一、方案背景

隨著城市的發展，人們對于生活水準的要求也越來越高，對于食物的品質需求也越來越高，我作為世界農業大國，農業的發展優勢慢慢降低，智慧化農業將帶來一次新的農業結構改革。農業的根本問題是效率不高、效益不強、效能不夠，原因在于各生產要素缺乏耦合效應，產業鏈銜接不緊農業大系統循環性、協同性不夠。這導致了農業發展較為粗放，而這種粗放也是長期以來農業基準數據資源薄弱、數據結構不合理、數據細節程度不夠、數據標準化、規范化水平差等原因緊密相連。

物聯網技術的不斷發展，越來越多的技術應用到農業生產中。目前，遠程監控系統、無線傳感器監測等技術日趨成熟，并逐步應用到了智慧農業建設中，主要包括環境、動植物信息檢測，溫室農業大棚信息檢測和標準化生產監控，精農業中的節水灌溉等應用模式。提高了農業生產的管理效率、提升了農產品的附加值、加快了智慧農業的建設步伐。

二、現狀及痛點

在農業生產過程中，農作物的生長與自然界的多種因素息息相關，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強度條件、二氧化碳濃度、水分及其他養分等等。傳統農業作業過程中，對這些影響農作物生長的參數進行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準確性，農業生產也就成為一種粗放式管理，達不到精細化管理的要求。

以傳感器與無線通信網絡相結合的環境監測控制系統在設施農業中大受歡迎，并迅速推廣開來。針對農業大棚管理的現狀及痛點，提出智慧農業物聯網解決方案。

三、方案概述

智慧數字農業物聯網解決方案基于2G/3G/4G/5G/NB-IoT/LoRa等無線通信技術，通過我們的智能采集終端及無線連接設備，搭載相應的傳感器，如空氣溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器等，實時采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度以及光照度、PH值等環境參數，自動開啟、關閉或遠程控制設備。可以根據用戶需求，隨時進行處理，為設施農業綜合生態信息自動監測、對環境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。

同時根據客戶應用場景的不同，在硬件的基礎上連接不同的傳感器，可適用于不同的應用，包括農業溫室大棚、林業、漁業等。

四、系統組成

智慧數字農業物聯網解決方案是為智慧農業化管理專門設計的智慧管理系統，系統通過傳感器（如空氣溫濕度、CO?濃度傳感器、土壤溫濕度傳感器、綜合氣象等裝置）進行農業信息采集，利用計算機局域網、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、NB-IoT等無線通信網等，對監測點、監控中心及農業信息中心之間進行信息的傳輸，實現農業信息采集、傳輸、處理，形成綜合數據庫。實現科學、及時和準確的調配農業調整，達到節能，高產、高效的目的，保證了系統的安全，也為農業資源的管理提供了基礎、有效的數據，提高了農業的管理水平和生產效率。數字農業智能信息化監控系統可分為三個部分，分別是前端采集站、數據傳輸、遠程監控中心。

前端采集站：前端設有各種環境信息采集設備及設備自動控制部分：包括空氣溫濕度信息監測，土壤信息監測，氣象信息監測，視頻信息采集等功能，實現遠程管理農業的功能。

數據傳輸：數據傳輸部分使用遙測終端，通過對前端采集站采集的數據進行無線傳輸，同時接收后端傳輸的指令參數，適時對相應農業區相應功能做出及時的調整，提高農區資源利用率。

遠程監控中心：通過遙測終端可以實現多個遠程監控中心同時發送的功能，我們的云平臺系統可以負責對采集的數據進行顯示、分析，方便監控中心部門及時監控農業數據，做到異常及時調整、故障及時修復、數據及時處理，有效管控農業內各項數據。

五、系統功能

1、數據實時監測：

通過安裝于的監測點的空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤PH傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器等設備實時監測空氣的溫濕度、二氧化碳濃度、土壤溫濕度及PH值等相關數據；

2、數據實時傳輸：

無線數傳設備通過無線網絡將采集到的數據通過智能網關實時傳向監控中心，保證了數據的及時性和準確性。

3、智能聯動控制：

聯動控制系統由加熱、噴灌、通風、卷簾設備及其配套PLC及Wifi設備服務器組成，當傳感器采集的環境數據與標準值對比超出臨界范圍時，控制器自動啟動相關硬件設備對作物生長環境加熱、澆水、通風、卷簾加減光照輻射，實現作物生長過程精確控制。

4、種植環境可視化：

智慧農業信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示農業大棚內各傳感器采集的環境數據和現場場景。

六、系統特點：

?開放式結構：具有良好的擴展性，便于后續系統的升級*；

?GIS模塊：以GIS技術為支撐，實現地圖查詢管理，界面友好，操作靈活；

?通訊方式靈活：根據現場情況可以靈活選擇2G/3G/4G/5G或光纖等通訊方式；

?穩定可靠：采用高性能工業級遙測終端RTU設備，系統運行安全穩定；

?低功耗設計：支持實時測報，定時測報，喚醒功能等，限度降低系統功耗；

?供電方式靈活：可選擇市電供電，市電太陽能互補供電，太陽能供電，電池供電；

?分級管理：可設置不同級別管理權限，做到安全有效管理。

七、軟件云平臺：

農業智能信息化管理系統是為農業信息化管理專門設計的管理軟件系統平臺，平臺以農業優化配置和調度為主要目標，以數據為核心，實現農業管理“一張圖"。

平臺依據標準化和規范化原則、科學性和*性原則、開放性和擴展性原則、經濟性和實用性原則，結合了當前*的人工智能、物聯網技術、云服務技術、空間地理信息技術和移動應用技術等進行研發設計。平臺涵蓋了灌區智管理涉及的信息采集、農作物管理、防汛抗旱、農作物巡檢等應用功能，以豐富的圖形、數據界面展示，簡化的操作功能模塊，做到貼近農業管理實際，為農業領域智慧化、信息化提供高效管理和數據支撐服務。

八、方案價值：

智慧數字農業利用互聯網、物聯網和云計算等現代信息技術成果，改造提升整個農業產業鏈，促進農業與二三產業交叉滲透、融合發展，提升了農業競爭力，拓展了農業發展空間。智慧農業是農業發展的必然趨勢，大力發展智慧農業對提高我省農業現代化水平、促進農業轉型升級、提高經濟發展質量和效益，有著重要的現實意義。