SažetakInteligentizacija moderne poljoprivredne proizvodnje uglavnom ovisi o sustavu rada i održavanja. Inteligencija sustava rada i održavanja izravno je povezana sa sveobuhvatnom učinkovitošću rada staklenika, a također predstavlja modernizaciju poljoprivredne proizvodnje, što ima vrijednost popularizacije i dubinskog razvoja. Ovaj rad predstavlja primjenu inteligentnog sustava rada i održavanja u poljoprivrednoj bazi u Qingdaou, analizira njegov učinak primjene i procjenjuje vrijednost popularizacije sustava, kako bi se pružile referentne informacije za relevantne praktičare i proširilo daljnje dubinsko proučavanje povezanih sustava, čime se poboljšava tehnička i inteligentna razina poljoprivredne proizvodnje.

Ključne riječiInteligentni sustav rada i održavanja; Poljoprivreda objekata; Primjena

S brzim razvojem Kine, tradicionalne metode poljoprivredne proizvodnje nisu mogle zadovoljiti društvene zahtjeve za kvalitetom i količinom poljoprivrednih proizvoda. Moderna poljoprivreda u objektima, koju karakteriziraju visoki prinosi, učinkovitost i vrhunska kvaliteta, brzo se razvila posljednjih godina, predstavljajući ogroman tržišni potencijal. Međutim, u usporedbi s razvijenim poljoprivrednim zemljama ili regijama u svijetu, razina tehnologije poljoprivredne proizvodnje u Kini i dalje značajno zaostaje, posebno u primjeni inteligentnih sustava rada i održavanja temeljenih na IoT-u u poljoprivredi, kao što su poljoprivredni senzori i strojni oblačni mozgovi, gdje je digitalizacija potrebna hitno poboljšanje.

1. Inteligentni sustav rada i održavanja za poljoprivredu

1.1 Definicija sustava

Inteligentni sustav rada i održavanja za poljoprivredu je nova sistemska tehnologija koja duboko integrira IoT tehnologiju, tehnologiju inteligentnog upravljanja i različite poljoprivredne procese poput sadnje, skladištenja, obrade, transporta, sljedivosti i potrošnje. Integracijom "sustava + hardvera", inteligentni sustav rada i održavanja u poljoprivredi koristi ključne tehnologije Interneta stvari, kao što su tehnologija očitavanja, tehnologija prijenosa, 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 sustava upravljanja poljoprivredom uglavnom sastoji od percepcije, mreže i platforme. Na toj osnovi poduzeća mogu proširiti više logičkih slojeva prema vrstama poljoprivrede i poslovnim potrebama. Arhitektura inteligentnog sustava rada i održavanja 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 tlaka, EC senzora i pH senzora mogu se prilagoditi, a poduzeća s velikom potražnjom mogu istraživati ​​i razvijati senzore te proći kroz temeljni protokol prijenosa podataka kako bi osigurala stabilan prijenos i snimanje podataka.

1.3 Značaj razvoja

Inteligentni sustav rada i održavanja koristi inteligentnu tehnologiju očitavanja, tehnologiju prijenosa informacija i inteligentnu tehnologiju obrade putem poljoprivrednog Interneta stvari za provođenje praćenja u stvarnom vremenu i daljinskog upravljanja svim vezama u poljoprivrednim aktivnostima, promicanje inteligentne informatizacije poljoprivredne proizvodnje, upravljanja i strateškog odlučivanja te ostvarivanje visoke učinkovitosti, intenziviranja, opsega i standardizacije 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 sustavom tehnologije sadnje, platformom poljoprivrednog mozga, sigurnošću poljoprivredne hrane, platformom za trgovinu poljoprivrednim proizvodima, novim financijskim sustavom poljoprivrednog lanca opskrbe, karakterističnim poljoprivrednim turizmom i komplementarnom sadnjom i uzgojem (Slika 2).

 

2.Praćenje informacija o integraciji vode i gnojiva

2.1 Princip sustava

Sustav provodi negativnu povratnu informaciju prema sustavu vode i gnojiva detektiranjem sadržaja vode, elektrokemijske sposobnosti (EC), pH vrijednosti i drugih vrijednosti matrice kokosovih mekinja, što igra važnu ulogu u preciznom vođenju navodnjavanja. Prema karakteristikama različitih scenarija sadnje, kroz analizu i istraživanje karakteristika i strukture matrice, razvija se empirijski model vremenskog navodnjavanja, gornji i donji granični model navodnjavanja za postavljanje vode u matrici; integrirani sustav za prikupljanje 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 sustava

Sustav se sastoji od uređaja za prikupljanje ulaza tekućine, uređaja za prikupljanje povrata tekućine, uređaja za praćenje supstrata u stvarnom vremenu i komunikacijske komponente, pri čemu se uređaj za prikupljanje ulaza tekućine sastoji od pH senzora, EC senzora, vodene pumpe, mjerača protoka i drugih dijelova; a uređaj za prikupljanje povrata tekućine sastoji se od senzora tlaka, pH senzora, EC senzora i drugih dijelova; Uređaj za praćenje supstrata u stvarnom vremenu sastoji se od pladnja za prikupljanje povrata tekućine, filtera za povrat tekućine, senzora tlaka, pH senzora, EC senzora, senzora temperature i vlažnosti te drugih dijelova. Komunikacijski modul uključuje dva LoRa modula, jedan u središnjoj kontrolnoj sobi, a drugi u stakleniku (slika 3). Između računala i komunikacijske komponente smještene u središnjoj kontrolnoj sobi postoji žičana veza, između komunikacijske komponente smještene u središnjoj kontrolnoj sobi i komunikacijske komponente smještene u stakleniku postoji bežična veza, a između komunikacijske komponente u stakleniku i releja, komponente za detekciju supstrata i komponente za detekciju povrata tekućine (slika 4).

2.3 Učinci primjene

Učinak navodnjavanja sustavom za navodnjavanje vodom i gnojivom, dobivenim ovim sustavom praćenja, uspoređuje se s učinkom sustava za navodnjavanje koji osiguravaju samo dobavljači. U usporedbi s potonjim, prosječno navodnjavanje po biljci rajčice s ovim sustavom praćenja smanjuje se za 8,7% dnevno, a volumen povratne tekućine smanjuje se za 18%, a EC vrijednost povratne tekućine je u osnovi ista, što pokazuje da usjevi koriste više hranjive otopine kada se ovaj sustav praćenja koristi za navodnjavanje u skladu sa zakonom apsorpcije hranjive otopine od strane usjeva. Korištenjem ovog inteligentnog sustava za navodnjavanje može se smanjiti količina navodnjavanja za 29%, a povrat tekućine za 53% u prosjeku u usporedbi s empirijskim vremenski kontroliranim navodnjavanjem (Slike 5 ~ 6).

 

3. Sustav za kontrolu okoliša temeljen na IoT-u

Suočeni s potrebom za preciznom kontrolom velikih dinamičkih spektralnih čvorova u tvornicama, uvedena je fuzijska tehnologija Interneta stvari kako bi se riješili problemi akvizicije čvorova velikih razmjera i heterogenih podataka te precizne kontrole svjetlosnog okruženja postrojenja. Inteligentni sustav upravljanja rasvjetom u tvornici uzima inteligentna LED rasvjetna tijela kao nositelj i usvaja WF-IOT tehnologiju fuzije velikih podataka Interneta stvari za izgradnju velike decentralizirane terminalne mreže koja podržava prikupljanje, prijenos i upravljanje podacima. Sustav se može slobodno grupirati prema proizvodnim zahtjevima, a intenzitet svjetlosti rasvjetnih tijela postrojenja može se kontinuirano podešavati u stvarnom vremenu prema različitim uvjetima osvjetljenja i potrebama rasta biljaka, kako bi se ostvarila točna kontrola intenziteta i količine dopunske svjetlosti (Slika 7). Putem periferne mreže može se ostvariti dinamičko prikupljanje i prijenos podataka o osjetljivosti poput okoliša i osvjetljenja, a istovremeno se može ostvariti online praćenje potrošnje energije i potrošnja energije dopunske svjetlosti u svakom području rasta može se pratiti u stvarnom vremenu.

Sustav ostvaruje fino upravljanje biljkama prikupljanjem podataka o unutarnjoj i vanjskoj kontroli staklenika te dovršava razvoj proizvoda "model upravljanja biljkama". Pomoću senzora struje, CO2, prirodnog plina i vode ostvaruje se prikupljanje podataka praćenja "energetskog sustava". Korištenjem tehnologije robotskog vida, putem podataka o boji plodova, broju plodova, veličini stabljika plodova, lišću, stabljikama i tako dalje, prati se i prepoznaje cijeli proces rasta usjeva (Slika 8).

4.Promotivna vrijednost

Inteligentni poljoprivredni sustav rada i održavanja, koristeći prednosti industrijske internetske platforme, jedno ulaganje, višestruko korištenje usluge, koristeći koncept dijeljenja industrijskog interneta, potiče izgradnju Interneta stvari u poljoprivredi objekata uz niske troškove i visoku učinkovitost te poboljšava inteligentnu i zelenu razinu poljoprivrede objekata. Uzimajući kao primjer projekt primjene sustava 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 usporedbi s obradom polja i smanjuje onečišćenje tla gnojivom. Detekcijom CO2 u stakleniku ovim sustavom, čimbenici okoliša poput temperature i osvjetljenja unutar i izvan staklenika sveobuhvatno se analiziraju, a opskrba CO2 regulira se u stvarnom vremenu, što ne samo da zadovoljava potrebe biljaka, već i izbjegava otpad, učinkovito jača fotosintezu usjeva, ubrzava akumulaciju ugljikohidrata, povećava prinos po jedinici površine i poboljšava kvalitetu povrća. Cijeli sustav upravljanja radom i održavanjem ostvario je automatski rad uređaja za kontrolu okoliša u stakleniku, automatski i točan rad opreme za sve vremenske uvjete, smanjio troškove energije za 10% i troškove ručnog rada za 60%, a istovremeno može poduzeti zaštitne mjere poput zatvaranja prozora pri prvom pokušaju zaštite od nepovoljnih vremenskih uvjeta poput jakog vjetra, kiše i snijega, učinkovito sprječavajući gubitak samog staklenika i usjeva u stakleniku u slučaju iznenadnog lošeg vremena.

5.Zaključak

Suvremeni razvoj poljoprivredne mehanizacije ne može se odvojiti od blagodati inteligentnog sustava upravljanja u poljoprivredi. Samo odgovarajući sustav upravljanja s jačom percepcijom, analizom i sposobnošću donošenja odluka može nastaviti ići naprijed putem modernizacije. Inteligentni sustav upravljanja u poljoprivredi uvelike smanjuje nedostatke umjetnog upravljanja i potiče inteligentnu informatizaciju poljoprivredne proizvodnje, upravljanja i strateških odluka. S povećanjem ulaznih podataka i kontinuiranim obogaćivanjem scenarija korištenja sustava, njegov model podataka treba se stalno ažurirati i ponavljati na temelju više podataka, postajući inteligentniji i sveobuhvatno poboljšavajući inteligentnu razinu moderne poljoprivredne mehanizacije.

KRAJ

[informacije o citatu]

Izvorni autor Sha Bifeng, Zhang Zheng i dr. Stakleničko hortikulturno poljoprivredno inženjerstvo Tehnologija 19. travnja 2024. 10:47 Peking