AstrattuL'intelligentifica di l'agricultura muderna di e strutture dipende principalmente da u sistema di funziunamentu è di mantenimentu. L'intelligentifica di u sistema di funziunamentu è di mantenimentu hè direttamente ligata à l'efficienza cumpleta di u funziunamentu di e serre, è rapprisenta ancu a mudernizazione di l'agricultura di e strutture, chì hà u valore di a pupularizazione è di u sviluppu approfonditu. Stu documentu introduce l'applicazione di un sistema intelligente di funziunamentu è di mantenimentu in una basa agricula di e strutture in Qingdao, analizza u so effettu d'applicazione è valuta u valore di pupularizazione di u sistema, in modu da furnisce riferimenti d'infurmazione per i praticanti pertinenti è allargà u studiu approfonditu di i sistemi cunnessi, migliurendu cusì u livellu tecnicu è intelligente di l'agricultura di e strutture.

Parole chjaveSistema Intelligente di Funzionamentu è Mantenimentu; Agricultura di e Strutture; Applicazione

Cù u rapidu sviluppu di a Cina, i metudi di pruduzzione agricula tradiziunali ùn sò stati capaci di risponde à e richieste di a sucietà per a qualità è a quantità di i prudutti agriculi. L'agricultura muderna, carattarizata da un altu rendimentu, efficienza è qualità superiore, s'hè sviluppata rapidamente in l'ultimi anni, presentendu un immensu putenziale di mercatu. Tuttavia, paragunatu à i paesi o regioni agriculi sviluppati in u mondu, u livellu tecnologicu di l'agricultura di a Cina hè sempre significativamente in ritardu, in particulare in l'applicazione di sistemi intelligenti di funziunamentu è manutenzione basati nantu à l'IoT agriculi cum'è sensori agriculi è cervelli di nuvola di macchine, induve a digitalizazione hà bisognu di miglioramenti urgenti.

1. Sistema Intelligente di Funzionamentu è Mantenimentu per l'Agricultura

1.1 Definizione di u Sistema

U sistema intelligente di funziunamentu è manutenzione per l'agricultura hè una tecnulugia di sistema emergente chì integra prufundamente a tecnulugia IoT, a tecnulugia di gestione intelligente è diversi prucessi agriculi cum'è a piantazione, u almacenamentu, a trasfurmazione, u trasportu, a tracciabilità è u cunsumu. Attraversu l'integrazione di "sistema + hardware", u sistema intelligente di funziunamentu è manutenzione agricula utilizza e tecnulugie chjave di l'Internet di e Cose, cum'è a tecnulugia di rilevamentu, a tecnulugia di trasmissione, a tecnulugia di trasfurmazione è a tecnulugia cumuna, per risolve cumpletamente i prublemi multi-interattivi cum'è l'identificazione individuale agricula, a cuscenza situazionale, a rete eterogenea di l'equipaggiamenti, u trattamentu eterogeneu di dati multi-surgente, a scuperta di cunniscenze è u supportu à e decisioni.

1.2 Percorsu Tecnicu

Di solitu, a struttura di u sistema di gestione agricula hè cumposta principalmente da percezione, rete è piattaforma. Nantu à sta basa, l'imprese ponu espande più strati logichi secondu i tipi agriculi è i bisogni cummerciali. L'architettura di u sistema intelligente di funziunamentu è manutenzione agricula hè mostrata in a Figura 1.

Per risponde à i bisogni di funziunamentu è manutenzione intelligente di l'agricultura di e strutture, i sensori cum'è u sensore di temperatura è umidità, u sensore di diossidu di carbonu, u sensore di illuminazione, u sensore di corrente, u sensore di flussu d'acqua, u sensore di flussu di diossidu di carbonu, u sensore di flussu di gas naturale, u sensore di pressione di pesu, u sensore EC è u sensore di pH ponu esse persunalizati, è l'imprese cù una grande dumanda ponu fà ricerche è sviluppà sensori, è passà per u protocolu di trasmissione di dati sottostante per assicurà a trasmissione è l'acquisizione stabile di dati.

1.3 Significanza di u sviluppu

U sistema intelligente di funziunamentu è manutenzione utilizza a tecnulugia di rilevamentu intelligente, a tecnulugia di trasmissione di l'infurmazioni è a tecnulugia di trasfurmazione intelligente attraversu l'Internet di e Cose agricule per realizà u monitoraghju in tempu reale è u cuntrollu remotu di tutti i ligami in l'attività agricule, prumove l'informatizazione intelligente di a pruduzzione agricula, a gestione è a decisione strategica, è realizà l'alta efficienza, l'intensificazione, a scala è a standardizazione di a pruduzzione agricula. Infine, serà realizata a cunnessione verticale di tutti i ligami in a pruduzzione di e culture è a cunnessione orizzontale di tutti i ligami in tutta a catena di l'industria agricula. Creà una ecologia di l'ecunumia circulare cù un sistema di tecnulugia di piantazione, una piattaforma cerebrale agricula, a sicurezza alimentaria agricula, una piattaforma cummerciale di prudutti agriculi, un novu sistema finanziariu di a catena di furnimentu agricula, un turismu agriculu caratteristicu è una piantazione è ripruduzzione cumplementari (Figura 2).

 

2.Monitoraghju di l'infurmazione nantu à l'integrazione di l'acqua è di i fertilizanti

2.1 Principiu di u Sistema

U sistema effettua un feedback negativu à u sistema d'acqua è fertilizante rilevendu u cuntenutu d'acqua, l'EC, u pH è altri valori di a matrice di crusca di coccu, chì ghjoca un rolu impurtante in a guida precisa di l'irrigazione. Sicondu e caratteristiche di e diverse scene di piantazione, attraversu l'analisi è a ricerca di e caratteristiche è di a struttura di a matrice, per sviluppà u mudellu d'irrigazione à tempu empiricu, u mudellu d'irrigazione à limite superiore è inferiore di l'impostazione di l'acqua di a matrice; u sistema integratu d'acquisizione d'infurmazioni d'acqua è fertilizante pò cuntrullà u mudellu d'irrigazione, l'ottimisazione è l'iterazione ponu esse realizate continuamente in u prucessu di operazione di pruduzzione è di mantenimentu.

2.2 Cumposizione di u Sistema

U sistema hè custituitu da un dispositivu di raccolta di entrata di liquidu, un dispositivu di raccolta di ritornu di liquidu, un dispositivu di monitoraghju in tempu reale di u substratu è un cumpunente di cumunicazione, induve u dispositivu di raccolta di entrata di liquidu hè custituitu da un sensore di pH, un sensore EC, una pompa d'acqua, un misuratore di flussu è altre parti; è u dispositivu di raccolta di ritornu di liquidu hè custituitu da un sensore di pressione, un sensore di pH, un sensore EC è altre parti; U dispositivu di monitoraghju in tempu reale di u substratu hè custituitu da un vassoio di raccolta di ritornu di liquidu, un schermu di filtru di ritornu di liquidu, un sensore di pressione, un sensore di pH, un sensore EC, un sensore di temperatura è umidità è altre parti. U modulu di cumunicazione include dui moduli LoRa, unu in a sala di cuntrollu cintrale è l'altru in a serra (Figura 3). Esiste una cunnessione cablata trà l'urdinatore è u cumpunente di cumunicazione piazzatu in a sala di cuntrollu cintrale, esiste una cunnessione wireless trà u cumpunente di cumunicazione piazzatu in a sala di cuntrollu cintrale è u cumpunente di cumunicazione piazzatu in a serra, è esiste una cunnessione cablata trà u cumpunente di cumunicazione in a serra è u relè, u cumpunente di rilevazione di u substratu è u cumpunente di rilevazione di u ritornu di liquidu (Figura 4).

2.3 Effetti di l'applicazione

L'effettu di l'irrigazione cù acqua è fertilizante sistema d'irrigazione ritruvatu da questu sistema di monitoraghju hè paragunatu cù quellu di u sistema d'irrigazione furnitu solu da i fornitori. In paragone cù quest'ultimu, l'irrigazione media per pianta di pumata cù questu sistema di monitoraghju hè ridutta di 8,7% per ghjornu, è u vulume di liquidu di ritornu hè riduttu di 18%, è u valore EC di u liquidu di ritornu hè basicamente u listessu, ciò chì mostra chì più suluzione nutritiva hè aduprata da e culture quandu questu sistema di monitoraghju hè adupratu per l'irrigazione secondu a lege di l'assorbimentu di a suluzione nutritiva da e culture. L'usu di questu sistema d'irrigazione intelligente pò riduce a quantità d'irrigazione di 29% è u ritornu di liquidu di 53% in media paragunatu à l'irrigazione temporizzata empirica (Figura 5 ~ 6).

 

3. Sistema di cuntrollu ambientale basatu annantu à l'IoT

Di fronte à a dumanda di cuntrollu precisu di i nodi spettrali dinamici à grande scala in e fabbriche di piante, a tecnulugia di fusione di l'Internet di e Cose hè stata introdutta per risolve i prublemi di l'acquisizione di nodi à grande scala è eterogenei è di u cuntrollu precisu di l'ambiente luminosu di a pianta. U sistema intelligente di cuntrollu di l'illuminazione in a fabbrica di piante piglia apparecchi d'illuminazione LED intelligenti cum'è vettore, è adotta a tecnulugia di fusione di big data WF-IOT di l'Internet di e Cose per custruisce una rete di terminali decentralizata à grande scala chì supporta l'acquisizione, a trasmissione è u cuntrollu di dati. U sistema pò esse raggruppatu liberamente secondu i requisiti di pruduzzione, è l'intensità luminosa di l'apparecchi d'illuminazione di e piante pò esse aghjustata continuamente in tempu reale secondu e diverse cundizioni di illuminazione è i bisogni di crescita di e piante, in modu da realizà un cuntrollu precisu di l'intensità luminosa supplementaria è di a quantità di luce supplementaria (Figura 7). Attraversu a rete periferica, si pò realizà a raccolta dinamica è a trasmissione di dati di rilevamentu cum'è l'ambiente è l'illuminazione, è à u listessu tempu, si pò realizà u monitoraghju in linea di u cunsumu energeticu, è si pò capisce u cunsumu energeticu di a luce supplementaria in ogni zona di crescita in tempu reale.

U sistema realizza a gestione fina di e piante raccogliendu i dati di u cuntrollu internu è esternu di a serra, è cumpleta u sviluppu di u produttu di u "mudellu di gestione di e piante". Attraversu i sensori di corrente, CO2, gas naturale è acqua, si realizza a raccolta di dati di monitoraghju di u "sistema energeticu". Utilizendu a tecnulugia di visione robotica, attraversu i dati di u culore di i frutti, u numeru di frutti, a dimensione di i steli di i frutti, e foglie, i steli è cusì via, tuttu u prucessu di dati di crescita di e culture hè monitoratu è ricunnisciutu (Figura 8).

4.Valore Promozionale

U sistema intelligente di funziunamentu è manutenzione agricula, utilizendu i vantaghji di a piattaforma Internet industriale, un investimentu, parechje volte d'usu di u serviziu, utilizendu u cuncettu di spartera di l'Internet industriale, prumove a custruzzione di l'Internet di e Cose in l'agricultura di e strutture à bassu costu è alta efficienza, è migliora u livellu intelligente è verde di l'agricultura di e strutture. Pigliendu un prughjettu chì applica u sistema in a cità di Laixi, Qingdao cum'è esempiu, u tassu d'utilizazione cumpletu di fertilizante pò ghjunghje à più di 90%, chì hè trè volte quellu di a cultura tradiziunale di u terrenu. Ùn ci hè micca scaricu di acque reflue di pruduzzione in tuttu u prucessu, chì risparmia 95% d'acqua paragunatu à a cultura di u campu è riduce l'inquinamentu di fertilizante à u terrenu. Attraversu a rilevazione di CO2 in serra da questu sistema, i fattori ambientali cum'è a temperatura è l'illuminazione in l'internu è fora di a serra sò analizati cumpletamente, è a furnitura di CO2 hè regulata in tempu reale, chì ùn solu risponde à i bisogni di e piante, ma evita ancu i sprechi, rinfurza efficacemente a fotosintesi di e culture, accelera l'accumulazione di carboidrati, aumenta u rendimentu per unità di superficie è migliora a qualità di i vegetali. Tuttu l'inseme di u sistema di gestione di l'operazione è di a manutenzione hà realizatu u funziunamentu automaticu di l'installazioni di cuntrollu di l'ambiente di serra, u funziunamentu automaticu è precisu di l'equipaggiu per tutte e stagioni, hà riduttu u costu energeticu di u 10% è u costu di funziunamentu manuale di u 60%, è à u listessu tempu, pò fà risposte protettive cum'è chjude a finestra a prima volta contr'à u malu tempu cum'è u ventu forte, a pioggia è a neve, evitendu efficacemente a perdita di a serra stessa è di e culture in a serra in faccia à u malu tempu improvvisu.

5.Cunclusione

U sviluppu mudernu di l'agricultura di strutture ùn pò esse separatu da a benedizione di un sistema di gestione intelligente agricula. Solu u sistema di gestione currispundente chì hà una percezione, analisi è capacità decisionale più forte pò cuntinuà à avanzà nantu à a strada di a mudernizazione. U sistema di gestione intelligente agricula riduce assai i difetti di a gestione artificiale è prumove l'informatizazione intelligente di a pruduzzione agricula, a gestione è a decisione strategica. Cù l'aumentu di l'input è l'arricchimentu cuntinuu di i scenarii d'usu di u sistema, u so mudellu di dati hà bisognu di esse aghjurnatu è iteratu constantemente nantu à a basa di più dati, diventendu più intelligente è migliurendu cumpletamente u gradu intelligente di l'agricultura di strutture muderna.

FINE

[infurmazione di citazione]

Autore originale Sha Bifeng, Zhang Zheng, etl. Orticultura di serra Tecnulugia di l'ingegneria agricula 19 d'aprile 2024 10:47 Pechino