AbstraktIntelligensiseringen av moderne anleggslandbruk avhenger hovedsakelig av drifts- og vedlikeholdssystemet. Intelligensiseringen av drifts- og vedlikeholdssystemet er direkte relatert til den omfattende effektiviteten til drivhusdrift, og representerer også moderniseringen av anleggslandbruket, som har verdien av popularisering og dyptgående utvikling. Denne artikkelen introduserer anvendelsen av intelligente drifts- og vedlikeholdssystemer i en anleggslandbruksbase i Qingdao, analyserer dens anvendelseseffekt og evaluerer populariseringsverdien av systemet, for å gi informasjonsreferanse for relevante praktikere og utvide den videre dyptgående studien av relaterte systemer, og dermed forbedre det tekniske og intelligente nivået av anleggslandbruk.

NøkkelordIntelligent drifts- og vedlikeholdssystem; Landbruk; Bruksområde

Med Kinas raske utvikling har tradisjonelle landbruksproduksjonsmetoder ikke vært i stand til å møte samfunnets krav til kvalitet og kvantitet på landbruksprodukter. Moderne anleggslandbruk, preget av høy avkastning, effektivitet og overlegen kvalitet, har utviklet seg raskt de siste årene, og presenterer et enormt markedspotensial. Sammenlignet med utviklede landbruksland eller -regioner i verden henger imidlertid Kinas teknologinivå for anleggslandbruk fortsatt betydelig etter, spesielt når det gjelder bruk av intelligente drifts- og vedlikeholdssystemer basert på IoT i landbruket, som landbrukssensorer og maskinskyhjerner, der digitaliseringen trenger rask forbedring.

1. Intelligent drifts- og vedlikeholdssystem for landbruk

1.1 Systemdefinisjon

Det intelligente drifts- og vedlikeholdssystemet for landbruk er en fremvoksende systemteknologi som integrerer IoT-teknologi, intelligent styringsteknologi og ulike landbruksprosesser som planting, lagring, prosessering, transport, sporbarhet og forbruk i dybden. Gjennom integrering av "system + maskinvare" bruker det intelligente drifts- og vedlikeholdssystemet for landbruket nøkkelteknologiene fra tingenes internett, som sensorteknologi, overføringsteknologi, prosesseringsteknologi og felles teknologi, for å løse multiinteraktive problemer som identifikasjon av landbruksindivider, situasjonsforståelse, nettverk av heterogent utstyr, heterogen databehandling fra flere kilder, kunnskapsoppdagelse og beslutningsstøtte.

1.2 Teknisk rute

Vanligvis består strukturen til et landbruksstyringssystem hovedsakelig av persepsjon, nettverk og plattform. På dette grunnlaget kan bedrifter utvide flere logiske lag i henhold til landbrukstyper og forretningsbehov. Arkitekturen til det intelligente drift- og vedlikeholdssystemet for landbruket er vist i figur 1.

For å møte behovene for intelligent drift og vedlikehold av landbruksanlegg, kan sensorer som temperatur- og fuktighetssensorer, karbondioksidsensorer, lyssensorer, strømsensorer, vannstrømningssensorer, karbondioksidstrømningssensorer, naturgassstrømningssensorer, vekt- og trykksensorer, EC-sensorer og pH-sensorer tilpasses, og bedrifter med stor etterspørsel kan undersøke og utvikle sensorer, og gjennom den underliggende dataoverføringsprotokollen sikre stabil overføring og datafangst.

1.3 Utviklingens betydning

Det intelligente drifts- og vedlikeholdssystemet bruker intelligent sensorteknologi, informasjonsoverføringsteknologi og intelligent prosesseringsteknologi gjennom landbrukets tingenes internett for å utføre sanntidsovervåking og fjernkontroll av alle ledd i landbruksaktiviteter, fremme intelligent informasjonsbygging av landbruksproduksjon, styring og strategiske beslutninger, og realisere høy effektivitet, intensivering, skalering og standardisering av landbruksproduksjonen. Til slutt vil den vertikale forbindelsen av alle ledd i avlingsproduksjonen og den horisontale forbindelsen av alle ledd i hele landbrukskjeden bli realisert. Skap en sirkulærøkonomisk økologi med planteteknologisystem, landbrukshjerneplattform, landbruksmattrygghet, handelsplattform for landbruksprodukter, nytt finanssystem for landbruksforsyningskjeden, karakteristisk landbruksturisme og komplementær planting og avl (figur 2).

 

2.Informasjonsovervåking av integrering av vann og gjødsel

2.1 Systemprinsipp

Systemet utfører negativ tilbakemelding til vann- og gjødselsystemet ved å oppdage vanninnhold, EC, pH og andre verdier i kokosklimatrisen, noe som spiller en viktig rolle i å styre vanningen nøyaktig. I henhold til egenskapene til forskjellige plantescener, gjennom analyse og forskning på matriseegenskaper og struktur, for å utvikle den empiriske tidsmessige vanningsmodellen, den øvre og nedre grensevanningsmodellen for matrisevanninnstilling. Et integrert informasjonsinnsamlingssystem for vann og gjødsel kan kontrollere vanningsmodellen, optimalisering og iterasjon kan utføres kontinuerlig i produksjons-, drifts- og vedlikeholdsprosessen.

2.2 Systemsammensetning

Systemet består av en væskeinntaksoppsamlingsenhet, en væskereturoppsamlingsenhet, en sanntidsovervåkingsenhet for substrat og en kommunikasjonskomponent, hvor væskeinntaksoppsamlingsenheten består av en pH-sensor, en EC-sensor, en vannpumpe, et strømningsmåler og andre deler; og væskereturoppsamlingsenheten består av en trykksensor, en pH-sensor, en EC-sensor og andre deler; sanntidsovervåkingsenheten for substrat består av et væskereturoppsamlingsbrett, en væskereturfilterskjerm, en trykksensor, en pH-sensor, en EC-sensor, en temperatur- og fuktighetssensor og andre deler. Kommunikasjonsmodulen inkluderer to LoRa-moduler, en i det sentrale kontrollrommet og den andre i drivhuset (figur 3). Det finnes en kablet forbindelse mellom datamaskinen og kommunikasjonskomponenten som er plassert i det sentrale kontrollrommet, en trådløs forbindelse mellom kommunikasjonskomponenten som er plassert i det sentrale kontrollrommet og kommunikasjonskomponenten som er plassert i drivhuset, og det finnes en kablet forbindelse mellom kommunikasjonskomponenten i drivhuset og reléet, substratdeteksjonskomponenten og væskereturdeteksjonskomponenten (figur 4).

2.3 Applikasjonseffekter

Effekten av vanning med vann- og gjødselvanningssystem som mates tilbake av dette overvåkingssystemet sammenlignes med effekten av vanningssystemer levert av leverandører alene. Sammenlignet med sistnevnte reduseres gjennomsnittlig vanning per tomatplante med dette overvåkingssystemet med 8,7 % per dag, og returvæskevolumet reduseres med 18 %, og EC-verdien for returvæsken er i utgangspunktet den samme, noe som viser at mer næringsløsning brukes av avlinger når dette overvåkingssystemet brukes til vanning i henhold til loven om absorpsjon av næringsløsning av avlinger. Bruk av dette intelligente vanningssystemet kan redusere vanningsmengden med 29 % og væskereturen med 53 % i gjennomsnitt sammenlignet med empirisk tidsbestemt vanning (figur 5 ~ 6).

 

3. IoT-basert miljøkontrollsystem

I lys av behovet for nøyaktig kontroll av storskala dynamiske spektrale noder i anleggsfabrikker, introduseres fusjonsteknologi for tingenes internett (IoT) for å løse problemene med storskala og heterogen nodeinnsamling og nøyaktig kontroll av anleggets lysmiljø. Intelligente lyskontrollsystemer i anleggsfabrikker bruker intelligente LED-lysarmaturer som bærer, og bruker WF-IOT stordatafusjonsteknologi for tingenes internett for å bygge et storskala desentralisert terminalnettverk som støtter datainnsamling, overføring og kontroll. Systemet kan grupperes fritt i henhold til produksjonskrav, og lysintensiteten til anleggets lysarmaturer kan kontinuerlig justeres i sanntid i henhold til forskjellige lysforhold og plantevekstbehov, for å oppnå nøyaktig kontroll av tilleggslysintensitet og tilleggslysmengde (figur 7). Gjennom det perifere nettverket kan dynamisk innsamling og overføring av sensordata som miljø og belysning realiseres, og samtidig kan online overvåking av energiforbruk realiseres, og energiforbruket til tilleggslys i hvert vekstområde kan måles i sanntid.

Systemet realiserer finstyring av planter ved å samle inn data om intern og ekstern kontroll av drivhus, og fullfører produktutviklingen av en "plantestyringsmodell". Gjennom sensorer for strøm, CO2, naturgass og vann realiseres overvåkingsdatainnsamling av "energisystemet". Ved hjelp av robotvisjonsteknologi overvåkes og gjenkjennes hele prosessen med avlingsvekstdata gjennom data om fruktfarge, fruktantall, fruktstengelstørrelse, blader, stilker og så videre (figur 8).

4.Kampanjeverdi

Et intelligent drifts- og vedlikeholdssystem for landbruket, som bruker fordelene med en industriell internettplattform, én investering, mange gangers tjenestebruk, og delingskonseptet med industrielt internett, fremmer byggingen av tingenes internett i anleggslandbruk til lave kostnader og høy effektivitet, og forbedrer det intelligente og grønne nivået av anleggslandbruk. Hvis vi tar et prosjekt som bruker systemet i Laixi City, Qingdao, som et eksempel, kan den omfattende utnyttelsesgraden av gjødsel nå over 90 %, som er tre ganger så høy som tradisjonell jorddyrking. Det er ingen utslipp av produksjonsavløp i hele prosessen, noe som sparer 95 % vann sammenlignet med åkerdyrking og reduserer forurensning av gjødsel til jord. Ved å detektere CO2 i drivhus av dette systemet, analyseres miljøfaktorer som temperatur og belysning inne og utenfor drivhuset grundig, og CO2-tilførselen reguleres i sanntid, noe som ikke bare dekker plantenes behov, men også unngår avfall, effektivt styrker avlingenes fotosyntese, akselererer karbohydratopphopning, øker avlingen per arealenhet og forbedrer grønnsakskvaliteten. Hele settet med drifts- og vedlikeholdsstyringssystemer har realisert automatisk drift av drivhusmiljøkontrollanlegg, automatisk og nøyaktig drift av allværsutstyr, redusert energikostnadene med 10 % og manuelle driftskostnader med 60 %. Samtidig kan det gi beskyttende tiltak som å lukke vinduet første gang mot ugunstig vær som sterk vind, regn og snø, og effektivt unngå tap av selve drivhuset og avlinger i drivhuset i møte med plutselig dårlig vær.

5.Konklusjon

Den moderne utviklingen av anleggslandbruk kan ikke skilles fra velsignelsen av intelligente landbruksstyringssystemer. Bare det tilsvarende styringssystemet med sterkere persepsjons-, analyse- og beslutningstaking kan fortsette å bevege seg fremover på moderniseringsveien. Intelligente landbruksstyringssystemer reduserer i stor grad manglene ved kunstig styring og fremmer intelligent informasjonsbygging av landbruksproduksjon, styring og strategiske beslutninger. Med økningen av input og den kontinuerlige berikelsen av systemets bruksscenarioer, må datamodellen oppdateres og itereres kontinuerlig basert på flere data, bli mer intelligent og forbedre den intelligente graden av moderne anleggslandbruk omfattende.

SLUTT

[sitasjonsinformasjon]

Opprinnelig forfatter Sha Bifeng, Zhang Zheng, m.fl. Drivhushagebruk Landbruksteknikkteknologi 19. april 2024 10:47 Beijing