智慧农业大棚解决方案

智慧农业大棚解决方案

目录

第一章概述 (3)

1.1名称 (3)

1.2背景 (3)

1.3现状分析 (5)

1.4智能大棚平台优势 (6)

第二章解决方案 (8)

2.1总体架构 (8)

2.2智能大棚平台 (9)

2.2.1智能大棚平台组网 (10)

2.2.2智能大棚平台子系统 (11)

2.3智能大棚平台软件功能 (29)

2.4平台特点 (35)

第一章概述

1.1名称

智能大棚解决方案

1.2背景

温室大棚生产是近20年来我国农业种植中效益最大的产业。目前我国设施农业面积已达300多万公顷，总面积占世界首位。其中温室大棚面积约60余万公顷，北方地区约占整个大棚面积的80%以上。我国北方地区的温室大棚经过对其建筑结构、环境调控技术和栽培技术等方面的不断改进，初步形成了具有中国特色的设施农业生产体系—节能型温室大棚配套栽培技术。在40℃的高寒地区可实现冬季不加温生产蔬菜，基本消除了冬春蔬菜淡季，该技术在中国北方地区得到广泛应用，南方地区则大力推广塑料大棚和遮阳网栽培，解决了夏季防雨降温的问题。

目前，我国商品化大棚普及率仍然较低，受生产成本等条件的制约，高、中档次的商品化大棚主要被一些机关团体、军队、农场和科研单位采用，却很少被个体及一般农民采用。普通农户大多采用自建的简易拱棚进行作物生产，约占我国大棚总量的60%以上。有的大棚结构简单、设备简陋，难以实现环境的综合调控，生产管理和运行水平比较低下。同时，大棚缺乏有效的管理体制和机制，无法将生产、加工、销售有机地结合起来。

随着科学技术的迅猛发展，我国的温室也必将向大型化、集约化、规模化、产业化方向发展。温棚骨架材料趋向高强度、轻便、耐腐蚀、使用寿命长发展；规模向多拱拼装式、大型连栋式方向发展，采光利用率高、低能耗的温室将成为发展重点；覆盖材料向透气性好、保温保湿性能优越方向发展；配套设施向电动和计算机自动监控方向发展。

发展温室产业必须以科技创新为依托。没有科技含量或科技含量低的温室产业，将无法确保温室产业得到有效的发展，其经济效益是相当有限的。因此，必须加大科研开发力度，切实解决温室产业中关键技术难题，重视温室产业相关生物技术的协作攻关，积极开展温室产业配套技术的开发研究，因地制宜地研制和开发具有自主知识产权的温室产业设备，建立温室产业技术创新体系。

顺应当前农业产业快速发展的需要，智能大棚配备了由计算机控制的可移动天窗、遮阳系统、保温系统、升温系统、湿窗帘/风扇降温系统、喷滴灌系统或滴灌系统、移动苗床等自动化设施，采用计算机集散网络控制结构对温室内的空气温度、土壤温度、相对湿度、二氧化碳浓度、土壤水份、光照强度等参数进行实时自动检测，创造植物生长的最佳环境，使温室内的环境接近人工设想的理想值，以满足温室作物生长发育的需求。可以说智能温室大棚通过智能化控制系统可以实现对温室内的环境精确控制，不仅推动了我国现代设施农业的改造升级，同时对于农业

生产效益的提升也起到了十分明显的效果。

1.3现状分析

近年来，在需求带动、政策推动、投资拉动等多种因素的带动下，大棚呈现出前所未有的发展势头，面积迅速扩大。然而其在发展过程中存在诸多问题：

（1）科技含量低

无论是在大棚设施本身还是在栽培管理方面，大多数设施结构简单，栽培管理以传统的经验为主，距离数量化和指标化的要求还有相当大的差距。中国大棚市场上目前使用的不少产品，在高品质领域主要以国外产品为主。遮阴网的生产上以瑞典、以色列的高品质产品为主，大棚环境控制系统领域上国内的产品同样与国外有相当大的差距，而且国内现有的一些科研成果与真正地推广应用之间还有一段差距。

（2）环境调控技术与设备落后

由于大多数的大棚设备简单，类型落后，因此环境的可调节程度和控制技术都比较有限，塑料大棚往往受到自然灾害的影响而无法生产。即使在正常条件下，大多数的温室大棚的环境调控手段相对简易，可以进行通风和避风调节等，但对于温度过高、光照太强或太弱都无法进行调节。

（3）缺乏与我国相适应的大棚优化控制软件

目前我国引进大棚的控制系统大多运行费用过高，而自行研制的控制系统又缺乏相应的优化软件，多数仍使用单因子开关量进行环境因子的调节。而实际上大棚内的光照、气温、地

温、湿度及二氧化碳浓度等环境要素是在彼此关联着的环境中

对作物的生长产生影响的，而且环境要素的时间变化和空间变

化都很复杂，当改变某一环境因子时常会把其他环境因子变到

一个不适宜的水平上。

（4）大棚建设盲目性很大

大量的项目在相应的配套设备、人才不到位的情况下，盲目地从国外引进高新技术，盲目地低水平仿制国外产品。大棚种植管理上，产品种植前经过市场考察的很少，往往造成产品积压，带来不应有的损失。相关的种植管理方面的研究距离理论化、科学化、系统化地指导生产实践还有不少差距。大棚企业在产品的售后配套服务方面尚不够完善，企业的品牌意识、诚信意识不够，相当一部分大棚控制软件的研究上与国外企业相比有相当大的差距。

1.4智能大棚平台优势

智能大棚平台依托传感技术、无线技术、宽带技术、SIP

技术、视频技术、智能控制技术，做到对大棚土壤、空气、水分、温度、光照等环境参数的全程监控与管理，为精细化科学

育种提供现代化的手段。智能大棚已经成为弥补传统农业弊端

的一种新型农业模式，也是促进大棚生产向着精细化、智能化

方向发展的一种有效途径。它的主要优势有以下几点：（1）种植作物几乎零损失

采用智能大棚平台来进行智慧种植，最明显的优势就是可以保证大棚内部保持恒定的环境条件，这对于环境要求比较高的植物来说，能够有效规避由于人为因素而造成的生产损失。

（2）迅速提升产量和质量

智能大棚平台的基本功能就是大棚环境的监测和控制，它利用各种传感器建立了与大棚作物之间的联系，能够更加明白作物的需求情况，在此基础上，大棚监测控制系统实现了科学精准地控制大棚温湿度和光照，营造作物最适应的生长环境，促进农作物生产，提高质量和产量。

（3）节本增效

对于具备一定规模的种植企业来说，要持续提升农业种植的效益，不仅需要提升农作物的产量和品质，还需要提高工作效率，降低运营成本。应用智能大棚平台实现远程控制之后，可以大大提高大棚劳动的效率，降低大棚生产的人工成本，减轻工作人员的劳动强度。更重要的是应用大棚智能平台的经济效益是长期的，使用时间越长，那么表示劳动力成本也会越低。