SažetakInteligentizacija moderne poljoprivredne proizvodnje uglavnom zavisi od sistema rada i održavanja. Inteligencija sistema rada i održavanja direktno je povezana sa sveobuhvatnom efikasnošću rada staklenika, a također predstavlja modernizaciju poljoprivredne proizvodnje, što ima vrijednost popularizacije i dubinskog razvoja. Ovaj rad predstavlja primjenu inteligentnog sistema rada i održavanja u poljoprivrednoj bazi u Qingdao-u, analizira njegov učinak primjene i procjenjuje vrijednost popularizacije sistema, kako bi se pružile referentne informacije za relevantne praktičare i proširilo daljnje dubinsko proučavanje srodnih sistema, čime se poboljšava tehnički i inteligentni nivo poljoprivredne proizvodnje.

Ključne riječiInteligentni sistem za upravljanje i održavanje; Poljoprivreda objekata; Primjena

S brzim razvojem Kine, tradicionalne metode poljoprivredne proizvodnje nisu bile u stanju zadovoljiti zahtjeve društva za kvalitetom i količinom poljoprivrednih proizvoda. Moderna poljoprivreda zasnovana na objektima, koju karakteriziraju visoki prinosi, efikasnost i vrhunski kvalitet, brzo se razvila posljednjih godina, predstavljajući ogroman tržišni potencijal. Međutim, u poređenju s razvijenim poljoprivrednim zemljama ili regijama u svijetu, nivo tehnologije poljoprivredne proizvodnje u Kini i dalje značajno zaostaje, posebno u primjeni inteligentnih sistema rada i održavanja zasnovanih na poljoprivrednom IoT-u, kao što su poljoprivredni senzori i mozgovi mašinskog oblaka, gdje je digitalizacija potrebna hitno poboljšanje.

1. Inteligentni sistem rada i održavanja za poljoprivredu

1.1 Definicija sistema

Inteligentni sistem rada i održavanja za poljoprivredu je nova sistemska tehnologija koja duboko integriše IoT tehnologiju, tehnologiju inteligentnog upravljanja i različite poljoprivredne procese kao što su sadnja, skladištenje, obrada, transport, sljedivost i potrošnja. Kroz integraciju "sistema + hardvera", inteligentni sistem rada i održavanja u poljoprivredi koristi ključne tehnologije Interneta stvari, kao što su tehnologija senzora, tehnologija prenosa, tehnologija obrade i zajednička tehnologija, kako bi sveobuhvatno riješio multi-interaktivne probleme kao što su identifikacija poljoprivrednih pojedinaca, situacijska svjesnost, umrežavanje heterogene opreme, obrada heterogenih podataka iz više izvora, otkrivanje znanja i podrška odlučivanju.

1.2 Tehnička ruta

Obično se struktura sistema za upravljanje poljoprivredom uglavnom sastoji od percepcije, mreže i platforme. Na toj osnovi, preduzeća mogu proširiti više logičkih slojeva u skladu s vrstama poljoprivrede i poslovnim potrebama. Arhitektura inteligentnog sistema za rad i održavanje u poljoprivredi prikazana je na slici 1.

Kako bi se zadovoljile potrebe inteligentnog rada i održavanja poljoprivrednih objekata, senzori poput senzora temperature i vlažnosti, senzora ugljičnog dioksida, senzora osvjetljenja, senzora struje, senzora protoka vode, senzora protoka ugljičnog dioksida, senzora protoka prirodnog plina, senzora težine i pritiska, EC senzora i pH senzora mogu se prilagoditi, a poduzeća s velikom potražnjom mogu istraživati ​​i razvijati senzore te proći kroz osnovni protokol prijenosa podataka kako bi osigurala stabilan prijenos i snimanje podataka.

1.3 Značaj razvoja

Inteligentni sistem rada i održavanja koristi inteligentnu tehnologiju očitavanja, tehnologiju prijenosa informacija i inteligentnu tehnologiju obrade putem poljoprivrednog Interneta stvari kako bi se provodilo praćenje u stvarnom vremenu i daljinsko upravljanje svim vezama u poljoprivrednim aktivnostima, promovirala inteligentna informatizacija poljoprivredne proizvodnje, upravljanja i strateških odluka, te ostvarila visoka efikasnost, intenziviranje, obim i standardizacija poljoprivredne proizvodnje. Konačno, ostvarit će se vertikalna povezanost svih veza u proizvodnji usjeva i horizontalna povezanost svih veza u cijelom lancu poljoprivredne industrije. Stvorit će se kružna ekonomska ekologija sa sistemom tehnologije sadnje, platformom za poljoprivredni mozak, sigurnošću poljoprivredne hrane, platformom za trgovinu poljoprivrednim proizvodima, novim finansijskim sistemom poljoprivrednog lanca snabdijevanja, karakterističnim poljoprivrednim turizmom i komplementarnom sadnjom i uzgojem (Slika 2).

 

2.Praćenje informacija o integraciji vode i gnojiva

2.1 Princip sistema

Sistem provodi negativnu povratnu informaciju prema sistemu za vodu i gnojivo detekcijom sadržaja vode, elektrokondenzacijske sposobnosti (EC), pH vrijednosti i drugih vrijednosti matrice kokosovih mekinja, što igra važnu ulogu u preciznom vođenju navodnjavanja. U skladu s karakteristikama različitih scena sadnje, kroz analizu i istraživanje karakteristika i strukture matrice, razvija se empirijski model vremenskog navodnjavanja, gornji i donji granični model navodnjavanja za podešavanje vode u matrici; integrirani sistem za akviziciju informacija o vodi i gnojivu može kontrolirati model navodnjavanja, a optimizacija i iteracija mogu se kontinuirano provoditi u procesu proizvodnje, rada i održavanja.

2.2 Sastav sistema

Sistem se sastoji od uređaja za sakupljanje ulaza tečnosti, uređaja za sakupljanje povrata tečnosti, uređaja za praćenje supstrata u realnom vremenu i komunikacijske komponente, pri čemu se uređaj za sakupljanje ulaza tečnosti sastoji od pH senzora, EC senzora, vodene pumpe, mjerača protoka i drugih dijelova; a uređaj za sakupljanje povrata tečnosti sastoji se od senzora pritiska, pH senzora, EC senzora i drugih dijelova; Uređaj za praćenje supstrata u realnom vremenu sastoji se od posude za sakupljanje povrata tečnosti, filtera za povrat tečnosti, senzora pritiska, pH senzora, EC senzora, senzora temperature i vlažnosti i drugih dijelova. Komunikacijski modul uključuje dva LoRa modula, jedan u centralnoj kontrolnoj sobi, a drugi u stakleniku (Slika 3). Postoji žičana veza između računara i komunikacijske komponente smještene u centralnoj kontrolnoj sobi, bežična veza postoji između komunikacijske komponente smještene u centralnoj kontrolnoj sobi i komunikacijske komponente smještene u stakleniku, a postoji žičana veza između komunikacijske komponente u stakleniku i releja, komponente za detekciju supstrata i komponente za detekciju povrata tečnosti (Slika 4).

2.3 Efekti primjene

Efekat navodnjavanja sistemom za navodnjavanje vodom i đubrivom, koji se dobija putem ovog sistema za praćenje, upoređen je sa efektom sistema za navodnjavanje koji obezbjeđuju samo dobavljači. U poređenju sa ovim potonjim, prosječno navodnjavanje po biljci paradajza sa ovim sistemom za praćenje smanjuje se za 8,7% dnevno, a zapremina povratne tečnosti se smanjuje za 18%, dok je EC vrijednost povratne tečnosti u osnovi ista, što pokazuje da usevi koriste više rastvora hranjivih materija kada se ovaj sistem za praćenje koristi za navodnjavanje u skladu sa zakonom apsorpcije rastvora hranjivih materija od strane useva. Korištenjem ovog inteligentnog sistema za navodnjavanje može se smanjiti količina navodnjavanja za 29%, a povrat tečnosti za 53% u prosjeku u poređenju sa empirijskim vremenski regulisanim navodnjavanjem (Slike 5 ~ 6).

 

3. Sistem za kontrolu okoline zasnovan na IoT-u

Suočavajući se sa zahtjevom za preciznom kontrolom velikih dinamičkih spektralnih čvorova u fabrikama, uvedena je fuzijska tehnologija Interneta stvari kako bi se riješili problemi akvizicije čvorova velikih razmjera i heterogenih podataka i precizne kontrole svjetlosnog okruženja postrojenja. Inteligentni sistem upravljanja rasvjetom u fabrici postrojenja koristi inteligentne LED rasvjetna tijela kao nosioca i usvaja WF-IOT tehnologiju fuzije velikih podataka Interneta stvari za izgradnju decentralizirane terminalne mreže velikih razmjera koja podržava akviziciju, prijenos i kontrolu podataka. Sistem se može slobodno grupirati prema zahtjevima proizvodnje, a intenzitet svjetlosti rasvjetnih tijela postrojenja može se kontinuirano podešavati u realnom vremenu u skladu s različitim uvjetima osvjetljenja i potrebama rasta biljaka, kako bi se ostvarila precizna kontrola intenziteta i količine dopunske svjetlosti (Slika 7). Putem periferne mreže može se ostvariti dinamičko prikupljanje i prijenos senzorskih podataka kao što su okruženje i osvjetljenje, a istovremeno se može ostvariti online praćenje potrošnje energije i potrošnja energije dopunske svjetlosti u svakom području rasta može se pratiti u realnom vremenu.

Sistem ostvaruje fino upravljanje biljkama prikupljanjem podataka o internoj i eksternoj kontroli staklenika i dovršava razvoj proizvoda "model upravljanja biljkama". Pomoću senzora struje, CO2, prirodnog gasa i vode ostvaruje se prikupljanje podataka praćenja "energetskog sistema". Korištenjem tehnologije robotskog vida, putem podataka o boji plodova, broju plodova, veličini stabljika plodova, listovima, stabljikama i tako dalje, prati se i prepoznaje cijeli proces rasta usjeva (Slika 8).

4.Promotivna vrijednost

Inteligentni sistem za poljoprivredu i održavanje, koristeći prednosti industrijske internet platforme, jedno ulaganje, višestruko korištenje usluge, koristeći koncept dijeljenja industrijskog interneta, promovira izgradnju Interneta stvari u poljoprivredi objekata uz niske troškove i visoku efikasnost, te poboljšava inteligentan i zeleni nivo poljoprivrede objekata. Uzimajući kao primjer projekat primjene sistema u gradu Laixi, Qingdao, sveobuhvatna stopa iskorištenosti gnojiva može doseći preko 90%, što je tri puta više od tradicionalne obrade tla. U cijelom procesu nema ispuštanja otpadnih voda iz proizvodnje, što štedi 95% vode u poređenju s obradom polja i smanjuje zagađenje tla gnojivom. Detekcijom CO2 u plasteniku pomoću ovog sistema, faktori okoline poput temperature i osvjetljenja unutar i izvan plastenika se sveobuhvatno analiziraju, a opskrba CO2 se regulira u stvarnom vremenu, što ne samo da zadovoljava potrebe biljaka, već i izbjegava otpad, efikasno jača fotosintezu usjeva, ubrzava akumulaciju ugljikohidrata, povećava prinos po jedinici površine i poboljšava kvalitet povrća. Cijeli set sistema za upravljanje radom i održavanjem realizovao je automatski rad postrojenja za kontrolu okruženja u stakleniku, automatski i precizan rad opreme za sve vremenske uslove, smanjio troškove energije za 10% i troškove ručnog rada za 60%, a istovremeno može preduzeti zaštitne mjere poput zatvaranja prozora pri prvom pokušaju zaštite od nepovoljnih vremenskih uslova poput jakog vjetra, kiše i snijega, efikasno izbjegavajući gubitak samog staklenika i usjeva u stakleniku u slučaju iznenadnog lošeg vremena.

5.Zaključak

Moderni razvoj poljoprivredne mehanizacije ne može se odvojiti od blagodati inteligentnog sistema upravljanja u poljoprivredi. Samo odgovarajući sistem upravljanja koji ima jaču percepciju, analizu i sposobnost donošenja odluka može nastaviti kretanje naprijed na putu modernizacije. Inteligentni sistem upravljanja u poljoprivredi značajno smanjuje nedostatke vještačkog upravljanja i promoviše inteligentnu informatizaciju poljoprivredne proizvodnje, upravljanja i strateških odluka. Sa povećanjem inputa i kontinuiranim obogaćivanjem scenarija korištenja sistema, njegov model podataka treba stalno ažurirati i ponavljati na osnovu više podataka, postajući inteligentniji i sveobuhvatno poboljšavajući inteligentni nivo moderne poljoprivredne mehanizacije.

KRAJ

[informacije o citatu]

Originalni autor Sha Bifeng, Zhang Zheng, i dr. Staklenička hortikultura Poljoprivredna inženjerska tehnologija 19. april 2024. 10:47 Peking