《傳感中國 第四期》傳感器等高科技賦能數(shù)字農(nóng)業(yè)
今年年初，央視推出了系列節(jié)目《傳感中國》，通過傳感器這一細(xì)小的高科技領(lǐng)域，透視我國近些年高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)也向億萬中國民眾科普了傳感器在高鐵隧道、南水北調(diào)、農(nóng)業(yè)、物流、智慧城市等關(guān)系國計(jì)民生的重大工程中發(fā)揮的巨大作用。
西紅柿炒雞蛋，是中國人餐桌上出現(xiàn)頻率最高的菜之一，但今年很多家庭做出來的菜，有了和以往不同的滋味，這源于一顆顆定制了味道的西紅柿?！秱鞲衅髦袊谒钠凇肺宸痔鹨环炙?， 定制家的味道，向我們講述了傳感器在農(nóng)業(yè)中發(fā)揮的作用。
五分甜一分酸，是西紅柿口感的最佳糖酸比。想讓西紅柿形成這種口感，就需要精準(zhǔn)把握、調(diào)控它每一刻的生長過程。西紅柿從種子到萌發(fā)，再到藤蔓攀爬生長，直到果實(shí)孕育成熟，在這個(gè)過程中每一步都離不開傳感器的幫助。
在培育西紅柿的溫室中，各種各樣的傳感器多達(dá)685個(gè)，控制器多達(dá)1700多個(gè)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)每天能夠產(chǎn)出2000多萬條。這些傳感器和控制器在溫室中各司其職，守護(hù)著西紅柿的整個(gè)生長過程，并將每時(shí)每刻監(jiān)測到的數(shù)據(jù)匯總于智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。
智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺可以同時(shí)管理多個(gè)園區(qū)、溫室，實(shí)時(shí)查看園區(qū)內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)測設(shè)備、不同溫室中的各項(xiàng)傳感器監(jiān)測到的信息，并利用控制器對不同園區(qū)、不同溫室的環(huán)境實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/智能/定時(shí)控制，讓科技為西紅柿的成長設(shè)置陽光雨露的“最優(yōu)解”，提升西紅柿的口感的同時(shí)，將產(chǎn)量提升3倍到4倍。
環(huán)境監(jiān)測與控制
工作人員通過在溫室內(nèi)/外部署溫度、濕度、光照、二氧化碳等各類高精度傳感器，如對環(huán)境進(jìn)行不間斷全方面監(jiān)測，并對異常環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，讓西紅柿的生長始終處于安全、適宜的環(huán)境中。
西紅柿糖分的形成關(guān)鍵在于光照，在太陽升起的時(shí)候，太陽總輻射傳感器開始工作。
山東仁科熱電式太陽總輻射傳感器采用熱電原理，利用輻射的熱效應(yīng)，將吸收的太陽輻射轉(zhuǎn)化為溫差電動(dòng)勢，能夠精準(zhǔn)測量太陽輻射量，它還具有溫度補(bǔ)償功能，可以避免受到外界溫度變化的影響，在太陽輻射量到達(dá)一定量后，灌溉系統(tǒng)會自動(dòng)向西紅柿定量澆灌營養(yǎng)液。
二氧化碳濃度關(guān)聯(lián)著西紅柿的產(chǎn)量，它可以提高溫室內(nèi)西紅柿的維生素C、糖的含量，提升西紅柿的品質(zhì)。并且，充足的二氧化碳可以讓植株變得更高，增強(qiáng)其抗病能力。要想保證西紅柿在生長過程中的二氧化碳含量充足，就要用到山東仁科LoRa二氧化碳采集器。
山東仁科LoRa二氧化碳采集器可以實(shí)時(shí)采集玻璃溫室內(nèi)的二氧化碳含量，并通過LoRa網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳至免費(fèi)智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。工作人員可以在平臺上設(shè)置二氧化碳上下限值，當(dāng)溫室內(nèi)的二氧化碳含量超過上限或者低于下限時(shí)，平臺會以頁面數(shù)據(jù)變紅、電話、短信、郵件等方式通知到工作人員，同時(shí)聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場第三方設(shè)備，及時(shí)補(bǔ)充二氧化碳或者進(jìn)行通風(fēng)。
溫室外的農(nóng)業(yè)氣象站能夠隨時(shí)感知風(fēng)的力度和方向，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，工作人員可以提前在平臺設(shè)置好相關(guān)閾值，就能實(shí)現(xiàn)天窗變動(dòng)角度的智能控制，讓內(nèi)外空氣定時(shí)定量混合。
溫度的變化決定了果實(shí)的發(fā)育過程，西紅柿的病害和濕度有很大關(guān)系，影響著西紅柿生長得整個(gè)周期，臨近中午，溫度升高、濕度下降，山東仁科氣象多要素百葉盒中的溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器等各類傳感器接受信號，并將信息上傳至智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，平臺會根據(jù)工作人員提前設(shè)置的好的指令，控制溫室中的繼電器，將遮陽幕布隨機(jī)合攏的同時(shí)，讓高壓噴霧灑下增加濕度的甘霖。
關(guān)于水肥，工作人員通過可控管道系統(tǒng)調(diào)配水肥比例，并在智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺設(shè)置好控制模式，當(dāng)夜幕降臨之后，平臺便會控制水肥機(jī)進(jìn)行定時(shí)定量灌溉，同時(shí)啟動(dòng)地?zé)犸L(fēng)管機(jī)帶來溫暖，抵御夜間的低溫。
蟲情監(jiān)測與分析
山東仁科蟲情測報(bào)儀可以在無人監(jiān)管的情況下，自動(dòng)完成誘蟲、殺蟲、蟲體分散、拍照、運(yùn)輸、收集、排水等系統(tǒng)作業(yè)，然后利用無線傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)將蟲害情況上傳到智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化、自動(dòng)化的蟲情信息采集，對蟲害的發(fā)生及發(fā)展進(jìn)行分析和預(yù)測，確定病蟲害的發(fā)生期、發(fā)生量，指導(dǎo)工作人員科學(xué)用藥，保障西紅柿的健康成長。
工作人員還可以在智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺上整體/單獨(dú)查看園區(qū)下蟲情設(shè)備各個(gè)部位的當(dāng)前狀態(tài)；遠(yuǎn)程對蟲情的各個(gè)部位進(jìn)行控制，例如控制烘干、拍照等；查看操作記錄和歷史數(shù)據(jù)，幫助管理者進(jìn)行管理；查看設(shè)備拍攝并實(shí)時(shí)上傳的照片，支持自動(dòng)AI分析（平臺涵蓋99.99%的害蟲種類）和手動(dòng)分析兩種模式。針對不同時(shí)間段內(nèi)的害蟲種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對比、趨勢分析等，支持導(dǎo)出報(bào)告，方便分析蟲害情況，協(xié)助做好蟲害防治。
孢子監(jiān)測與管理
真菌病害是危害西紅柿健康成長的一個(gè)重要因素，病原菌數(shù)量與病害的發(fā)生程度密切相關(guān)。山東仁科全自動(dòng)孢子捕捉分析儀，識別度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，內(nèi)置高倍光學(xué)顯微成像系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)，可定時(shí)清晰拍攝溫室中的孢子圖片，遠(yuǎn)程自動(dòng)上傳至智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)西紅柿病菌孢子濃度數(shù)字化，通過手機(jī)和電腦就可以隨時(shí)了解病害的發(fā)生、發(fā)展情況以及分布區(qū)域，為預(yù)測和預(yù)防病害流行、傳染提供可靠數(shù)據(jù)。
土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)督
通過在溫室土壤中安裝土壤溫度、水分、PH、電導(dǎo)率、氮磷鉀、張力等傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤溫濕度、電導(dǎo)率、氮、磷、鉀等參數(shù)，并上傳至智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，工作人員會根據(jù)西紅柿的生長環(huán)境要求，在平臺設(shè)定報(bào)警閾值。
當(dāng)土壤數(shù)據(jù)異常時(shí)，平臺會遠(yuǎn)程以短信/郵件的形式提醒工作人員。除了土壤墑情精準(zhǔn)監(jiān)測、異常情況及時(shí)預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)出這樣的基本功能之外，工作人員還可以通過埋地深度查看不同深度的土壤墑情數(shù)據(jù)。
視頻監(jiān)控全天守護(hù)
溫室中的攝像頭擁有上下左右各4方向轉(zhuǎn)動(dòng)、拉近、推遠(yuǎn)、聚焦、縮放等功能，并將監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)傳輸至智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，工作人員可以通過平臺查看、拍攝苗情圖片，以作備份。
而且溫室中擁有多種電器設(shè)備，稍有疏忽便可能引發(fā)危險(xiǎn)，工作人員可以通過視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程、清晰、直觀、實(shí)時(shí)的查看園區(qū)各個(gè)角落情況，一旦災(zāi)情出現(xiàn)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而采取應(yīng)急措施，有效避免園區(qū)災(zāi)情的發(fā)生和蔓延。
遠(yuǎn)程報(bào)警
離線報(bào)警：當(dāng)設(shè)備由于現(xiàn)場信號干擾等原因無法和平臺正常通訊時(shí)可以進(jìn)行報(bào)警。
超限報(bào)警：當(dāng)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定上下限值時(shí)可以進(jìn)行報(bào)警。
差值報(bào)警：當(dāng)選擇的兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)差值超過設(shè)定值時(shí)，就會進(jìn)行報(bào)警。
低電量報(bào)警：針對帶電池的設(shè)備，一旦電池電量超過設(shè)定的最低值，就會進(jìn)行報(bào)警提醒，避免因忘記及時(shí)充電而出現(xiàn)關(guān)機(jī)耽誤測量的情況發(fā)生。以上四種報(bào)警類型再搭配短信/郵件兩種遠(yuǎn)程報(bào)警方式，足以應(yīng)對現(xiàn)場各種報(bào)警情況，一旦有報(bào)警產(chǎn)生會給工作人員進(jìn)行通知，方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而迅速采取應(yīng)急措施。
LED展示系統(tǒng)
大屏顯示數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程調(diào)試，無需再帶著電腦跑現(xiàn)場設(shè)置；多種數(shù)據(jù)顯示格式；現(xiàn)場屏幕內(nèi)容字體大小顏色格式等可根據(jù)需要自行修改；電腦端所見即遠(yuǎn)端屏幕數(shù)據(jù)顯示，簡單明了。
從農(nóng)業(yè)到餐桌
園區(qū)管理、人員管理、種植管理、作物生長標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)事作業(yè)、采摘入庫、農(nóng)機(jī)管理、物料管理、供應(yīng)商管理，通過傳感器、控制器等各類硬件設(shè)備與智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺相互協(xié)作，西紅柿生產(chǎn)的各個(gè)流程實(shí)現(xiàn)了全方位一體化把控。
并且，每份西紅柿都有自己“溯源碼”，手機(jī)掃碼即可準(zhǔn)確了解農(nóng)產(chǎn)品從種植到出售的全過程的信息，“溯源碼”用在產(chǎn)品合格證可以用手機(jī)直連藍(lán)牙打印機(jī)完成打印，并且還帶有防偽功能。
其實(shí)，不止西紅柿，很多其他蔬菜重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)，都有著大片閃耀著光芒的溫室大棚，溫室大棚中的傳感器、無土栽培、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)......最大化地讓農(nóng)業(yè)種植擺脫了對自然環(huán)境的依賴，讓在沙漠、戈壁、貧瘠土地上種植蔬菜成為可能。
突破四季的限制、突破土壤的制約。數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)碰撞出為人們的生活增添了全新滋味，在安徽，草莓品種有了數(shù)字模型，也有了可根據(jù)市場的需求調(diào)整的種植數(shù)字方案，口味會更香濃；在黑龍江，智慧牧場出產(chǎn)的一杯牛奶里，寫入了170兆生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從飼喂、產(chǎn)奶，到運(yùn)輸、加工等全程可追溯，也會變得更多元。
如今，我國已有117個(gè)鄉(xiāng)村正在火熱進(jìn)行數(shù)字農(nóng)業(yè)試點(diǎn)、316個(gè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化示范基地在不斷探索，努力讓更豐富、更美味的食物傳遞到萬家。
