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農(nóng)作物溫室環(huán)境智能控制,提高作物產(chǎn)量及品質(zhì) | 創(chuàng)新場景

系統(tǒng)內(nèi)包含各種環(huán)境傳感器和設(shè)備,整體架構(gòu)使用了更為先進(jìn)的“邊緣計算+云計算”架構(gòu)方式,提高了系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、智能性和數(shù)據(jù)聚合性。運用物聯(lián)網(wǎng)、前端邊緣計算和云管理計算技術(shù)實時獲取溫室環(huán)境數(shù)據(jù)(空氣溫濕度、光照強度、基質(zhì)含水量、CO2 濃度等),設(shè)備數(shù)據(jù)(輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、運行參數(shù)、異常狀態(tài)等),作物表型數(shù)據(jù)(根、莖、葉、花、果的大小、數(shù)量、顏色、狀態(tài)等),并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至云管理計算中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析,并產(chǎn)生設(shè)備維護(hù)指令,以提升設(shè)備運行效率、降低能耗。

場景描述

現(xiàn)代智能溫室在生產(chǎn)運營過程中,主要面臨以下兩大問題:

(1)環(huán)境控制的準(zhǔn)確性和及時性:如何確保實際測量的溫度、濕度契合環(huán)境控制策略,避免實際測量數(shù)據(jù)與期望值的偏差過大;室外環(huán)境瞬時變化,室內(nèi)溫室環(huán)境需相對穩(wěn)定,硬件設(shè)備如空調(diào)系統(tǒng)如何根據(jù)條件變化,快速響應(yīng)降溫(和/或除濕)需求,或如何避免設(shè)備異常運行造成環(huán)境控制失效;

(2)數(shù)據(jù)采集密度和統(tǒng)計、分析:現(xiàn)代化智能溫室生產(chǎn)中涉及到的“溫、光、水、氣、肥”,即溫度調(diào)控數(shù)據(jù)、濕度調(diào)控數(shù)據(jù)、水肥灌溉數(shù)據(jù)(灌溉量、灌溉次數(shù)、灌溉液EC/PH指標(biāo)等)、光照(室外光照強度、輻照累積量、人工補光策略等)、二氧化碳用量、天然氣使用數(shù)據(jù)以及番茄植株各階段表型數(shù)據(jù)(周生長量、頭部莖粗、穗頂間距、葉長、葉寬、葉面積指數(shù)、開花和坐果數(shù)量等數(shù)據(jù)),如此龐大的數(shù)據(jù)群,如何有效采集、分析并利用這些數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)。

解決方案

G-Lab溫室管理系統(tǒng)融合了自動化、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和AI等新型信息技術(shù),形成動態(tài)感知分析、交互反饋、智能控制、智能決策的智能系統(tǒng),實現(xiàn)實時交互、全過程智能化運行功能。

(1)本系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場傳感器實時采集數(shù)據(jù),并存儲于云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中,采集的溫室環(huán)境數(shù)據(jù)被傳輸至作物模型中進(jìn)行分析,并根據(jù)環(huán)境控制策略產(chǎn)生設(shè)備控制指令,對環(huán)境設(shè)備進(jìn)行控制,以改善作物生長環(huán)境提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。如用于加溫控制,降溫控制,除濕控制,補充二氧化碳濃度控制,灌溉量控制等,其控制的設(shè)備包括鍋爐,空調(diào)、二氧化碳設(shè)備、灌溉設(shè)備、補光燈、窗戶、遮陽幕布、保溫幕布、風(fēng)機等。存儲于云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備數(shù)據(jù)被傳輸至設(shè)備模型中進(jìn)行分析,并產(chǎn)生設(shè)備維護(hù)指令,能耗分析數(shù)據(jù)、異常分析數(shù)據(jù),以提升設(shè)備運行效率、維護(hù)效率,降低能耗和設(shè)備成本。

(2)基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)實時采集技術(shù)。從播種開始至采收結(jié)束全流程、不間斷地收集前端種植環(huán)境數(shù)據(jù)。即依靠構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),通過傳感器網(wǎng)絡(luò),在溫室內(nèi)布置多種傳感器,如溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等傳感器,數(shù)據(jù)維度可精確體現(xiàn)在每分每秒,這些傳感器可確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實時性,便以實時獲取溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)。后通過數(shù)據(jù)傳輸,即利用無線通信技術(shù)將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)。存儲于云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的作物表型數(shù)據(jù)被傳輸至表型分析模型中進(jìn)行分析,對作物生長狀態(tài)做出判斷,并根據(jù)表型數(shù)據(jù)調(diào)整生長管理策略。

成效

G-Lab智能環(huán)境控制系統(tǒng)是為了保證農(nóng)作物生長環(huán)境而設(shè)計,包括不斷更新迭代的植物模型、內(nèi)外部設(shè)備軟硬件、管理系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)中心。溫室環(huán)境管理系統(tǒng)會根據(jù)內(nèi)部植物生長模型自動調(diào)節(jié)澆灌系統(tǒng)和消毒系統(tǒng)及現(xiàn)場的其他設(shè)備參與協(xié)同工作,可以將作物生長環(huán)境控制在適宜范圍,以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

本文系作者 珠海華蓁現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司 授權(quán)鈦媒體發(fā)表,并經(jīng)鈦媒體編輯,轉(zhuǎn)載請注明出處、作者和本文鏈接。
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  • 回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_iphone
  • 智能溫控,未來已來!

    回復(fù) 2024.08.29 · via miniapp_iphone
  • 贊一個

    回復(fù) 2024.09.05 · via miniapp_iphone
  • 太厲害了,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_iphone
  • 未來智能農(nóng)業(yè)的重點方向

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_iphone
  • 支持

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_android
  • 回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_harmony
  • 通過智能溫室環(huán)境控制系統(tǒng)展現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的巨大潛力。這一系統(tǒng)不僅提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì),還促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為其他農(nóng)業(yè)企業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗和示范作用。

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_android
  • 支持

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_harmony
  • 智能溫室??

    回復(fù) 2024.08.30 · via miniapp_iphone
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