PovzetekInteligentizacija sodobnega rastlinjaka je v glavnem odvisna od sistema delovanja in vzdrževanja. Inteligentizacija sistema delovanja in vzdrževanja je neposredno povezana s celovito učinkovitostjo delovanja rastlinjakov in predstavlja tudi modernizacijo rastlinjaka, kar ima vrednost popularizacije in poglobljenega razvoja. Ta članek predstavlja uporabo inteligentnega sistema delovanja in vzdrževanja v rastlinjaku v Qingdau, analizira njegov učinek uporabe in ocenjuje vrednost popularizacije sistema, da bi zagotovil referenčne informacije za ustrezne strokovnjake in razširil nadaljnjo poglobljeno študijo sorodnih sistemov, s čimer se izboljša tehnična in inteligentna raven rastlinjaka.

Ključne besedeInteligentni sistem za upravljanje in vzdrževanje; Kmetijstvo objektov; Uporaba

Zaradi hitrega razvoja Kitajske tradicionalne metode kmetijske proizvodnje niso mogle zadostiti družbenim zahtevam po kakovosti in količini kmetijskih proizvodov. Sodobno kmetijstvo z objekti, za katerega so značilni visoki donosi, učinkovitost in vrhunska kakovost, se je v zadnjih letih hitro razvilo in predstavlja ogromen tržni potencial. Vendar pa kitajska raven tehnologije kmetijstva z objekti v primerjavi z razvitimi kmetijskimi državami ali regijami po svetu še vedno znatno zaostaja, zlasti pri uporabi inteligentnih sistemov delovanja in vzdrževanja v kmetijstvu, ki temeljijo na internetu stvari, kot so kmetijski senzorji in strojni oblačni možgani, kjer je treba digitalizacijo nujno izboljšati.

1. Inteligentni sistem delovanja in vzdrževanja za kmetijstvo

1.1 Definicija sistema

Inteligentni sistem delovanja in vzdrževanja za kmetijstvo je nova sistemska tehnologija, ki globoko integrira tehnologijo interneta stvari (IoT), tehnologijo inteligentnega upravljanja in različne kmetijske procese, kot so sajenje, skladiščenje, predelava, transport, sledljivost in poraba. Z integracijo "sistema + strojne opreme" inteligentni sistem delovanja in vzdrževanja za kmetijstvo uporablja ključne tehnologije interneta stvari, kot so tehnologija zaznavanja, tehnologija prenosa, tehnologija obdelave in skupna tehnologija, za celovito reševanje večinteraktivnih problemov, kot so identifikacija kmetijskih posameznikov, zavedanje o situaciji, mreženje heterogene opreme, obdelava heterogenih podatkov iz več virov, odkrivanje znanja in podpora odločanju.

1.2 Tehnična pot

Običajno strukturo sistema za upravljanje kmetijstva sestavljajo predvsem zaznavanje, omrežje in platforma. Na tej podlagi lahko podjetja razširijo več logičnih plasti glede na vrste kmetijstva in poslovne potrebe. Arhitektura inteligentnega sistema za upravljanje in vzdrževanje kmetijstva je prikazana na sliki 1.

Da bi zadostili potrebam inteligentnega delovanja in vzdrževanja kmetijskih objektov, je mogoče prilagoditi senzorje, kot so senzorji temperature in vlažnosti, senzorji ogljikovega dioksida, senzorji osvetlitve, senzorji toka, senzorji pretoka vode, senzorji pretoka ogljikovega dioksida, senzorji pretoka zemeljskega plina, senzorji teže in tlaka, senzorji električnega toka in senzorji pH, podjetja z velikim povpraševanjem pa lahko raziskujejo in razvijajo senzorje ter uporabljajo osnovni protokol za prenos podatkov, da zagotovijo stabilen prenos in zajem podatkov.

1.3 Pomen razvoja

Inteligentni sistem delovanja in vzdrževanja uporablja inteligentno tehnologijo zaznavanja, tehnologijo prenosa informacij in inteligentno tehnologijo obdelave prek kmetijskega interneta stvari za spremljanje v realnem času in daljinsko upravljanje vseh povezav v kmetijskih dejavnostih, spodbujanje inteligentne informatizacije kmetijske proizvodnje, upravljanja in strateškega odločanja ter doseganje visoke učinkovitosti, intenzifikacije, obsega in standardizacije kmetijske proizvodnje. Nenazadnje bo dosežena vertikalna povezava vseh povezav v pridelavi poljščin in horizontalna povezava vseh povezav v celotni verigi kmetijske industrije. Ustvarili bomo krožno gospodarstvo s sistemom tehnologije sajenja, platformo za kmetijske možgane, varnostjo kmetijske hrane, platformo za trgovino s kmetijskimi proizvodi, novim finančnim sistemom kmetijske dobavne verige, značilnim kmetijskim turizmom ter dopolnilno sajenjem in rejo (slika 2).

 

2.Spremljanje informacij o integraciji vode in gnojil

2.1 Načelo sistema

Sistem izvaja negativno povratno zanko s sistemom za vodo in gnojila z zaznavanjem vsebnosti vode, električne prevodnosti, pH in drugih vrednosti matrice kokosovih otrobov, kar igra pomembno vlogo pri natančnem usmerjanju namakanja. Glede na značilnosti različnih prizorišč sajenja se z analizo in raziskavo značilnosti in strukture matrice razvije empirični model časovnega namakanja, model zgornje in spodnje meje namakanja za nastavitev vode v matriksu; integriran sistem za zajem informacij o vodi in gnojilih lahko nadzoruje model namakanja, optimizacijo in iteracijo pa je mogoče izvajati neprekinjeno med proizvodnim obratovanjem in vzdrževalnim procesom.

2.2 Sestava sistema

Sistem je sestavljen iz naprave za zbiranje dovoda tekočine, naprave za zbiranje povratka tekočine, naprave za spremljanje substrata v realnem času in komunikacijske komponente, pri čemer naprava za zbiranje dovoda tekočine sestoji iz senzorja pH, senzorja EC, vodne črpalke, merilnika pretoka in drugih delov; naprava za zbiranje povratka tekočine pa iz senzorja tlaka, senzorja pH, senzorja EC in drugih delov; Naprava za spremljanje substrata v realnem času sestoji iz pladnja za zbiranje povratka tekočine, filtra za povratek tekočine, senzorja tlaka, senzorja pH, senzorja EC, senzorja temperature in vlažnosti ter drugih delov. Komunikacijski modul vključuje dva modula LoRa, enega v centralni kontrolni sobi in drugega v rastlinjaku (slika 3). Med računalnikom in komunikacijsko komponento, nameščeno v centralni kontrolni sobi, obstaja žična povezava, med komunikacijsko komponento, nameščeno v centralni kontrolni sobi, in komunikacijsko komponento, nameščeno v rastlinjaku, obstaja brezžična povezava, med komunikacijsko komponento v rastlinjaku in relejem, komponento za zaznavanje substrata in komponento za zaznavanje povratka tekočine pa obstaja žična povezava (slika 4).

2.3 Učinki uporabe

Učinek namakanja z vodo in gnojilom, ki ga dobavlja ta nadzorni sistem, je primerjan z učinkom namakalnega sistema, ki ga zagotavljajo samo dobavitelji. V primerjavi s slednjim se povprečno namakanje na rastlino paradižnika s tem nadzornim sistemom zmanjša za 8,7 % na dan, količina povratne tekočine se zmanjša za 18 %, vrednost EC povratne tekočine pa je v bistvu enaka, kar kaže, da pridelki porabijo več hranilne raztopine, ko se ta nadzorni sistem uporablja za namakanje v skladu z zakonom absorpcije hranilne raztopine s strani pridelkov. Uporaba tega inteligentnega namakalnega sistema lahko zmanjša količino namakanja za 29 % in povrat tekočine v povprečju za 53 % v primerjavi z empiričnim časovno omejenim namakanjem (slika 5 ~ 6).

 

3. Sistem za nadzor okolja, ki temelji na internetu stvari

Zaradi potrebe po natančnem nadzoru obsežnih dinamičnih spektralnih vozlišč v tovarnah je bila uvedena tehnologija interneta stvari z fuzijo, ki rešuje probleme pridobivanja vozlišč z velikim obsegom in heterogenostjo ter natančnega nadzora svetlobnega okolja v obratu. Inteligentni sistem za nadzor razsvetljave v tovarni uporablja inteligentne LED svetilke kot nosilec in uporablja tehnologijo interneta stvari z fuzijo velikih podatkov WF-IOT za izgradnjo obsežnega decentraliziranega terminalskega omrežja, ki podpira pridobivanje, prenos in nadzor podatkov. Sistem je mogoče prosto združiti glede na proizvodne zahteve, intenzivnost svetlobe rastlinskih svetilk pa je mogoče nenehno prilagajati v realnem času glede na različne svetlobne pogoje in potrebe po rasti rastlin, da se doseže natančen nadzor nad intenzivnostjo in količino dodatne svetlobe (slika 7). Preko perifernega omrežja je mogoče izvajati dinamično zbiranje in prenos zaznavnih podatkov, kot sta okolje in osvetljenost, hkrati pa je mogoče izvajati spletno spremljanje porabe energije in v realnem času zajeti porabo energije dodatne svetlobe na vsakem območju rasti.

Sistem omogoča fino upravljanje rastlin z zbiranjem podatkov o notranjem in zunanjem nadzoru rastlinjaka ter dokonča razvoj izdelka "model upravljanja rastlin". S senzorji toka, CO2, zemeljskega plina in vode se izvaja zbiranje podatkov spremljanja "energetskega sistema". Z uporabo tehnologije robotskega vida se s podatki o barvi plodov, številu plodov, velikosti stebel plodov, listih, steblih itd. spremlja in prepozna celoten proces rasti pridelka (slika 8).

4.Promocijska vrednost

Inteligentni kmetijski sistem delovanja in vzdrževanja, ki izkorišča prednosti industrijske internetne platforme, eno naložbo, večkratno uporabo storitev, z uporabo koncepta deljenja industrijskega interneta, spodbuja gradnjo interneta stvari v kmetijskem obratu z nizkimi stroški in visoko učinkovitostjo ter izboljšuje inteligentno in zeleno raven kmetijskega obrata. Na primer, projekt, ki uporablja sistem v mestu Laixi v Qingdau, lahko doseže več kot 90 % celovite izkoriščenosti gnojil, kar je trikrat več kot pri tradicionalnem obdelovanju tal. V celotnem procesu ni izpusta proizvodnih odplak, kar v primerjavi s poljskim obdelovanjem prihrani 95 % vode in zmanjša onesnaževanje tal z gnojili. Z zaznavanjem CO2 v rastlinjaku s tem sistemom se celovito analizirajo okoljski dejavniki, kot sta temperatura in osvetlitev znotraj in zunaj rastlinjaka, oskrba s CO2 pa se uravnava v realnem času, kar ne le zadovoljuje potrebe rastlin, temveč tudi preprečuje odpadke, učinkovito krepi fotosintezo pridelka, pospešuje kopičenje ogljikovih hidratov, povečuje pridelek na enoto površine in izboljšuje kakovost zelenjave. Celoten sklop sistema za upravljanje delovanja in vzdrževanja je omogočil avtomatsko delovanje naprav za nadzor okolja v rastlinjaku, avtomatsko in natančno delovanje opreme za vse vremenske razmere, zmanjšal stroške energije za 10 % in stroške ročnega upravljanja za 60 %, hkrati pa lahko izvaja zaščitne odzive, kot je zapiranje okna že prvič pred neugodnimi vremenskimi razmerami, kot so močan veter, dež in sneg, s čimer se učinkovito izognemo izgubi samega rastlinjaka in pridelkov v rastlinjaku zaradi nenadnega slabega vremena.

5.Zaključek

Sodobnega razvoja kmetijske mehanizacije ni mogoče ločiti od blagoslova inteligentnega sistema upravljanja v kmetijstvu. Le ustrezen sistem upravljanja z močnejšim zaznavanjem, analizo in sposobnostjo odločanja lahko nadaljuje pot modernizacije. Inteligentni sistem upravljanja v kmetijstvu močno zmanjšuje pomanjkljivosti umetnega upravljanja in spodbuja inteligentno informatizacijo kmetijske proizvodnje, upravljanja in strateškega odločanja. Z naraščanjem vhodnih podatkov in nenehnim bogatenjem scenarijev uporabe sistema je treba njegov podatkovni model nenehno posodabljati in ponavljati na podlagi več podatkov, da postane bolj inteligenten in da se celovito izboljša inteligentna raven sodobne kmetijske mehanizacije.

KONEC

[podatki o navedbi]

Izvirni avtor Sha Bifeng, Zhang Zheng in drugi. Vrtnarstvo v rastlinjakih, kmetijska inženirska tehnologija, 19. april 2024, 10:47, Peking