АпстрактИнтелигентизација модерне пољопривреде углавном зависи од система рада и одржавања. Интелигентизација система рада и одржавања директно је повезана са свеобухватном ефикасношћу рада пластеника и представља модернизацију пољопривреде, што има вредност популаризације и дубинског развоја. Овај рад представља примену интелигентног система рада и одржавања у бази пољопривреде у Ћингдаоу, анализира ефекат његове примене и процењује вредност популаризације система, како би се пружиле информативне референце за релевантне стручњаке и проширило даље дубинско проучавање повезаних система, чиме се побољшава технички и интелигентни ниво пољопривреде.

Кључне речиИнтелигентни систем за рад и одржавање; Пољопривреда објеката; Примена

Са брзим развојем Кине, традиционалне методе пољопривредне производње нису биле у стању да задовоље захтеве друштва за квалитетом и количином пољопривредних производа. Модерна пољопривреда заснована на објектима, коју карактеришу високи приноси, ефикасност и врхунски квалитет, брзо се развијала последњих година, представљајући огроман тржишни потенцијал. Међутим, у поређењу са развијеним пољопривредним земљама или регионима у свету, ниво технологије пољопривреде засноване на објектима у Кини и даље значајно заостаје, посебно у примени интелигентних система за рад и одржавање у пољопривреди заснованих на Интернету ствари, као што су пољопривредни сензори и машински облак мозга, где је дигитализација потребна хитном побољшању.

1. Интелигентни систем рада и одржавања за пољопривреду

1.1 Дефиниција система

Интелигентни систем рада и одржавања за пољопривреду је нова системска технологија која дубоко интегрише IoT технологију, технологију интелигентног управљања и различите пољопривредне процесе као што су садња, складиштење, прерада, транспорт, праћење и потрошња. Кроз интеграцију „система + хардвера“, интелигентни систем рада и одржавања за пољопривреду користи кључне технологије Интернета ствари, као што су технологија сензора, технологија преноса, технологија обраде и заједничка технологија, како би свеобухватно решио мултиинтерактивне проблеме као што су идентификација пољопривредних појединаца, свест о ситуацији, умрежавање хетерогене опреме, обрада хетерогених података из више извора, откривање знања и подршка одлучивању.

1.2 Техничка рута

Обично се структура система управљања пољопривредом углавном састоји од перцепције, мреже и платформе. На основу тога, предузећа могу проширити више логичких слојева у складу са типовима пољопривреде и пословним потребама. Архитектура интелигентног система за рад и одржавање пољопривреде приказана је на слици 1.

Да би се задовољиле потребе интелигентног рада и одржавања пољопривредних објеката, сензори као што су сензор температуре и влажности, сензор угљен-диоксида, сензор осветљења, сензор струје, сензор протока воде, сензор протока угљен-диоксида, сензор протока природног гаса, сензор тежине и притиска, EC сензор и pH сензор могу се прилагодити, а предузећа са великом потражњом могу истраживати и развијати сензоре и проћи кроз основни протокол преноса података како би се осигурао стабилан пренос и снимање података.

1.3 Значај развоја

Интелигентни систем рада и одржавања користи интелигентну технологију сензора, технологију преноса информација и интелигентну технологију обраде путем пољопривредног Интернета ствари како би се вршило праћење у реалном времену и даљинско управљање свим везама у пољопривредним активностима, промовисала интелигентна информатизација пољопривредне производње, управљања и стратешких одлука, и остварила висока ефикасност, интензивирање, обим и стандардизација пољопривредне производње. Коначно, биће остварена вертикална веза свих веза у производњи усева и хоризонтална веза свих веза у целом ланцу пољопривредне индустрије. Створиће се екологија циркуларне економије са системом технологије садње, платформом пољопривредног мозга, безбедношћу пољопривредне хране, платформом за трговину пољопривредним производима, новим финансијским системом пољопривредног ланца снабдевања, карактеристичним пољопривредним туризмом и комплементарном садњом и узгојем (слика 2).

 

2.Праћење информација о интеграцији воде и ђубрива

2.1 Принцип система

Систем врши негативну повратну информацију на систем за воду и ђубриво детекцијом садржаја воде, електрохимијске вредности (EC), pH вредности и других вредности матрице кокосових мекиња, што игра важну улогу у прецизном вођењу наводњавања. Према карактеристикама различитих сцена садње, кроз анализу и истраживање карактеристика и структуре матрице, развија се емпиријски модел временског наводњавања, горњи и доњи гранични модел наводњавања подешавања воде у матрици; интегрисани систем за аквизицију информација о води и ђубриву може да контролише модел наводњавања, оптимизација и итерација се могу континуирано спроводити у процесу производње, рада и одржавања.

2.2 Састав система

Систем се састоји од уређаја за сакупљање улаза течности, уређаја за сакупљање повратка течности, уређаја за праћење супстрата у реалном времену и комуникационе компоненте, при чему уређај за сакупљање улаза течности садржи pH сензор, EC сензор, водену пумпу, мерач протока и друге делове; а уређај за сакупљање повратка течности састоји се од сензора притиска, pH сензора, EC сензора и других делова; Уређај за праћење супстрата у реалном времену састоји се од посуде за сакупљање повратка течности, филтера за повратак течности, сензора притиска, pH сензора, EC сензора, сензора температуре и влажности и других делова. Комуникациони модул укључује два LoRa модула, један у централној контролној соби, а други у пластенику (слика 3). Постоји жичана веза између рачунара и комуникационе компоненте смештене у централној контролној соби, бежична веза постоји између комуникационе компоненте смештене у централној контролној соби и комуникационе компоненте смештене у пластенику, а постоји жичана веза између комуникационе компоненте у пластенику и релеја, компоненте за детекцију супстрата и компоненте за детекцију повратка течности (слика 4).

2.3 Ефекти примене

Ефекат наводњавања системом за наводњавање водом и ђубривом, који добија повратне информације од овог система за праћење, упоређен је са ефектом система за наводњавање који обезбеђују само добављачи. У поређењу са овим последњим, просечно наводњавање по биљци парадајза са овим системом за праћење смањено је за 8,7% дневно, а запремина повратне течности смањена је за 18%, а вредност електрокондензације повратне течности је у основи иста, што показује да усеви користе више хранљивог раствора када се овај систем за праћење користи за наводњавање у складу са законом апсорпције хранљивог раствора од стране усева. Коришћење овог интелигентног система за наводњавање може смањити количину наводњавања за 29%, а повратак течности за 53% у просеку у поређењу са емпиријским временски регулисаним наводњавањем (слике 5 ~ 6).

 

3. Систем за контролу животне средине заснован на интернету ствари

Суочавајући се са захтевом за прецизном контролом великих динамичких спектралних чворова у фабрикама постројења, уведена је технологија фузијског Интернета ствари како би се решили проблеми аквизиције великих и хетерогених чворова и прецизне контроле светлосног окружења постројења. Интелигентни систем управљања осветљењем у фабрици постројења користи интелигентна ЛЕД светла као носача и усваја WF-IoT технологију фузије великих података Интернета ствари за изградњу велике децентрализоване терминалне мреже која подржава аквизицију, пренос и контролу података. Систем се може слободно груписати према захтевима производње, а интензитет светлости светла постројења може се континуирано подешавати у реалном времену у складу са различитим условима осветљења и потребама раста биљака, како би се остварила прецизна контрола интензитета и количине додатног светла (Слика 7). Преко периферне мреже може се остварити динамичко прикупљање и пренос сензорских података као што су окружење и осветљење, а истовремено се може остварити онлајн праћење потрошње енергије и потрошња енергије додатног светла у свакој области раста може се пратити у реалном времену.

Систем остварује фино управљање биљкама прикупљањем података о унутрашњој и спољашњој контроли пластеника и завршава развој производа „модела управљања биљкама“. Путем сензора струје, CO2, природног гаса и воде, остварује се прикупљање података о праћењу „енергетског система“. Коришћењем технологије роботског вида, путем података о боји плодова, броју плодова, величини стабљика плодова, листовима, стабљикама и тако даље, прати се и препознаје цео процес раста усева (слика 8).

4.Промотивна вредност

Интелигентни пољопривредни систем рада и одржавања, користећи предности индустријске интернет платформе, једну инвестицију, вишеструко коришћење услуге, користећи концепт дељења индустријског интернета, промовише изградњу Интернета ствари у пољопривреди по ниским трошковима и високој ефикасности, и побољшава интелигентни и зелени ниво пољопривреде. Узимајући пројекат који примењује систем у граду Лаиси, Ћингдао као пример, свеобухватна стопа искоришћења ђубрива може достићи преко 90%, што је три пута више него код традиционалне обраде земљишта. Нема испуштања канализационих вода из производње у целом процесу, што штеди 95% воде у поређењу са обрадом на пољу и смањује загађење земљишта ђубривом. Детекцијом CO2 у пластенику помоћу овог система, фактори околине као што су температура и осветљење унутар и изван пластеника се свеобухватно анализирају, а снабдевање CO2 се регулише у реалном времену, што не само да задовољава потребе биљака, већ и избегава расипање, ефикасно јача фотосинтезу усева, убрзава акумулацију угљених хидрата, повећава принос по јединици површине и побољшава квалитет поврћа. Читав сет система за управљање радом и одржавањем реализовао је аутоматски рад постројења за контролу окружења у пластеницима, аутоматски и прецизан рад опреме за све временске услове, смањио трошкове енергије за 10% и трошкове ручног рада за 60%, а истовремено може да предузме заштитне мере као што је затварање прозора при првом покушају у случају неповољних временских услова попут јаког ветра, кише и снега, ефикасно избегавајући губитак самог пластеника и усева у пластенику у случају изненадног лошег времена.

5.Закључак

Модерни развој објектне пољопривреде не може се одвојити од благодати интелигентног система управљања пољопривредом. Само одговарајући систем управљања са јачом перцепцијом, анализом и способностима доношења одлука може наставити да се креће путем модернизације. Интелигентни систем управљања пољопривредом значајно смањује недостатке вештачког управљања и промовише интелигентну информатизацију пољопривредне производње, управљања и стратешких одлука. Са повећањем улаза и континуираним обогаћивањем сценарија коришћења система, његов модел података треба стално ажурирати и понављати на основу све више података, постајући интелигентнији и свеобухватно побољшавајући интелигентни ниво модерне објектне пољопривреде.

КРАЈ

[информације о цитирању]

Оригинални аутор Ша Бифенг, Жанг Женг и др. Пластеничко хортикултурно пољопривредно инжењерство технологија 19. април 2024. 10:47 Пекинг