AbstraktníInteligentizace moderního zemědělského hospodářství závisí především na systému provozu a údržby. Inteligentizace systému provozu a údržby přímo souvisí s komplexní efektivitou provozu skleníků a představuje také modernizaci zemědělského hospodářství, která má hodnotu popularizace a hloubkového rozvoje. Tento článek představuje aplikaci inteligentního systému provozu a údržby v zemědělském hospodářství v Čching-tao, analyzuje jeho aplikační efekt a hodnotí popularizační hodnotu systému, aby poskytl informační referenci pro příslušné odborníky a rozšířil další hloubkové studium souvisejících systémů, a tím zlepšil technickou a inteligentní úroveň zemědělského hospodářství.

Klíčová slovaInteligentní systém provozu a údržby; Zemědělské zařízení; Aplikace

Vzhledem k rychlému rozvoji Číny tradiční metody zemědělské výroby nedokázaly uspokojit společenské požadavky na kvalitu a kvantitu zemědělských produktů. Moderní zemědělské stroje, které se vyznačují vysokými výnosy, efektivitou a vynikající kvalitou, se v posledních letech rychle rozvíjejí a představují obrovský tržní potenciál. Ve srovnání s rozvinutými zemědělskými zeměmi nebo regiony světa však úroveň čínských technologií v oblasti zemědělských strojů stále výrazně zaostává, zejména v aplikaci inteligentních systémů provozu a údržby v zemědělství založených na internetu věcí, jako jsou zemědělské senzory a cloudové mozky strojů, kde je třeba digitalizace naléhavě zlepšit.

1. Inteligentní systém provozu a údržby pro zemědělství

1.1 Definice systému

Inteligentní systém provozu a údržby pro zemědělství je nově vznikající systémová technologie, která hluboce integruje technologie internetu věcí (IoT), inteligentní technologii řízení a různé zemědělské procesy, jako je výsadba, skladování, zpracování, přeprava, sledovatelnost a spotřeba. Prostřednictvím integrace „systému + hardwaru“ využívá inteligentní systém provozu a údržby v zemědělství klíčové technologie internetu věcí, jako je senzorická technologie, přenosová technologie, technologie zpracování a společné technologie, ke komplexnímu řešení multiinteraktivních problémů, jako je identifikace zemědělských jedinců, situační povědomí, propojení heterogenních zařízení, zpracování heterogenních dat z více zdrojů, vyhledávání znalostí a podpora rozhodování.

1.2 Technická trasa

Struktura systému zemědělského řízení se obvykle skládá hlavně z vnímání, sítě a platformy. Na tomto základě mohou podniky rozšiřovat další logické vrstvy podle typů zemědělství a obchodních potřeb. Architektura inteligentního systému zemědělského provozu a údržby je znázorněna na obrázku 1.

Aby bylo možné uspokojit potřeby inteligentního provozu a údržby zemědělských zařízení, lze přizpůsobit senzory, jako jsou senzory teploty a vlhkosti, senzory oxidu uhličitého, senzory osvětlení, senzory proudu, senzory průtoku vody, senzory průtoku oxidu uhličitého, senzory průtoku zemního plynu, senzory hmotnosti a tlaku, senzory EC a senzory pH. Podniky s velkou poptávkou mohou vyvíjet senzory a využívat základní protokol pro přenos dat, aby zajistily stabilní přenos a snímání dat.

1.3 Význam rozvoje

Inteligentní systém provozu a údržby využívá inteligentní senzorickou technologii, technologii přenosu informací a technologii inteligentního zpracování prostřednictvím zemědělského internetu věcí k provádění monitorování v reálném čase a dálkového řízení všech článků v zemědělských činnostech, k podpoře inteligentní informatizace zemědělské produkce, řízení a strategického rozhodování a k dosažení vysoké efektivity, intenzifikaci, rozsahu a standardizaci zemědělské produkce. V neposlední řadě bude realizováno vertikální propojení všech článků v rostlinné výrobě a horizontální propojení všech článků v celém řetězci zemědělského průmyslu. Vytvoří se oběhová ekonomika se systémem technologií pěstování, platformou zemědělského mozku, bezpečností zemědělských potravin, platformou pro obchod se zemědělskými produkty, novým finančním systémem zemědělského dodavatelského řetězce, charakteristickou agroturistikou a doplňkovou výsadbou a šlechtěním (obrázek 2).

 

2.Monitorování informací o integraci vody a hnojiv

2.1 Princip systému

Systém provádí negativní zpětnou vazbu do systému zavlažování a hnojení detekcí obsahu vody, EC, pH a dalších hodnot matrice kokosových otrub, což hraje důležitou roli v přesném řízení zavlažování. V závislosti na charakteristikách různých scén výsadby, prostřednictvím analýzy a výzkumu charakteristik a struktury matrice, vyvíjí empirický model časování zavlažování, model horní a dolní hranice zavlažování pro nastavení vody v matrici; integrovaný systém sběru informací o vodě a hnojivu dokáže řídit model zavlažování, optimalizaci a iteraci lze provádět průběžně v procesu výroby, provozu a údržby.

2.2 Složení systému

Systém se skládá ze zařízení pro sběr vstupní kapaliny, zařízení pro sběr zpětné kapaliny, zařízení pro monitorování substrátu v reálném čase a komunikační komponenty, přičemž zařízení pro sběr vstupní kapaliny se skládá ze senzoru pH, senzoru EC, vodního čerpadla, průtokoměru a dalších částí; a zařízení pro sběr zpětné kapaliny se skládá ze senzoru tlaku, senzoru pH, senzoru EC a dalších částí; zařízení pro monitorování substrátu v reálném čase se skládá ze sběrné misky pro zpětnou kapalinu, filtračního síta pro zpětnou kapalinu, senzoru tlaku, senzoru pH, senzoru EC, senzoru teploty a vlhkosti a dalších částí. Komunikační modul obsahuje dva moduly LoRa, jeden v centrální řídicí místnosti a druhý ve skleníku (obrázek 3). Mezi počítačem a komunikační komponentou umístěnou v centrální řídicí místnosti existuje kabelové spojení, mezi komunikační komponentou umístěnou v centrální řídicí místnosti a komunikační komponentou umístěnou ve skleníku existuje bezdrátové spojení a mezi komunikační komponentou ve skleníku a relé, komponentou pro detekci substrátu a komponentou pro detekci zpětné kapaliny existuje kabelové spojení (obrázek 4).

2.3 Aplikační efekty

Vliv zavlažování systémem závlahy s použitím vody a hnojiv, jehož zpětná vazba je získána z tohoto monitorovacího systému, je porovnán se závlahovým systémem poskytovaným pouze dodavateli. Ve srovnání s druhým uvedeným systémem se průměrná závlaha na rostlinu rajčete s tímto monitorovacím systémem sníží o 8,7 % za den a objem vratné kapaliny se sníží o 18 % a hodnota EC vratné kapaliny je v podstatě stejná, což ukazuje, že při použití tohoto monitorovacího systému k zavlažování plodiny spotřebují více živného roztoku v souladu se zákonem absorpce živného roztoku plodinami. Použití tohoto inteligentního zavlažovacího systému může v průměru snížit množství závlahy o 29 % a návrat kapaliny o 53 % ve srovnání s empirickou časovanou závlahou (obrázek 5 ~ 6).

 

3. Systém pro řízení prostředí založený na IoT

Vzhledem k poptávce po přesném řízení rozsáhlých dynamických spektrálních uzlů v továrnách byla zavedena technologie fúzního internetu věcí (IoT), která řeší problémy s rozsáhlým a heterogenním sběrem dat z uzlů a přesným řízením světelného prostředí závodu. Inteligentní systém řízení osvětlení v továrně využívá inteligentní LED svítidla jako nosič a využívá technologii fúze velkých dat WF-IOT pro vybudování rozsáhlé decentralizované terminálové sítě podporující sběr, přenos a řízení dat. Systém lze volně seskupovat podle výrobních požadavků a intenzitu světla svítidel závodu lze průběžně upravovat v reálném čase podle různých světelných podmínek a potřeb růstu rostlin, aby se dosáhlo přesné regulace intenzity a množství doplňkového světla (obrázek 7). Prostřednictvím periferní sítě lze realizovat dynamický sběr a přenos senzorických dat, jako je prostředí a osvětlení, a zároveň online monitorovat spotřebu energie a v reálném čase sledovat spotřebu energie doplňkového světla v každé oblasti růstu.

Systém realizuje jemnou správu rostlin sběrem dat o vnitřním a vnějším řízení skleníku a dokončuje vývoj produktu „model řízení rostlin“. Prostřednictvím senzorů proudu, CO2, zemního plynu a vody se realizuje sběr monitorovacích dat „energetického systému“. Pomocí technologie robotického vidění je prostřednictvím dat o barvě plodů, počtu plodů, velikosti stonků plodů, listech, stoncích atd. monitorován a rozpoznáván celý proces růstu plodin (obrázek 8).

4.Reklamní hodnota

Inteligentní systém provozu a údržby zemědělství, využívající výhody průmyslové internetové platformy, jednu investici, mnohonásobné využití služeb, s využitím konceptu sdílení průmyslového internetu, podporuje budování internetu věcí v zemědělských podnicích s nízkými náklady a vysokou efektivitou a zlepšuje inteligentní a zelenou úroveň zemědělských podnicích. Vezměme si jako příklad projekt využívající systém ve městě Laixi v Čching-tao, kde komplexní míra využití hnojiv může dosáhnout více než 90 %, což je třikrát více než u tradičního obdělávání půdy. V celém procesu nedochází k vypouštění odpadních vod z výroby, což ve srovnání s obděláváním na poli šetří 95 % vody a snižuje znečištění půdy hnojivy. Díky detekci CO2 ve skleníku tímto systémem jsou komplexně analyzovány faktory prostředí, jako je teplota a osvětlení uvnitř i vně skleníku, a dodávka CO2 je regulována v reálném čase, což nejen uspokojuje potřeby rostlin, ale také zabraňuje plýtvání, účinně posiluje fotosyntézu plodin, urychluje akumulaci sacharidů, zvyšuje výnos na jednotku plochy a zlepšuje kvalitu zeleniny. Celý soubor systémů pro řízení provozu a údržby realizoval automatický provoz zařízení pro řízení prostředí ve skleníku, automatický a přesný provoz zařízení pro každé počasí, snížil náklady na energii o 10 % a náklady na ruční ovládání o 60 %. Zároveň dokáže provádět ochranné reakce, jako je například první zavření okna proti nepříznivému počasí, jako je silný vítr, déšť a sníh, čímž se účinně zabrání ztrátě samotného skleníku a plodin ve skleníku v případě náhlého nepříznivého počasí.

5.Závěr

Moderní rozvoj zemědělského průmyslu nelze oddělit od výhod inteligentního systému řízení zemědělství. Pouze odpovídající systém řízení s lepším vnímáním, analýzou a rozhodovacími schopnostmi může pokračovat v cestě modernizace. Systém inteligentního řízení zemědělství výrazně snižuje nedostatky umělého řízení a podporuje inteligentní informatizaci zemědělské produkce, řízení a strategického rozhodování. S rostoucím objemem vstupů a neustálým obohacováním scénářů použití systému je třeba jeho datový model neustále aktualizovat a iterovat na základě většího množství dat, aby se stal inteligentnějším a komplexně zlepšoval stupeň inteligence moderního zemědělského průmyslu.

KONEC

[citace]

Původní autor Sha Bifeng, Zhang Zheng a další. Skleníkové zahradnictví Zemědělská inženýrská technologie 19. dubna 2024 10:47 Peking