AbsztraktA modern mezőgazdasági létesítmény intelligens kialakítása főként az üzemeltetési és karbantartási rendszertől függ. Az üzemeltetési és karbantartási rendszer intelligens kialakítása közvetlenül összefügg az üvegházhatású növények üzemeltetésének átfogó hatékonyságával, és a mezőgazdasági létesítmény modernizációját is jelenti, amely a népszerűsítés és a mélyreható fejlesztés értékét hordozza magában. Ez a tanulmány bemutatja az intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer alkalmazását egy csingtaói mezőgazdasági létesítményben, elemzi az alkalmazás hatását, és értékeli a rendszer népszerűsítési értékét, hogy információs referenciát nyújtson a releváns szakembereknek, és bővítse a kapcsolódó rendszerek további mélyreható tanulmányozását, ezáltal javítva a mezőgazdasági létesítmény technikai és intelligens szintjét.

KulcsszavakIntelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer; Létesítménygazdálkodás; Alkalmazás

Kína gyors fejlődésével a hagyományos mezőgazdasági termelési módszerek nem tudták kielégíteni a társadalom mezőgazdasági termékek minőségi és mennyiségi igényeit. A modern, magas hozamú, hatékonyságú és kiváló minőségű mezőgazdaság az elmúlt években gyorsan fejlődött, hatalmas piaci potenciált kínálva. A fejlett mezőgazdasági országokkal vagy régiókkal összehasonlítva azonban Kína mezőgazdasági létesítményeinek technológiai szintje még mindig jelentősen elmarad, különösen a mezőgazdasági IoT-alapú intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszerek, például a mezőgazdasági érzékelők és a gépi felhőalapú agyak alkalmazásában, ahol a digitalizáció sürgős fejlesztésre szorul.

1. Intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer mezőgazdaság számára

1.1 Rendszerdefiníció

Az intelligens mezőgazdasági üzemeltetési és karbantartási rendszer egy feltörekvő rendszertechnológia, amely mélyen integrálja az IoT technológiát, az intelligens menedzsment technológiát és a különféle mezőgazdasági folyamatokat, mint például az ültetés, tárolás, feldolgozás, szállítás, nyomon követhetőség és fogyasztás. A "rendszer + hardver" integrációján keresztül a mezőgazdasági intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer a dolgok internetének kulcsfontosságú technológiáit, például az érzékelési technológiát, az átviteli technológiát, a feldolgozási technológiát és a közös technológiát használja fel a több interaktív problémára, mint például a mezőgazdasági egyéni azonosítás, a helyzetfelismerés, a heterogén berendezések hálózatba kapcsolása, a több forrásból származó heterogén adatfeldolgozás, a tudásfeltárás és a döntéstámogatás.

1.2 Műszaki útvonal

A mezőgazdasági menedzsment rendszer felépítése általában főként az érzékelésből, a hálózatból és a platformból áll. Ennek alapján a vállalkozások a mezőgazdasági típusoknak és az üzleti igényeknek megfelelően bővíthetik a logikai rétegeket. A mezőgazdasági intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer architektúráját az 1. ábra mutatja.

A mezőgazdasági létesítmények intelligens üzemeltetésének és karbantartásának igényeinek kielégítése érdekében az olyan érzékelők, mint a hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő, a szén-dioxid-érzékelő, a megvilágításérzékelő, az áramérzékelő, a vízáramlás-érzékelő, a szén-dioxid-áramlásérzékelő, a földgázáramlás-érzékelő, a súlynyomás-érzékelő, az EC-érzékelő és a pH-érzékelő testreszabhatók, és a nagy keresletű vállalatok kutathatják és fejleszthetik az érzékelőket, és átjuthatnak az alapul szolgáló adatátviteli protokollon az adatok stabil továbbítása és rögzítése érdekében.

1.3 Fejlesztési jelentőség

Az intelligens üzemeltetési és karbantartási rendszer intelligens érzékelő technológiát, információátviteli technológiát és intelligens feldolgozási technológiát használ a mezőgazdasági dolgok internetén keresztül a mezőgazdasági tevékenységek összes láncszemének valós idejű monitorozásához és távvezérléséhez, elősegíti a mezőgazdasági termelés, az irányítás és a stratégiai döntések intelligens információs rendszerét, valamint megvalósítja a mezőgazdasági termelés magas hatékonyságát, intenzifikálását, méretezését és szabványosítását. Végül megvalósul a növénytermesztés összes láncszemének vertikális, valamint a teljes mezőgazdasági ipari lánc összes láncszemének horizontális összekapcsolása. Körforgásos gazdasági ökológia létrehozása ültetéstechnológiai rendszerrel, mezőgazdasági agyplatformmal, mezőgazdasági élelmiszerbiztonsággal, mezőgazdasági termékkereskedelmi platformmal, új mezőgazdasági ellátási lánc pénzügyi rendszerrel, jellegzetes mezőgazdasági turizmussal, valamint kiegészítő ültetéssel és nemesítéssel (2. ábra).

 

2.A víz és a műtrágya integrációjának információmonitorozása

2.1 Rendszerelv

A rendszer negatív visszacsatolást biztosít a víz- és műtrágyarendszernek a kókuszkorpa mátrix víztartalmának, EC-értékének, pH-értékének és egyéb értékeinek érzékelésével, ami fontos szerepet játszik az öntözés pontos irányításában. A különböző ültetési jelenetek jellemzői alapján, a mátrix jellemzőinek és szerkezetének elemzésével és kutatásával empirikus időzítésű öntözési modellt, a mátrix vízbeállításának felső és alsó határértékének öntözési modelljét fejlesztették ki; a víz- és műtrágya integrált információgyűjtő rendszer képes vezérelni az öntözési modellt, az optimalizálás és az iteráció folyamatosan végrehajtható a termelési és karbantartási folyamatban.

2.2 Rendszerösszetétel

A rendszer folyadékbevezető gyűjtőeszközből, folyadékvisszatérő gyűjtőeszközből, szubsztrát valós idejű figyelőeszközből és kommunikációs komponensből áll, ahol a folyadékbevezető gyűjtőeszköz pH-érzékelőből, EC-érzékelőből, vízszivattyúból, áramlásmérőből és egyéb alkatrészekből áll; a folyadékvisszatérő gyűjtőeszköz pedig egy nyomásérzékelőből, egy pH-érzékelőből, egy EC-érzékelőből és egyéb alkatrészekből áll; A szubsztrát valós idejű figyelőeszköz egy folyadékvisszatérő gyűjtőtálcából, egy folyadékvisszatérő szűrőrácsból, egy nyomásérzékelőből, egy pH-érzékelőből, egy EC-érzékelőből, egy hőmérséklet- és páratartalom-érzékelőből és egyéb alkatrészekből áll. A kommunikációs modul két LoRa modult tartalmaz, az egyiket a központi vezérlőhelyiségben, a másikat pedig az üvegházban (3. ábra). Vezetékes kapcsolat van a számítógép és a központi vezérlőhelyiségben elhelyezett kommunikációs komponens között, vezeték nélküli kapcsolat van a központi vezérlőhelyiségben elhelyezett kommunikációs komponens és az üvegházban elhelyezett kommunikációs komponens között, valamint vezetékes kapcsolat van az üvegházban lévő kommunikációs komponens és a relé, a szubsztrátérzékelő komponens és a folyadékvisszatérő érzékelő komponens között (4. ábra).

2.3 Alkalmazáshatások

Az öntözés vízzel és műtrágyával történő öntözőrendszerrel történő, ezen monitoring rendszer által visszacsatolt hatását összehasonlították a kizárólag beszállítók által biztosított öntözőrendszerrel. Az utóbbihoz képest a paradicsomnövényenkénti átlagos öntözési mennyiség ezzel a monitoring rendszerrel napi 8,7%-kal, a visszatérő folyadék mennyisége 18%-kal csökken, a visszatérő folyadék EC-értéke pedig lényegében megegyezik, ami azt mutatja, hogy a növények több tápoldatot használnak fel, amikor ezt a monitoring rendszert öntözésre használják, a növények tápanyag-felvételének törvénye szerint. Ezzel az intelligens öntözőrendszerrel az öntözés mennyisége átlagosan 29%-kal, a folyadék-visszanyerés pedig 53%-kal csökkenthető az empirikus időzített öntözéshez képest (5-6. ábra).

 

3. IoT-alapú környezetirányító rendszer

A nagyméretű dinamikus spektrális csomópontok pontos vezérlésének igényeivel szembesülve a gyárakban bevezették a fúziós Dolgok Internete (IoT) technológiát, hogy megoldják a nagyméretű és heterogén csomópont-begyűjtés, valamint az üzem fénykörnyezetének pontos vezérlésének problémáit. Az üzemi intelligens világításvezérlő rendszer intelligens LED-es világítótesteket használ hordozóként, és a WF-IOT big data fúziós Dolgok Internete (IoT) technológiát alkalmazza egy nagyméretű, decentralizált terminálhálózat kiépítéséhez, amely támogatja az adatgyűjtést, -átvitelt és -vezérlést. A rendszer szabadon csoportosítható a termelési igények szerint, és a növényi világítótestek fényintenzitása valós időben folyamatosan állítható a különböző fényviszonyoknak és a növények növekedési igényeinek megfelelően, így megvalósítható a kiegészítő fény intenzitásának és mennyiségének pontos vezérlése (7. ábra). A perifériás hálózaton keresztül megvalósítható az érzékelési adatok, például a környezet és a megvilágítás dinamikus gyűjtése és továbbítása, ugyanakkor megvalósítható az energiafogyasztás online monitorozása, és valós időben rögzíthető a kiegészítő fény energiafogyasztása az egyes növekedési területeken.

A rendszer az üvegház belső és külső vezérlésének adatainak gyűjtésével valósítja meg a növények finomszabályozását, és befejezi a „növénygazdálkodási modell” termékfejlesztését. Az áram-, CO2-, földgáz- és vízérzékelőkön keresztül megvalósul az „energiarendszer” monitorozási adatgyűjtése. Robotlátás-technológia segítségével a gyümölcs színének, számának, szárának méretének, leveleinek, szárainak stb. adatain keresztül a növénynövekedési adatok teljes folyamatát figyelemmel kíséri és felismeri (8. ábra).

4.Promóciós érték

Az intelligens mezőgazdasági üzemeltetési és karbantartási rendszer, amely az ipari internet platform előnyeit kihasználva egyetlen befektetéssel, sokszoros szolgáltatás igénybevétellel, az ipari internet megosztási koncepciójának alkalmazásával elősegíti a dolgok internetének (IoT) kiépítését az üzemi mezőgazdaságban alacsony költséggel és nagy hatékonysággal, valamint javítja az üzemi mezőgazdaság intelligens és zöld szintjét. Egy Laixi városában, Qingdaóban működő projekt esetében, amely a rendszert alkalmazza, a műtrágya átfogó felhasználási aránya elérheti a 90%-ot, ami háromszorosa a hagyományos talajművelésnek. A teljes folyamat során nincs termelési szennyvízkibocsátás, ami 95%-kal kevesebb vizet takarít meg a szántóföldi műveléshez képest, és csökkenti a műtrágya talajszennyezését. Az üvegházban lévő CO2 érzékelésén keresztül ez a rendszer átfogóan elemzi a környezeti tényezőket, mint például az üvegházon belüli és kívüli hőmérsékletet és megvilágítást, és valós időben szabályozza a CO2 ellátását, ami nemcsak a növények igényeit elégíti ki, hanem elkerüli a pazarlást is, hatékonyan erősíti a növények fotoszintézisét, felgyorsítja a szénhidrát felhalmozódását, növeli a területegységre jutó hozamot és javítja a zöldségek minőségét. Az üzemeltetési és karbantartási menedzsment rendszer teljes készlete lehetővé teszi az üvegházhatású környezetszabályozó berendezések automatikus működését, az időjárásálló berendezések automatikus és pontos működését, 10%-kal csökkenti az energiaköltségeket és 60%-kal a kézi működtetés költségeit, ugyanakkor olyan védőintézkedéseket tesz, mint az ablak első becsukása a kedvezőtlen időjárási viszonyok, például az erős szél, az eső és a hó ellen, hatékonyan elkerülve az üvegház és az üvegházban lévő növények pusztulását hirtelen rossz időjárás esetén.

5.Következtetés

A mezőgazdasági létesítménygazdálkodás modern fejlődése nem választható el a mezőgazdasági intelligens irányítási rendszerek előnyeitől. Csak a megfelelő, erősebb érzékelő, elemző és döntéshozatali képességgel rendelkező irányítási rendszer haladhat előre a modernizáció útján. A mezőgazdasági intelligens irányítási rendszer nagymértékben csökkenti a mesterséges irányítás hiányosságait, és elősegíti a mezőgazdasági termelés, az irányítás és a stratégiai döntések intelligens információs rendszerét. A bemeneti adatok növekedésével és a rendszer felhasználási forgatókönyveinek folyamatos gazdagodásával az adatmodelljét folyamatosan frissíteni és iterálni kell a több adat alapján, hogy intelligensebbé váljon, és átfogóan javítsa a modern mezőgazdasági létesítménygazdálkodás intelligens szintjét.

VÉGE

[idézeti információk]

Eredeti szerzők Sha Bifeng, Zhang Zheng és mások. Üvegházhatású kertészet Mezőgazdasági mérnöki technológia 2024. április 19. 10:47 Peking