Intelligente Management-Lösungen für die Cloud-Plattform Smart Agriculture

Zusammenfassung

Dieser Artikel beschreibt die technische Architektur und Kernfunktionen der intelligenten Landwirtschaft-Cloud - Plattform, das System realisiert die Echtzeit-Erfassung von Gewächshaus-Umgebungsdaten und die Fernsteuerung von Geräten durch das Multiprotokoll-Kommunikationsnetzwerk, integriert Edge-Computing und intelligente Steuerungsstrategie, bietet für die moderne Landwirtschaft Umweltüberwachung, präzise Regulierung und Datenanalyse integrierte digitale Management-Plattform, fördert die landwirtschaftliche Produktion zu standardisieren, intelligent, effiziente Transformation.

1. Die digitale Transformation der modernen Landwirtschaft

Die traditionelle landwirtschaftliche Produktion stützt sich auf manuelle Erfahrung und Betrieb vor Ort und steht vor Herausforderungen wie Knappheit an Arbeitskräften, umfangreiche Umweltregulierung, schwache Risikenbewältigungskapazität und geringe Management-Effizienz. Mit der Entwicklung der Internet-of - Things-Technologie, die landwirtschaftliche Produktion ist in Richtung umfangreiche, intensive, industrialisierte Modell, erfordert eine raffinierte, automatisierte Echtzeit-Monitoring und dynamische Regelung der Umweltparameter. Durch die Integration von Sensortechnologie, drahtloser Kommunikation und Edge-Computing errichtet die Cloud-Plattform ein intelligentes Managementsystem, das das gesamte Anbau - und Züchtungs-Szenario abdeckt, um präzise steuerbare und datenorientierte Entscheidungen im Produktionsprozess zu erzielen.

II. Design der Kommunikationsstruktur des Systems

System übernehmenCloud-Network - End-Layered - Architekturund unterstützt eine Vielzahl von Kommunikationsmethoden wie Ethernet, WiFi, 4G, 5G und andere, die Benutzer nach den Bedingungen vor Ort flexibel wählen können:

• Cloud-Ebene: Landwirtschaftliche IoT-Cloud - Plattform, bietet Web-End, PC-Software, mobilen App (Android / iOS) Multi-Terminal - Zugriff, unterstützt Fernüberwachungsraum-Großbildschirm - Anzeige
• Netzwerk-Schicht: Intelligente Gateway-Konvertierung und Daten-Konvergenz, unterstützt 5G / 4G-Networking, Ethernet, WiFi-Zugang, sicherzustellen, Datenübertragung stabil und zuverlässig
• Terminal-Schicht: Intelligente Steuerungshäuser vor Ort, integrierte Temperatur-Feuchtigkeit - Sensor, Licht-Beleuchtungs - Sensor, CO2 - Sensor, UV-Sensor, Windgeschwindigkeit-Windrichtung Sensor, Boden-Temperatur - Feuchtigkeit / PH / EC-Sensor und andere Umweltüberwachungsanlagen, sowie Pumpe, Ventilator, Roller, Nassvorhang, Düngermaschine, Ergänzungslampe, Magnetventil und andere Ausführungsorganen

Freie Wahl der Kommunikationsmethode: Es gibt eine Netzwerkumgebung, die Ethernet / WiFi verwendet, um die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zu erreichen, und keine Netzwerkumgebung verwendet 4G / 5G-Mobilnetzwerk, um sicherzustellen, dass abgelegene Gebiete auch einen stabilen Zugang haben können.

III. Umweltüberwachung und Datenerfassung

Das System implementiert zwei Arten von Kerndatenerfassung:

TreibhausumgebungsüberwachungEchtzeit-Erfassung von Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, CO2 - Konzentration, UV-Intensität, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Atmosphärendruck und anderen meteorologischen Umgebungsparameter, Daten werden alle 3 Sekunden aktualisiert, 1 Minute Aufzeichnung einmal, standardmäßig gespeichert für 3 Jahre.

2.Überwachung des Bodenverhältnisses: Präzise Überwachung der Bodentemperatur, Bodenfeuchtigkeit, pH-Wert, EC-Wert (elektrische Leitfähigkeit) und andere Schlüsselfindikatoren, über das GPRS / 4G-Wireless - Netzwerk, die Fernübertragung, die Überwachungszentrum automatisch empfangen und in die Datenbank gespeichert.

Die Sammlungsausrüstung verwendet Aluminium-Gusse, IP68 - Schutzgrad, um sich an die hohe Temperatur und hohe Feuchte Staubumgebung auf Ackerland anzupassen. Einige Geräte unterstützen die Batterieversorgung und können die Lebensdauer von bis zu 3 - 5 Jahren unter dem niedrigen Stromverbrauchsdesign erreichen.

4. Intelligentes Steuerungssystem

- Plattform bietet fünf flexible Steuerungsmodi, um eine raffinierte Umgebung zu regeln:

1. Zeit - / ZeitmodusUnterstützt Jahr / Monat / Tag / Stunde / Minute / Sekunde-Zeiteinstellungen, kann eine genaue Verzögerung von 0,1 Sekunden steuern. Zum Beispiel täglich um 8: 00, 12: 00 und 16: 00 Uhr belüftet.

2. Tag / Nacht / Zeitmodus: je nach Tag / Nacht verschiedene Steuerungsstrategien einrichten, unterstützen Sie die Verzögerung. Zum Beispiel im Sommer während der hohen Temperatur tagsüber automatisch öffnen Sie den Ventilator Wasservorhang abkühlen.

3. Verknüpfung / Verriegelung ModusUnterstützt Schalter-Eingangs - Verknüpfungsausgabe, wie Infrarotüberwachung-Kontrolle Zugangskontrolle; Unterstützt Ausgang Kanal-Verriegelung, wie Motor vorwärts und umgekehrt, um Konflikte zu vermeiden.

4. Sensor-Trigger - Modus：根据环境参数阈值自动控制，如温度≥40℃打开风机/卷帘，温度≤33℃关闭;湿度≤40%打开电磁阀灌溉，湿度≥75%关闭。

5. Modell Kombination von Bedingungen：支持多条件逻辑组合，如"早6点-12点且湿度>60%"时开启风机，"晚6点-10点且温度<30℃"时关闭风机。

6. Szene ModusSetzen Sie komplexe Zyklus-Aktionen basierend auf der Zeit-Szenario, wie z. B. die erste Aktion 20 Minuten nach der zweiten Aktion 10 Minuten, automatische Zyklus.

V. Edge Computing und DLC-Logic - Intelligente Selbststeuerung

- Systems liegt in derEdge-Computing - Fähigkeit, d.h. in der lokalen Steuerungsschränke, um intelligente logische Berechnungen zu realisieren, ohne sich vollständig auf die Cloud zu verlassen:

Umgebungssteuerung DLC-Logik: Kombinieren Sie die Wachstumssaison und die Prozessanforderungen der Pflanzen, legen Sie den Temperatur-Feuchtigkeit - Auslösschwellenwert ein, um die automatische Temperatur-Feuchtigkeit - Regulierung zu erreichen. Zum Beispiel Sommermodus automatisch Sonnenschirmnetz, Ventilator, Wasservorhang; Wintermodus basierend auf der Kältebeständigkeit der Pflanze Einstellung Rollenvorhang Lichtdauer.

Intelligentes Roller-SystemAutomatische Steuerung basierend auf Wetterdaten im Freien. Wenn es regnet, schließen Sie automatisch die Rollenvorhäuser gegen Regen; öffnen Sie die Rollenvorhäuser an sonnigen Tagen automatisch, um das Licht zu ergänzen, um die Sonnenlicht zu erhöhen. Das System unterstützt intelligente Beurteilung wie "Automatisches Öffnen von Lichtsupplementierungsrollen" und "Automatisches Schließen von Regenrollen".

Saisonmodus Konfiguration: Voreinstellte Regulierungsstrategie gemäß den Eigenschaften von Frühjahr, Sommer, Herbst und Winter:

• Frühjahr: Überhöhte Temperatur in der Schuppe, rechtzeitige Lüftung und Feuchtigkeitsdämpfung
• Der SommerSonnenschatten, Belüftung, Kühlung und Feuchtigkeit
• Herbst: wissenschaftliches Bewässerungszeitmanagement, Verhinderung von Wurzelnmangel
• Winter: Sicherstellung der Beleuchtung und Lüftung, Ausschluss von schädlichen Gasen

Grenzberechnung gewährleistet, dassauch bei Ausfall des Netzwerks automatisch ausgeführt werden kannVoreinstellte Strategie, automatische Datensynchronisierung nach der Vernetzung, um "Offline-Betrieb, Cloud-Management" Dual-Mode - Sicherung zu erreichen.

6. Cloud-Konfiguration und Visualisierungsfähigkeiten

Plattform bietetNull-Code - Cloud-KonfigurationFunktion, Benutzer können die Überwachungsschnittstelle anpassen:

• Dynamische Konfigurationsbearbeitung: autonome Hochladen von Geräten Prozessdiagramm, frei ziehen Sensor, Controller-Symbol
• Kanal Anpassung: Bearbeiten des AI-Kanal - Namens und des DO-Kanal - Namens gemäß dem tatsächlichen Gerät, Einstellung der Umwandlung des Bereichs
• ein: eingebaute dynamische Symbole wie Schalter, Ventil, Motor und andere, unterstützen Sie das Hochladen von GIF-Animationen
• mit einem Klick: Konfiguration Konfiguration wirksam in Echtzeit, Handy / PC-Send synchron aktualisiert

Benutzer können ohne Programmierung eine visuelle Überwachungsschnittstelle erstellen, die vollständig mit der Vor-Ort - Ausrüstung übereinstimmt, um eine "Was Sie sehen, ist Sie bekommen" - Bedienungserfahrung zu ermöglichen.

7. Datenanalyse und Alarmsystem

Datenspeicherung und - analyseDie Plattform speichert standardmäßig 3 - jährige historische Daten und kann präzise auf jede Minute abfragen. Die Datenkurven unterstützen Vergrößerung und Verkleinerung für die Erleichterung der Trendanalyse. Alle Daten können in das Excel-Format exportiert werden, um die Datenbasis für die Verbesserung des Anbauprozesses zu liefern.

Fern-Alarm - Mechanismus: Bereitstellung von drei-Level - Alarm-Push:

1. Sensor-Ober - und Untergrenzen-Alarm: Parameter wie Temperatur und Feuchtigkeit, CO2 und andere Grenzen überschreiten
2. Gerät-Status - Alarm: Ventilfehler, Anomalie der Zugangssicherung, Wasserstand Obergrenze und andere
3. Schalt-Status - Alarm: Änderung des Start-Stopp - Zustands des Geräts

Die Alarmmeldung wird sofort über mehrere Kanäle wie App-Push, WeChat-Publikumkonto, SMS-Nachricht geliefert, um sicherzustellen, dass die Bauern so schnell wie möglich reagieren.

Zentrale Verwaltung und Videoüberwachung

Zentralverwaltung von Geräten: Unterstützt Karten-Positionierung - Räder, Monitoring-Raum - Bildschirm kann alle Gewächshaus-Status in Echtzeit anzeigen. Unterstützt die zentrale Überwachung von mehreren Geräten und verbessert die Management-Effizienz.

Videoüberwachung integriertNahtlose Anbindung von Hikvision, Fluorite Cloud und anderen Webkameras, in der Überwachungsschnittstelle in Echtzeit zu überprüfen, Gerät-Bewegungsfeedback und Pflanzenwachstum Status, "Daten + Video" Doppelüberwachung zu realisieren.

RechnungsbefugnissystemUnterstützt die One-to - Multi-Geräteverwaltung (ein Benutzer verwaltet mehrere Gewächshaus) und die Multi-to - One-Kontoverwaltung (mehrere Betreiber verwalten das gleiche Gerät). Flexible Berechtigungszuweisung für Rollen wie Administrator, Bediener, Beobachter und mehr, um den Bedürfnissen von Familienbetrieben oder Unternehmen gerecht zu werden.

IX. Systemvorteile und Kernwerte

1. Einfache Installation: Wireless-Bereitstellung, ohne komplizierte Verkabelung, reduzierte Baukosten und - zeitliche Auflagen

2. Stabel und zuverlässig: IP68 - Schutz, Industriedesign; Unterstützt Offline-Betrieb, um die Produktion zu gewährleisten

3. Flexible Erweiterung: Modulares Baustein-Design, Mess - und Kontrollpunkte können beliebig erweitert werden, Unterstützung für groß angelegte Netzwerke

4. Intelligent effizient: Edge-Computing für schnelle lokale Reaktionen, Cloud-basierte Strategieoptimierung und Data Mining

5. Kosteneinsparung: Im Vergleich zu herkömmlichen SPS-Steuerungssystemen reduziert die drahtlose Lösung die Verkabelungskosten um mehr als 60%, Cloud-Plattform ohne Server Entwicklung

6. Breite Anwendung: Anwendbar für Gewächshaus, Feldbewässerung, Viehzucht, Aquakultur, Pilzkultivierung, Blumenmedizin und viele andere Szenarien

X, Anwendungsfälle und Nutzenanalyse

Ein Beispiel für 100 acre Gewächshaus:

• Wasser sparen 30 - 50%: Präzisionsbewässerung und Überwachung des Bodenfeuchtes verhindern übermäßigen Wasserverbrauch
• Strom sparen mehr als 40%: Intelligente Roller - und Belüftungssysteme optimieren Licht und Temperatur, reduzieren künstliche Beleuchtung und Klimaanlage Energieverbrauch
• Reduzierung der Arbeitskosten um 70%: Remoteüberwachung und Automatisierung reduzieren die Häufigkeit von Standortinspektionen
• 10 - 20% Ertrag: Optimale Wachstumsumgebung für Ertrag und Qualität
• Verlustrisiko um 80% reduziert: Echtzeit-Warnung und schnelle Reaktion Vermeidung von Verlusten durch extreme Wetterbedingungen

XI. Zukunft

Intelligente Landwirtschaft Cloud-Plattformen werden sich weiterentwickeln:

• AI Predictive Control: Anpassung von Umweltparametern 48 Stunden im Voraus in Kombination mit Wettervorhersagen und historischen Daten
• Pflanzenwachstumsmodell: Erstellung optimaler Wachstumskurven für verschiedene Pflanzen auf Basis von maschinellem Lernen, dynamische Anpassung der Strategie
• Digitale Zwillinge: Erstellen eines virtuellen Gewächshausmodells, Simulationenoptimierung und Fehlervorschau
• Blockchain-Rückverfolgbarkeit: Verknüpfen von Umweltdaten und liefern vertrauenswürdige Rückverfolgbarkeitsnachweise für landwirtschaftliche Produkte

Das System wird die Transformation der landwirtschaftlichen Produktion von "erfahrungsgetrieben" zu "datengetrieben" fördern und eine solide technische Unterstützung für die Modernisierung der Landwirtschaft bieten.