農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)

　奧越信物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)研發(fā)的農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)又稱數(shù)字化農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，是為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化而提出來的解決方案。

農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)具體涉及：遙感影像或相關(guān)圖像的處理與分析：包括高分辨率的遙感影像及其它以圖像方式提供的各類數(shù)據(jù)；地物的空間模型：包括對(duì)象、地形、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)和拓樸關(guān)系等；屬性信息管理：即動(dòng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)管理；空間分析：包括緩沖區(qū)、測(cè)量、等值線及地統(tǒng)計(jì)分析與圖表等；應(yīng)用程序：包括服務(wù)器和客戶端程序，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)的系統(tǒng)功能；其它附屬功能：統(tǒng)計(jì)分析等。

一、農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)是一個(gè)集信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化等多種現(xiàn)代高新技術(shù)為一體的計(jì)算機(jī)管理和應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)字農(nóng)業(yè)是將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來。實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取，生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng)；對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過程進(jìn)行模擬，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提供農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的。

二、農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于溫室、大田、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖、水質(zhì)、草坪等場(chǎng)合下的自動(dòng)灌溉、環(huán)境監(jiān)測(cè)或智能控制。

三、農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：

1 短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)+無線公網(wǎng)（遠(yuǎn)距離）融合；

2 現(xiàn)場(chǎng)采集與通信節(jié)點(diǎn)采用超低功耗設(shè)計(jì)，可采用電池或太陽能供電；

3 無線監(jiān)測(cè)、智能決策、遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)管理相結(jié)合；

4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)用戶需要提供最佳組網(wǎng)方案。

三、農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)組成

1 地圖導(dǎo)航

用戶通過系統(tǒng)提供各地示范地基總地圖導(dǎo)航，可以方便進(jìn)入自己所管理的層面。如基地大棚空間分布、每個(gè)大棚栽培地塊分布、各類傳感器位置分布、動(dòng)力設(shè)備、環(huán)境溫度、濕度調(diào)控設(shè)備位置分布以及相應(yīng)的空間屬性包括大棚型號(hào)、面積；環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；設(shè)備名稱；當(dāng)前栽培作物等。

2 監(jiān)測(cè)報(bào)警

監(jiān)測(cè)報(bào)警以基地為單位進(jìn)行，分為報(bào)警和報(bào)警閾值設(shè)定兩部分。報(bào)警包括環(huán)境報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控。報(bào)警閾值設(shè)置可以針對(duì)不同大棚的不同作物不同生長(zhǎng)發(fā)育期對(duì)環(huán)境要求在線設(shè)置報(bào)警值上下限。系統(tǒng)將報(bào)警設(shè)置為優(yōu)先級(jí)。當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)測(cè)報(bào)警欄目發(fā)出報(bào)警音響，彈出報(bào)警點(diǎn)位圖像、大棚編號(hào)、栽培作物、當(dāng)前發(fā)育期、報(bào)警類型、報(bào)警事件處理預(yù)案等屬性，提示值班員處理。

3 溫室大棚實(shí)時(shí)環(huán)境、生物監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)采集和傳送環(huán)境數(shù)據(jù)包括室外溫度、濕度、輻照度、風(fēng)速、風(fēng)向和雨量，室內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳濃度和水溫，灌溉量、回流量、灌溉營養(yǎng)液pH、EC等，生物數(shù)據(jù)包括葉面溫度、植株水勢(shì)、果實(shí)膨大等。當(dāng)用戶進(jìn)入某地溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)提供包括當(dāng)前大棚內(nèi)外各種環(huán)境、生物要素在線監(jiān)測(cè)值顯示，前一天要素日平均、最高、最低值；24小時(shí)各種要素變化曲線圖；生物、環(huán)境要素值采用直觀的動(dòng)畫顯示移動(dòng)刻度標(biāo)尺。

4 溫室大棚環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備監(jiān)控

設(shè)備包括自動(dòng)控制設(shè)置，手動(dòng)控制兩大部分。在線監(jiān)控通過中間庫與示范基地溫室大棚監(jiān)控主機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，基地監(jiān)控主機(jī)的控制系統(tǒng)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行。遠(yuǎn)程監(jiān)控以狀態(tài)監(jiān)視報(bào)警為主，并實(shí)現(xiàn)組態(tài)動(dòng)畫顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、行程狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)和參數(shù)，如頂窗開閉、內(nèi)外遮陽、保溫網(wǎng)開閉行程狀態(tài)；環(huán)流風(fēng)機(jī)、增降溫設(shè)施、補(bǔ)光照明、CO2釋放、灌溉水泵等在線運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。

5 視頻監(jiān)控

授權(quán)用戶登錄系統(tǒng)后通過地圖導(dǎo)航，可快速進(jìn)入任一基地?cái)z像監(jiān)控界面，在基地地圖上標(biāo)有攝像頭的位置。用戶只要點(diǎn)擊地圖上任一攝像頭，系統(tǒng)將會(huì)彈出該攝像頭的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視圖像窗口。系統(tǒng)可以同時(shí)打開4路視頻窗口，每個(gè)窗口帶有云臺(tái)、變焦控制按鈕。用戶可以實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。系統(tǒng)提供初始設(shè)置，將視頻監(jiān)視區(qū)域與環(huán)境要素、設(shè)備故障報(bào)警信號(hào)關(guān)聯(lián)，并可設(shè)置報(bào)警事件發(fā)生時(shí)保存的圖像幀數(shù)。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)創(chuàng)建媒體窗口，把相應(yīng)報(bào)警區(qū)域的實(shí)時(shí)攝像圖像切換到集成系統(tǒng)監(jiān)控主屏幕，并可控制云臺(tái)和變焦。

6 大田精準(zhǔn)作業(yè)在線監(jiān)測(cè)

大田精準(zhǔn)作業(yè)在線監(jiān)測(cè)測(cè)產(chǎn)、變量施肥作業(yè)實(shí)時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)，包括精準(zhǔn)作業(yè)機(jī)械的空間移動(dòng)位置（經(jīng)度、緯度、海拔高度、航向、速度）、作業(yè)地塊對(duì)象計(jì)量等數(shù)據(jù)[4]。系統(tǒng)以作業(yè)田塊地圖為背景，提供實(shí)時(shí)作業(yè)機(jī)械移動(dòng)軌跡，作業(yè)最小地塊動(dòng)態(tài)顯示和歷史回放顯示，可以查詢?nèi)我蛔鳂I(yè)最小地塊對(duì)象計(jì)量數(shù)據(jù)。

7 綜合查詢

提供各基地大棚外氣象、大棚內(nèi)環(huán)境、生物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表查詢；大棚農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育、病蟲害觀測(cè)報(bào)表查詢；人工分析測(cè)試、檔案記載報(bào)表查詢。主要包括：

（1）大棚外氣象監(jiān)測(cè)包括：平均、最高、最低氣溫、相對(duì)濕度；風(fēng)向、風(fēng)速降水量的逐日、逐旬、逐月報(bào)表；≥5℃活動(dòng)積溫、≥10℃活動(dòng)積溫、≥15℃活動(dòng)積溫及初終界日。

（2）大棚內(nèi)氣象、土壤、生物在線監(jiān)測(cè)要素的逐時(shí)、逐日、月統(tǒng)計(jì)報(bào)表；≥10℃活動(dòng)積溫、≥15℃活動(dòng)積溫查詢。

8 人工觀測(cè)報(bào)表遞交

系統(tǒng)為各基地提供網(wǎng)上在線觀測(cè)記載報(bào)表遞交模板，實(shí)現(xiàn)人工觀測(cè)數(shù)據(jù)共享，包括：作物生長(zhǎng)發(fā)育觀測(cè)報(bào)表、作物病蟲害觀測(cè)報(bào)表、設(shè)施蔬菜檔案農(nóng)業(yè)記載報(bào)表、大棚土壤理化測(cè)試記載表。