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2024年度農(nóng)業(yè)主推技術(shù)——設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)及遠程智能控制系統(tǒng)技術(shù)
導讀：雖然我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設還處于起步階段，但在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領域已經(jīng)有了初步應用，如智能化培育控制、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、遠程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)等。
【農(nóng)機網(wǎng) 科技創(chuàng)新】
一、技術(shù)概述
一、技術(shù)概述
（一）技術(shù)基本情況
內(nèi)蒙古處在北方高寒地區(qū)，蔬菜的生產(chǎn)離不開設施農(nóng)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(chǎn)量和品質(zhì)，急需要引入先進、經(jīng)濟的現(xiàn)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(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的發(fā)展提供了一個良好的契機。雖然我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設還處于起步階段，但在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領域已經(jīng)有了初步應用，如智能化培育控制、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、遠程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡傳輸技術(shù)、智能控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新型智能算法等軟硬件技術(shù)結(jié)合，應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將農(nóng)業(yè)設施和設備實現(xiàn)互聯(lián)接入，通過專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)平臺準確收集作物及環(huán)境的各種數(shù)據(jù)，通過使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的檢測、控制技術(shù)完成對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的實時監(jiān)控，采集多種作物與環(huán)境參數(shù)，如土壤溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等，經(jīng)智能算法分析這些實時數(shù)據(jù)，建立基于數(shù)據(jù)的科學智能管理，控制設備自動實現(xiàn)澆水、通風、補光、增加二氧化碳濃度等的自動控制。同時，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)設備的遠程控制，生產(chǎn)經(jīng)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(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)各個階段的工作效率。例如，在種植和培育階段，應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析實時的土壤情況，選擇合適的農(nóng)作物；在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)經(jīng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。并且，引入遠程視頻監(jiān)控，真正實現(xiàn)無人值守。
（二）技術(shù)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(xiàn)已投入試運行并推廣應用。
2.已基本完成單接入點的網(wǎng)絡系統(tǒng)軟硬件研發(fā)，并將投入測試；調(diào)整完善系統(tǒng)，并建立了2個樣板推廣試點。
（三）提質(zhì)增效情況
1.經(jīng)濟效益
可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精準化、遠程化和自動化及農(nóng)產(chǎn)品智能儲運等技術(shù)的應用，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低循環(huán)流轉(zhuǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有較強的盈利能力和抗風險能力。
(1)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。
(2)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的投入成本。由于采用最新的電子技術(shù)，提供遠程手機監(jiān)控，使用方便，可靠，幫助設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者極大的降低了人工成本，有效的減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入。
(3)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(nóng)業(yè)災害的發(fā)生，為農(nóng)產(chǎn)品的豐收保駕護航，實現(xiàn)增產(chǎn)增收。
(4)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的建立，可帶動當?shù)刂苓叜a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過合作為當?shù)亟?jīng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息資源，加快了農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實時動態(tài)，并可以有效的應對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)揮積極作用。
(2)通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的使用，帶動更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者增產(chǎn)增收，從中切實感受到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用帶來的便捷和實惠，進一步推動我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化、智能化進程。
(3)帶動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關設備和軟件產(chǎn)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(chǎn)業(yè)間接創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位，能夠為當?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、帶動社會就業(yè)、發(fā)展經(jīng)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(nóng)業(yè)大學、中科院、北京科技大學、西安交通大學、內(nèi)蒙古大學、內(nèi)蒙古科技大學、內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)，建立了生長數(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)資源，做到節(jié)水、節(jié)肥，有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)“環(huán)境可測量、生產(chǎn)可控、質(zhì)量可追溯性”的目標，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。
二、技術(shù)要點
示范推廣設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)及遠程智能控制系統(tǒng)技術(shù)，可以加快鄂爾多斯市信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的建設步伐，推動鄂爾多斯市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)配套設施，實施信息化農(nóng)業(yè)管理模式，從而加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)分戶的單獨控制，節(jié)省資源，降低成本。
（二）采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集是由現(xiàn)場的傳感設備經(jīng)485總線通信方式傳輸?shù)较挛粰C，以STM32為主控芯片作為最小系統(tǒng)模塊終端，負責傳感器數(shù)據(jù)量采集，采集到的值可以由OLED模塊實時顯示，顯示的數(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠程監(jiān)控
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過Wi-Fi通訊模塊以EDP網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)送至云平臺，經(jīng)過云平臺的數(shù)據(jù)解析后，用戶可以在客戶端(包括PC機的網(wǎng)頁和手機APP)查看溫室現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。使用高清網(wǎng)絡直播攝像頭，將其地址鏈接到云平臺，實現(xiàn)溫室大棚的畫面監(jiān)控。
（四）農(nóng)業(yè)設備遠程控制
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者可通過手機客戶端的控制按鈕，下發(fā)生產(chǎn)指令遠程操控農(nóng)業(yè)設備，經(jīng)云平臺數(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)及遠程智能控制系統(tǒng)技術(shù)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(xiàn)設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精準化、遠程化和自動化及農(nóng)產(chǎn)品智能儲運等技術(shù)的應用，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低循環(huán)流轉(zhuǎn)成本、節(jié)約資源投入，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本，有效的減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入，提高農(nóng)戶的種植效益，總投資收益率可達80%，凈利潤率50%。
通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(nóng)業(yè)災害的發(fā)生，為農(nóng)產(chǎn)品的豐收保駕護航，增加農(nóng)戶開展種植生產(chǎn)的盈利能力和抗風險能力，實現(xiàn)增產(chǎn)增收，真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)“環(huán)境可測量、生產(chǎn)可控、質(zhì)量可追溯性”的目標，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。
五、注意事項
1.部分設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有關技術(shù)性產(chǎn)品不成熟、感應器產(chǎn)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(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范工作，通過試驗示范正確引導農(nóng)民正確應用，進而推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛運用。
3.通過開展農(nóng)村科技遠程教育普及設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)和遠程智能控制系統(tǒng)技術(shù)，使農(nóng)民改變陳舊的種植管理觀念，快速接納農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這一新鮮事物。
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