后摄像头可以精准监测并实现自动追踪、全画幅放大等功能。

（7）太阳能供电系统

太阳能发电系统由太阳能电池、太阳能板、立杆等部分组成。可将太阳能转化为设备需要的电能，支持设备阴雨天连续供电3-4天。

现场实图：