Komplettlösungen für Smart Agriculture: Upgrade des gesamten Prozesses von der Wahrnehmung bis zur Entscheidungsfindung

I. Übersicht über das Programm

Die traditionelle Landwirtschaft wird langfristig durch das Modell "Himmel essen, Erfahrung Management" eingeschränkt und konfrontiert mit niedrigen Wasser - und Düngernutzungsraten, hohen Arbeitskosten, hohen Produktions - und Qualitätsschwankungen und anderen hervorragenden Schmerzpunkten. Dieses Programm, um "Echtzeit-Erkennung - Edge-Entscheidung - Präzise-Ausführung - Daten-Settung" als Kernlinie, durch die wissenschaftliche Installation von Multi-Parameter - Sensoren, intelligenten Steuerungsschränken, Cloud-Kooperations - Plattform und mobilen APP, umfassende Abdeckung von Gewächshaus, Gewächshaus, Open-Air - Basis und anderen multidimensionalen landwirtschaftlichen Szenarien, um die Verwirklichung der digitalen Überwachung, weniger menschlichen Betrieb, standardisierte Produktion zu unterstützen. Das System unterstützt 4G / 5G, Wi-Fi, Ethernet, LoRa Hybrid-Netzwerk - Modus, kann nicht nur durch die Cloud zentralisierte Steuerung zu erreichen, sondern auch im lokalen Netzwerk-Unterbrechung Zustand unabhängig betrieben werden, um wirklich "netzwerk-Unterbrechung kontinuierliche Kontrolle" zu erreichen, um die kontinuierliche Stabilität der landwirtschaftlichen Produktion zu gewährleisten

II. Systemstruktur

1. Sensor-Schicht

als "Nerveend" der landwirtschaftlichen Produktion, Sensor-Schicht umfassend sammelt vier Arten von Umwelt, Boden, Wasser, Geräte Schlüsseldaten:

• Umweltüberwachung: Echtzeit-Erfassung von Lufttemperatur, Feuchtigkeit, Beleuchtung, CO2 - Konzentration, Luftdruck, UV-Strahlung, PM10 und anderen Parameter;
• Bodenüberwachung: Tiefe Abdeckung mehrschichtigen Bodentemperatur, Volumen-Fassage - Gehalt, EC-Wert (elektrische Leitfähigkeit), pH-Wert, kann nach Bedarf hinzugefügt werden, Phosphor-Nickel - Nachweis-Sonde;
• Wasserüberwachung: für die Hydroponie, Fisch-Gemüse Symbiose Szenarien, Wasserstand, gelöster Sauerstoff, Trübheit, pH-Wert, EC-Wert überwachen;
• : Echtzeit-Pumpenstrom, Ventilatur-Drehzahl, Rollschließung Öffnung, Magnetventil-Schalter - Zustand.Gerätüberwachung

Alle Sensoren unterstützen 3 Sekunden schnelle Aktualisierung der Daten, 1 Minute automatische Speicherung in der Datenbank, Standard-Cache - Zyklus von 3 Jahren, Daten können direkt in Excel-Format exportiert werden, um die nachfolgende Analyse zu ermöglichen.

2.Übertragungsschicht

Übertragungsschicht verwendet die Strategie "Layered Adaption, Verschlüsselungssicherung": Vor Ort bevorzugt die Verwendung von Ethernet / Wi-Fi Datenübertragung, reduzieren Sie die Datenverkehrskosten; keine Kabelnetz-Abdeckung automatisch auf 4G / 5G wechseln; abgelegene Parzelle können LoRa-Netzwerk - Relays hinzufügen, maximale Übertragungsdistanz von bis zu 3 km. Das Paket verwendet das MQTT + TLS-Verschlüsselungsprotokoll, das die Fortführung von Unterbrechungspunkten unterstützt und die Integrität und Sicherheit der Daten während der Übertragung gewährleistet.

3. Edge-Entscheidungsschicht (Local Control Cabinet)

Lokale Steuerungsschrank als "Feld-Gehirn", 32 isolierte Eingänge, 24 Relais-Ausgänge, 8 4 - 20 mA-Analog - Ausgänge, kann Ventilator, Nassvorhang, Seitenfenster, Roller, Ergänzungslicht, Heizer, Magnetventile, Düngerpumpe und andere landwirtschaftliche Geräte direkt ansteuern, unterstützt drei autonome Modi:

• Timing-Modus:按年月日时分秒精准触发操作，可设置 0.1 秒延时，满足精细化时间控制需求;
• 条件模式：基于环境参数自动执行动作，如温度≥40℃时开启风机，≤33℃时关闭风机;湿度 > 60% 且时间在 06:00–12:00 时开启顶窗;
• 场景模式：Unterstützt benutzerdefinierte Kreislauflogik, wie "erst 10 Minuten sprühen → 5 Minuten stoppen → weitere 10 Minuten sprühen", um sich an komplexe landwirtschaftliche Szenarien anzupassen.

Edge-Skripte können offline unabhängig ausgeführt werden und die Daten automatisch in die Cloud synchronisieren, wenn das Netzwerk wiederhergestellt ist, um die Entscheidungsfindung ununterbrochen zu gewährleisten.

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4. Plattform Ebene

Cloud-Plattform ist das „Zentralmanagementsystem" der intelligenten Landwirtschaft und verfügt über sechs Kernkompetenzen:

• Echtzeitüberwachung: Unterstützt Drag-Configuration - Bildschirm, kann GIF-Animationen hinzufügen, Handy-Send automatisch Anpassung des Display-Skala, um mehrere Terminals in Echtzeit anzuzeigen;
• Datenkurve: Generieren Sie eine Kurve in 1 Minute für die Granularität der Daten, unterstützen Sie Skalierung, Überlagerung, Kontrastoperationen, generieren Sie einen PDF-Format - Analysebericht mit einem Klick;
• Intelligente Alarme: Abdeckung der oberen und unteren Grenzen der Parameter, abrupte Datenänderungen, Geräte offline, Zugangskontrolle Überschwemmung und andere verschiedene Arten von Alarmen, durch WeChat, SMS, APP dreifache Kanäle schieben Erinnerungen;
• Kartenübersicht: Auf der Grundlage der elektronischen Karte zeigt die Verteilung von mehreren Basen, mit verschiedenen Farben markiert die Basis "Betrieb / Alarm / Offline" Status, anpasst die kollektiven einheitlichen Management;
• Berechtigungsstufung: Setze Administrator - Basis-Leiter - temporäre Arbeiter drei-Level - Berechtigungen, unterstützen "eine Maschine mehrere Rechnungen" oder "eine Maschine mehrere Rechnungen", um die Datensicherheit und Betriebsnormen zu gewährleisten;
• Private Post OfficeMit vollständiger API-Schnittstelle und Docker-Spiegeln können Benutzer die Plattform in ERP -, Finanz - oder E-Commerce - Systeme einbetten, um Daten zu vernetzen.

5. Anwendungsschicht

Für verschiedene Rollen in der landwirtschaftlichen Produktion bietet die Anwendungsschicht ein differenziertes Schnittstellendesign, um die Anforderungen an Präzision zu erfüllen:

• Arbeiterseite: nur die Liste „Heute-Aufgaben" und die Schaltfläche „One-Klick - Ausführen" anzeigen, um den Betriebsprozess zu optimieren und die Einsatzschwelle zu senken;
• Technikerseite: Unterstützt die Anpassung von Parametern, die Ansicht von Datenkurven, das Herunterladen von landwirtschaftlichen Aufzeichnungen und hilft Fachleuten bei der Durchführung technischer Analyse und Optimierung;
• Boss-End: Anzeige der Ertragsanalyse, der Ranking des Energieverbrauchs und der Risikowarndaten auf einem großen Bildschirm, um Daten für die Geschäftsentscheidung zu unterstützen.

3. Kernfunktionen detailliert

1. Regulierung der Gewächshaus-Umgebung

基于季节变化规律，系统预设精细化调控策略：春季重点保障夜间保温与白天通风，平衡温度与空气流通;夏季启动外遮阳 + 风机湿帘联动模式，目标使棚内温度较外界低 5–7℃，缓解高温胁迫;秋季采用阶梯式降低灌溉量，避免作物徒长;冬季通过卷帘分时卷放，确保每日光照时长≥8 小时，同时排出棚内有害积累气体。Alle Strategien können einmalig eingestellt werden, und das System wechselt automatisch mit der Jahreszeit, ohne häufige manuelle Anpassungen.

2. Dünger Integration

Das System basiert auf dem Boden EC-Wert, Feuchtigkeitsgehalt und Pflanzenwachstumsphase Modell, um eine präzise Dünger-Wasser - Verhältnis und Bewässerung zu realisieren: Wasser, Mutterlösung, Säure / Alkali-Lösung nach vordefinierten EC-Wert, pH-Wert dynamisch gemischt, Rotation Bewässerung Gruppen können zu einem einzigen Magnetventil, unterstützt "Erst Dünger, dann Wasser" (Erst Dünger und dann Spülung Rohrleitung) oder "Dünger und Wasser mit Bewässerung" zwei Modelle. Die Anwendung dieser Funktion kann mehr als 30% Wasser sparen, Dünger sparen mehr als 25% und erheblich reduzieren die Wasser-Dünger - Kosten.

3. Boden-Warnung

Wenn der volumetrische Wassergehalt des Bodens in einer Tiefe von 20 cm weiter unter 20% (Dürre-Schwelle) oder über 65% (Dürre-Schwelle) liegt, sendet das System sofort eine "Dürre / Dürre-Warnung" und gibt gleichzeitig die empfohlene Bewässerung; Wenn der Boden-EC - Wert > 1500 μ S / cm, wird das System "Salzrisiko" anzeigen, empfiehlt Verdünnungswasser-Szenario, um die Auswirkungen von Bodenproblemen auf die Ernte im Voraus zu vermeiden.

4. Fernüberwachung Videoüberwachung

- System kann mit der Mainstream-Marken - Webcam verbunden werden, um "Alarm-Snapshot + 15 Sekunden kurzes Video" Verknüpfung Push zu erreichen. Zum Beispiel: Wenn das Solenoidventil für 5 Minuten geöffnet ist, wenn der Anstieg des Hauptleitungsflusses nicht erkannt wird, wird das System automatisch ein Bild von der Szene aufnehmen und ein kurzes 15 - Sekunden-Video aufnehmen, das auf die Plattform hochgeladen wird, um das Personal zu erleichtern, die Verstopfung von Rohren und andere Probleme schnell zu untersuchen.

5. Daten Vermögenswerte Deposition

Die Plattform speichert standardmäßig 3 Jahre historische Daten, unterstützt die Anbindung an Datenanalyse-Tools wie Python / R für die Durchführung von Big Data-Analysen, kann "Temperatur-Ertrag" - Passungskurve, "Licht-Zucker" - Korrelationsbericht und so weiter generieren, um die wissenschaftliche Entscheidungsgrundlage für die nächste Saison Pflanzensorten Auswahl, Markteinführungszeit Vorhersage, Anbaustrategien Optimierung, um die kontinuierliche iterative Upgrade der landwirtschaftlichen Produktion zu erreichen.

4. Typische Anwendungsszenarien

1.番茄玻璃温室（10 亩）

• 调控策略：设置白天温度 24–28℃、夜间 16–20℃，CO₂浓度 800–1000ppm;采用 “日出前 2 小时补 CO₂ + 9:00 外遮阳展开 + 11:00 风机湿帘阶梯启动” 组合策略;
• 应用效果：平均每穗果重提升 8%，畸形率下降 35%，每亩每年节省人工 1.5 人。

2. Erdbeeren mit Gewächshaus (30 Hektar)

• Regulierungsstrategie: Nacht Wärmedämmung 22: 00 Uhr, 06: 30 abgehalten; Luftfeuchtigkeit im Schuppen > 85% automatisch öffnen Dachfenster + Kreislaufventilator; Dünger EC-Wert je nach Wachstumsphase angepasst: Setzlingsphase 0,8 → Blütephase 1,2 → Fruchtentwicklungsphase 1,6 → Erntephase 1,0 mS / cm;
• Anwendungsergebnis: Erdbeeren 10 Tage im Voraus auf den Markt, pro Hektar Erhöhung der Einnahmen von 4200 Yuan.

3. Zitrus-Stützpunkt (200 Hektar)

• Regulierungsstrategie: Bodenfeuchtigkeit-Sensor nach 50 m Gitter verteilt, kombiniert mit den Daten der Wetterstation Verdunstung, um "divisierte Tropfbewässerung" zu realisieren;
• AnwendungseffektWährend der Hochtemperatur-Dürre im Jahr 2022 reduzierte die Bewässerung um 38% als der umliegende Obstgarten, das Gewicht der einzelnen Früchte erhöhte sich noch um 6 Gramm, und das Zucker-Säure - Verhältnis erhöhte sich um 5%.

V. Umsetzungsschritte

1. Erkundung vor Ort: Ein professionelles Team wird die Wasser -, Strom - und Netzwerkdeckung und Bodenbedingungen des Grundstücks vor Ort bewerten, um die Grundlage für die Implementierung des Folgeprogramms zu legen;
2. Sensorverteilung: Verlegung von Sensoren in Form von "Field" oder Gitter, um sicherzustellen, dass die Überwachungsdaten räumlich repräsentativ sind und die gesamte Anbaufläche abdecken;
3. Installation des Steuerschränks: Installieren Sie die Steuerungsschränke in der Innenwand der Regenschutzkabine, ≥ 30 cm vom Boden entfernt, gleichzeitig reservieren Sie Blitzschutz-Erdgerät, um die Sicherheit der Ausrüstung zu gewährleisten;
4. Plattformkonfiguration: importieren Sie die CAD-Planung des Parzels, durch Ziehen Sie das Symbol schnell die visuelle Konfiguration abschließen, innerhalb von 2 Stunden kann die Verbindung der Plattform und der Vor-Ort - Ausrüstung realisiert werden;
5. Strategie-Debugging: Testen Sie die geschlossene Schleife-Logik von "Sensor → Edge-Entscheidungsschicht → Akteur", bestätigen Sie die leckfreie Aktion, Fehlfunktionen und gewährleisten Sie den stabilen Betrieb des Systems;
6. Training Lieferung: Bereitstellung von Handbuch für Mobiltelefone und Computer, Durchführung von Schulungen vor Ort und Errichtung von WeChat-Gruppen zur Verfügung stellen 7 × 24 Stunden Antwortservice;
7. Betrieb und Wartung Rückbesuch: Eine vierteljährliche Remote-Inspection, eine jährliche Kalibrierung des Sensors vor Ort, um sicherzustellen, dass die Datengenauigkeit innerhalb von ± 3% kontrolliert wird.

6. Nutzenbewertung (zum Beispiel 10 Hektar Tomaten)

• Einmal-Investition in Hardware: ca. 32.000 Yuan (einschließlich 3 - Jahres-Durchsatzgebühren);
• jährliche Kosteneinsparungen: Einsparung von 1,5 Personen × 40.000 Yuan / Person = 60.000 Yuan, Einsparung von 30% Wasser, Einsparung von 25% Dünger entspricht 11.000 Yuan, jährliche Gesamtkosteninsparungen von 71.000 Yuan;
• jährliche Ertragserhöhung: Die Produktion erhöht sich um 8%, basierend auf 12 Tonnen pro Hektar, Durchschnittspreis 6 Yuan / kg berechnet, die Zunahme des Einkommens pro Hektar 12 × 1000 × 6 × 8% = 5760 Yuan, 10 Hektar insgesamt 57.600 Yuan (ca. 58.000 Yuan);
• Return on Investment: statische Rückgewinnungszeit ≈ 32.000 Yuan ÷ (71.000 Yuan + 58.000 Yuan) × 12 Monate ≈ 4 Monate, anschließender jährlicher Nettogewinn (Kostenersparnis + Einnahmen) > 100.000 Yuan.

VII. Häufig beantworte Fragen

F: Wird das System während des Anbauprozesses plötzlich unterbrochen?

A: Nein. Die Steuerungsschränke ist standardmäßig mit einer 5Ah-UPS - Stromversorgung ausgestattet, die 2 Stunden normalen Betrieb nach dem Ausfall aufrechterhalten kann; Wenn Sie die Lebensdauer verlängern müssen, können Sie zusätzlich mit einer 10Ah-Lithium - Batterie ausgestattet werden, die Lebensdauer kann auf 8 Stunden verlängert werden, um die wichtigsten landwirtschaftlichen Betriebs ohne Unterbrechung zu gewährleisten.

F: Nach langer Nutzung treten Sensordaten ab, wie kann man sie kalibrieren?

A: Temperatur-Feuchtigkeit - Sensor kann mit Standardtabelle kalibriert werden, pH / EC-Sensor verwendet Standardpuffer Kalibrierung, empfohlen, einmal jährlich Kalibrierung; Plattform wird automatisch die Kalibrierungskurve aufzeichnen, wenn die Datenabweichung > ± 5%, wird die Kalibrierung Erinnerung auslösen, um die Überwachungsgenauigkeit zu gewährleisten.

F: Wenn das System automatisch bewässert, tritt es auf, dass Wasserressourcen "Kalttropfen" verschwendet?

A: Nein. Das System unterstützt die geschlossene Schleifeüberwachung des Durchflussmessers, wenn der tatsächliche Bewässerungsfluss und die Zielflussabweichung > 10%, wird sofort Alarm auslösen und das Ventil automatisch schließen, um effektiv zu verhindern, dass Wasserressourcenverschwendung durch nächtliche Rohrplatten, Rohrverstopfungen und andere Probleme verursacht wird, besonders geeignet für unbewachte Szenarien.

VIII. Schlussfolgerung

Die Digitalisierung ist nicht das Endziel der intelligenten Landwirtschaft, sondern das zentrale Mittel, um eine qualitativ hochwertige Entwicklung der Landwirtschaft zu erreichen. Durch den Aufbau einer vollständigen geschlossenen Schleife von "Wahn - Entscheidungsfindung - Ausführung - Optimierung" wird dieses Programm verteilte Umweltparameter, Pflanzenphysiologische Merkmale und Agronomische Erfahrungen in berechnerbare, wiederverwendbare und wiederholbare digitale Modelle umwandeln, die traditionelle Landwirtschaft vollständig verändert die passive Situation von "Himmel zu essen" und die vier Jahreszeiten ausgewogene Produktion, Pflanzenqualität kontrollierbar, Anbauteinnahmen errechnen Ziele.

In der Zukunft, mit der kontinuierlichen Iteration der Technologie, Benutzer können nur sanft "One-Klick - Bestätigung" auf dem Handy, um das komplexe landwirtschaftliche Management an das System automatisch abzuschließen - so dass der Anbau einfacher, anständiger und nachhaltiger ist, das ist der Kernwert der intelligenten Landwirtschaft.