AbstrakAng intelligentization ng modernong pasilidad sa agrikultura ay pangunahing nakasalalay sa sistema ng operasyon at pagpapanatili. Ang intelligentization ng sistema ng operasyon at pagpapanatili ay direktang nauugnay sa komprehensibong kahusayan ng operasyon ng greenhouse, at kumakatawan din sa modernisasyon ng pasilidad sa agrikultura, na may halaga ng pagpapasikat at malalim na pag-unlad. Ipinakikilala ng papel na ito ang aplikasyon ng intelligent operation at maintenance system sa isang pasilidad sa agrikultura sa Qingdao, sinusuri ang epekto ng aplikasyon nito, at sinusuri ang halaga ng pagpapasikat ng sistema, upang magbigay ng impormasyon para sa mga kaugnay na practitioner at mapalawak ang karagdagang malalim na pag-aaral ng mga kaugnay na sistema, sa gayon ay pinapabuti ang teknikal at intelligent na antas ng pasilidad sa agrikultura.

Mga Keyword: Matalinong Sistema ng Operasyon at Pagpapanatili; Agrikultura ng Pasilidad; Aplikasyon

Dahil sa mabilis na pag-unlad ng Tsina, ang mga tradisyunal na pamamaraan ng produksyon ng agrikultura ay hindi kayang matugunan ang mga pangangailangan ng lipunan para sa kalidad at dami ng mga produktong agrikultural. Ang modernong agrikultura sa pasilidad, na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na ani, kahusayan, at superior na kalidad, ay mabilis na umunlad nitong mga nakaraang taon, na nagpapakita ng napakalaking potensyal sa merkado. Gayunpaman, kumpara sa mga mauunlad na bansa o rehiyon ng agrikultura sa mundo, ang antas ng teknolohiya ng agrikultura sa pasilidad ng Tsina ay nahuhuli pa rin nang malaki, lalo na sa aplikasyon ng mga intelligent operation at maintenance system na nakabatay sa IoT ng agrikultura tulad ng mga agricultural sensor at machine cloud brain, kung saan ang digitalization ay nangangailangan ng agarang pagpapabuti.

1. Matalinong Sistema ng Operasyon at Pagpapanatili para sa Agrikultura

1.1 Kahulugan ng Sistema

Ang intelligent operation and maintenance system para sa agrikultura ay isang umuusbong na teknolohiya ng sistema na malalim na nagsasama ng teknolohiya ng IoT, intelligent management technology, at iba't ibang proseso ng agrikultura tulad ng pagtatanim, pag-iimbak, pagproseso, transportasyon, traceability, at pagkonsumo. Sa pamamagitan ng integrasyon ng "system+hardware", ginagamit ng agricultural intelligent operation and maintenance system ang mga pangunahing teknolohiya ng Internet of Things, tulad ng sensing technology, transmission technology, processing technology at common technology, upang komprehensibong malutas ang mga multi-interactive na problema tulad ng agricultural individual identification, situational awareness, heterogeneous equipment networking, multi-source heterogeneous data processing, knowledge discovery at decision support.

1.2 Teknikal na Ruta

Karaniwan, ang istruktura ng sistema ng pamamahala ng agrikultura ay pangunahing binubuo ng persepsyon, network, at plataporma. Batay dito, maaaring palawakin ng mga negosyo ang mas lohikal na mga layer ayon sa mga uri ng agrikultura at mga pangangailangan ng negosyo. Ang arkitektura ng sistema ng matalinong operasyon at pagpapanatili ng agrikultura ay ipinapakita sa Figure 1.

Upang matugunan ang mga pangangailangan ng matalinong operasyon at pagpapanatili ng pasilidad ng agrikultura, maaaring ipasadya ang mga sensor tulad ng temperature at humidity sensor, carbon dioxide sensor, illumination sensor, current sensor, water flow sensor, carbon dioxide flow sensor, natural gas flow sensor, weight pressure sensor, EC sensor at pH sensor, at maaaring magsaliksik at bumuo ng mga sensor ang mga negosyong may malaking demand, at dumaan sa pinagbabatayan na protocol ng pagpapadala ng data upang matiyak ang matatag na pagpapadala at pagkuha ng data.

1.3 Kahalagahan ng Pag-unlad

Ang matalinong sistema ng operasyon at pagpapanatili ay gumagamit ng teknolohiya ng matalinong pagdama, teknolohiya sa paghahatid ng impormasyon, at matalinong teknolohiya sa pagproseso sa pamamagitan ng Internet of Things ng agrikultura upang magsagawa ng real-time na pagsubaybay at remote control ng lahat ng mga link sa mga aktibidad sa agrikultura, itaguyod ang matalinong pagbibigay ng impormasyon sa produksyon ng agrikultura, pamamahala, at estratehikong desisyon, at maisakatuparan ang mataas na kahusayan, pagpapatindi, saklaw, at estandardisasyon ng produksyon ng agrikultura. Panghuli, maisasakatuparan ang patayong koneksyon ng lahat ng mga link sa produksyon ng pananim at ang pahalang na koneksyon ng lahat ng mga link sa buong kadena ng industriya ng agrikultura. Lilikha ng isang ekolohiya ng pabilog na ekonomiya na may sistema ng teknolohiya sa pagtatanim, plataporma ng utak ng agrikultura, kaligtasan ng pagkain sa agrikultura, plataporma ng kalakalan ng mga produktong agrikultural, bagong sistemang pinansyal ng kadena ng suplay ng agrikultura, katangiang turismo sa agrikultura, at komplementaryong pagtatanim at pagpaparami (Larawan 2).

 

2.Pagsubaybay sa impormasyon ng pagsasama ng tubig at pataba

2.1 Prinsipyo ng Sistema

Ang sistema ay nagsasagawa ng negatibong feedback sa sistema ng tubig at pataba sa pamamagitan ng pagtukoy sa nilalaman ng tubig, EC, pH at iba pang mga halaga ng matrix ng sanga ng niyog, na gumaganap ng mahalagang papel sa wastong paggabay sa irigasyon. Ayon sa mga katangian ng iba't ibang tanawin ng pagtatanim, sa pamamagitan ng pagsusuri at pananaliksik sa mga katangian at istruktura ng matrix, upang bumuo ng empirical timing irrigation model, ang upper at lower limit irrigation model ng matrix water setting; ang water and fertilizer integrated information acquisition system ay maaaring kontrolin ang modelo ng irigasyon, ang pag-optimize at pag-ulit ay maaaring isagawa nang tuluy-tuloy sa proseso ng operasyon at pagpapanatili ng produksyon.

2.2 Komposisyon ng Sistema

Ang sistema ay binubuo ng aparatong pangongolekta ng likidong pasukan, aparatong pangongolekta ng likidong pabalik, aparatong pangmonitor ng substrate real-time at bahagi ng komunikasyon, kung saan ang aparatong pangongolekta ng likidong pasukan ay binubuo ng pH sensor, EC sensor, bomba ng tubig, flowmeter at iba pang mga bahagi; at ang aparatong pangongolekta ng likidong pabalik ay binubuo ng pressure sensor, pH sensor, EC sensor at iba pang mga bahagi; Ang aparatong pangmonitor ng substrate real-time ay binubuo ng tray ng pangongolekta ng likidong pabalik, screen ng filter ng likidong pabalik, pressure sensor, pH sensor, EC sensor, temperatura at humidity sensor at iba pang mga bahagi. Ang modyul ng komunikasyon ay may kasamang dalawang modyul na LoRa, isa sa gitnang control room at ang isa naman sa greenhouse (Larawan 3). May koneksyon na naka-wire sa pagitan ng computer at ng bahagi ng komunikasyon na nakalagay sa gitnang control room, may koneksyon na wireless sa pagitan ng bahagi ng komunikasyon na nakalagay sa gitnang control room at ng bahagi ng komunikasyon na nakalagay sa greenhouse, at may koneksyon na naka-wire sa pagitan ng bahagi ng komunikasyon sa greenhouse at ng relay, bahagi ng substrate detection at bahagi ng liquid return detection (Larawan 4).

2.3 Mga Epekto ng Aplikasyon

Ang epekto ng irigasyon gamit ang tubig at sistema ng patubig na ibinibigay pabalik ng sistemang ito ng pagsubaybay ay inihambing sa sistema ng irigasyon na ibinibigay lamang ng mga supplier. Kung ikukumpara sa huli, ang average na irigasyon bawat halaman ng kamatis gamit ang sistemang ito ng pagsubaybay ay nababawasan ng 8.7% bawat araw, at ang dami ng likidong nababalik ay nababawasan ng 18%, at ang halaga ng EC ng likidong nababalik ay halos pareho, na nagpapakita na mas maraming solusyon ng sustansya ang ginagamit ng mga pananim kapag ang sistemang ito ng pagsubaybay ay ginagamit para sa irigasyon ayon sa batas ng pagsipsip ng solusyon ng sustansya ng mga pananim. Ang paggamit ng matalinong sistemang ito ng irigasyon ay maaaring mabawasan ang dami ng irigasyon ng 29% at ang likidong nababalik ng 53% sa karaniwan kumpara sa empirical timed irrigation (Larawan 5 ~ 6).

 

3. Sistema ng Kontrol sa Kapaligiran na Nakabatay sa IoT

Dahil sa pangangailangan ng tumpak na pagkontrol ng malawakang dynamic spectral nodes sa mga pabrika ng planta, ipinakilala ang teknolohiyang fusion Internet of Things upang malutas ang mga problema ng malakihan at heterogeneous na pagkuha ng node at tumpak na pagkontrol sa kapaligiran ng liwanag ng planta. Ang intelligent lighting control system sa pabrika ng planta ay gumagamit ng intelligent LED lighting fixtures bilang carrier, at gumagamit ng WF-IOT big data fusion Internet of Things technology upang bumuo ng isang malawakang decentralized terminal network na sumusuporta sa pagkuha, pagpapadala, at pagkontrol ng datos. Ang sistema ay maaaring malayang ipangkat ayon sa mga kinakailangan sa produksyon, at ang intensity ng liwanag ng mga fixture ng ilaw ng planta ay maaaring patuloy na isaayos sa real time ayon sa iba't ibang kondisyon ng pag-iilaw at mga pangangailangan sa paglaki ng halaman, upang makamit ang tumpak na pagkontrol ng intensity ng karagdagang liwanag at dami ng karagdagang liwanag (Figure 7). Sa pamamagitan ng peripheral network, maisasakatuparan ang dynamic na pagkolekta at pagpapadala ng sensing data tulad ng kapaligiran at illumination, at kasabay nito, maisasakatuparan ang online na pagsubaybay sa pagkonsumo ng enerhiya, at ang pagkonsumo ng enerhiya ng karagdagang liwanag sa bawat lugar ng paglago ay maaaring maunawaan sa real time.

Isinasakatuparan ng sistema ang mahusay na pamamahala ng mga halaman sa pamamagitan ng pagkolekta ng datos ng panloob at panlabas na kontrol ng greenhouse, at kinukumpleto ang pagbuo ng produkto ng "modelo ng pamamahala ng halaman". Sa pamamagitan ng mga sensor ng kuryente, CO2, natural na gas at tubig, naisasagawa ang pagkolekta ng datos sa pagsubaybay ng "sistema ng enerhiya". Gamit ang teknolohiya ng robot vision, sa pamamagitan ng datos ng kulay ng prutas, bilang ng prutas, laki ng tangkay ng prutas, dahon, tangkay at iba pa, ang buong proseso ng datos ng paglaki ng pananim ay sinusubaybayan at kinikilala (Larawan 8).

4.Halaga ng Promosyon

Ang matalinong operasyon at pagpapanatili ng agrikultura, gamit ang mga bentahe ng industrial Internet platform, isang pamumuhunan, maraming beses na paggamit ng serbisyo, at paggamit ng konsepto ng pagbabahagi ng industrial Internet, ay nagtataguyod ng pagtatayo ng Internet of Things sa pasilidad ng agrikultura sa mababang gastos at mataas na kahusayan, at nagpapabuti sa matalino at luntiang antas ng pasilidad ng agrikultura. Kung isasaalang-alang ang isang proyektong naglalapat ng sistema sa Laixi City, Qingdao, ang komprehensibong rate ng paggamit ng pataba ay maaaring umabot sa mahigit 90%, na tatlong beses kaysa sa tradisyonal na pagtatanim ng lupa. Walang paglabas ng dumi sa alkantarilya sa buong proseso, na nakakatipid ng 95% ng tubig kumpara sa pagtatanim sa bukid at binabawasan ang polusyon ng pataba sa lupa. Sa pamamagitan ng pagtukoy ng CO2 sa greenhouse sa pamamagitan ng sistemang ito, ang mga salik sa kapaligiran tulad ng temperatura at liwanag sa loob at labas ng greenhouse ay komprehensibong sinusuri, at ang supply ng CO2 ay kinokontrol sa real time, na hindi lamang nakakatugon sa mga pangangailangan ng mga halaman, kundi nakakaiwas din sa basura, epektibong nagpapalakas ng photosynthesis ng pananim, nagpapabilis ng akumulasyon ng carbohydrate, nagpapataas ng ani bawat unit area at nagpapabuti sa kalidad ng gulay. Ang buong hanay ng sistema ng pamamahala ng operasyon at pagpapanatili ay nakapagpatupad ng awtomatikong operasyon ng mga pasilidad ng pagkontrol sa kapaligiran ng greenhouse, ang awtomatiko at tumpak na operasyon ng mga kagamitang pang-all-weather, nabawasan ang gastos sa enerhiya ng 10% at ang gastos sa manu-manong operasyon ng 60%, at kasabay nito, maaari itong gumawa ng mga proteksiyon na tugon tulad ng pagsasara ng bintana sa unang pagkakataon laban sa masamang panahon tulad ng malakas na hangin, ulan at niyebe, na epektibong naiiwasan ang pagkawala ng greenhouse mismo at mga pananim sa greenhouse sa harap ng biglaang masamang panahon.

5.Konklusyon

Ang modernong pag-unlad ng agrikultura sa pasilidad ay hindi maaaring ihiwalay sa biyaya ng sistema ng matalinong pamamahala sa agrikultura. Tanging ang kaukulang sistema ng pamamahala na may mas malakas na persepsyon, pagsusuri, at kakayahang gumawa ng desisyon ang maaaring patuloy na sumulong sa landas ng modernisasyon. Ang sistema ng matalinong pamamahala sa agrikultura ay lubos na nakakabawas sa mga kakulangan ng artipisyal na pamamahala at nagtataguyod ng matalinong pagbibigay ng impormasyon sa produksyon, pamamahala, at estratehikong desisyon sa agrikultura. Sa pagtaas ng input at patuloy na pagpapayaman ng mga senaryo ng paggamit ng sistema, ang modelo ng datos nito ay kailangang patuloy na i-update at ulitin batay sa mas maraming datos, upang maging mas matalino, at komprehensibong mapabuti ang matalinong antas ng modernong agrikultura sa pasilidad.

WAKAS

[impormasyon sa pagbanggit]

Orihinal na may-akda: Sha Bifeng, Zhang Zheng, etl. Greenhouse Horticulture Agricultural Engineering Technology Abril 19, 2024 10:47 Beijing