農(nóng)業(yè)小氣候觀測(cè)站在黑土中的應(yīng)用

一.概述

鴻昇農(nóng)業(yè)小氣候自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)農(nóng)業(yè)氣候觀測(cè)的特點(diǎn)，如農(nóng)林、農(nóng)田種植分布廣，監(jiān)測(cè)點(diǎn)多，布線(xiàn)、供電困難，溫室內(nèi)氣候要求精度高，畜禽舍內(nèi)環(huán)境因素復(fù)雜等。，以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和圖像的遠(yuǎn)程管理為切入點(diǎn)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建統(tǒng)一便捷的信息交互平臺(tái)。

研發(fā)中采用了先進(jìn)的微機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。利用覆蓋范圍廣的GPRS或4G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，利用智能人機(jī)界面、電腦和手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)農(nóng)業(yè)氣候監(jiān)測(cè)。

農(nóng)業(yè)小氣候自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)主要由下位機(jī)采集系統(tǒng)、上位機(jī)軟件應(yīng)用平臺(tái)和輔助擴(kuò)展部分組成。

下位機(jī)采集系統(tǒng)由氣象傳感器、微機(jī)氣象數(shù)據(jù)采集儀、供電系統(tǒng)/太陽(yáng)能電池板、光百葉箱、野外保護(hù)箱和不銹鋼氣象支架等組成。上位機(jī)軟件應(yīng)用平臺(tái)包括電腦和手機(jī)的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)和大屏幕顯示發(fā)布系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)的功能可以擴(kuò)展，可以與當(dāng)?shù)剞r(nóng)林部門(mén)聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)報(bào)表，方便分析研究，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

二、背景簡(jiǎn)述

中國(guó)文化強(qiáng)縣龍江縣隸屬于黑龍江省齊齊哈爾市，地處大興安嶺南麓與松嫩平原的過(guò)渡地帶，雅魯藏布江沿岸。龍江縣是著名的粗糧產(chǎn)區(qū)，也是畜牧大縣。全縣面積6175平方公里(2013年)，轄5鎮(zhèn)9鄉(xiāng)。2014年全縣人口達(dá)到60萬(wàn)。龍江縣旅游資源也很豐富，龍興鎮(zhèn)張公館、沙家街古城遺址、金長(zhǎng)城遺址、景星鎮(zhèn)遺址、七棵樹(shù)鎮(zhèn)望海遺址等歷史文化遺址都在這里。全縣有漢族、滿(mǎn)族、回族、蒙古族等28個(gè)民族。

這里的地形自西向東分為三種類(lèi)型:低山-丘陵-平原，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)。春季多風(fēng)少雨干旱，夏季暖短，雨熱同季，秋季氣溫變化快，易霜凍，小氣候特征明顯，冬季漫長(zhǎng)寒冷干燥。

龍江縣的主要?dú)庀鬄?zāi)害是干旱、洪澇、大風(fēng)、冰雹、霜凍、雷暴等自然災(zāi)害，特別是干旱。為了抵御自然災(zāi)害，更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)自然環(huán)境，增加農(nóng)田產(chǎn)量和收入，我公司為這里的幾個(gè)村莊配備了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)農(nóng)田環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在監(jiān)控室，監(jiān)控并反饋多個(gè)農(nóng)田的數(shù)據(jù)。

三.安裝位置

現(xiàn)場(chǎng)工作人員正在安裝監(jiān)控設(shè)備。由于場(chǎng)地面積大，地形復(fù)雜，死角多，監(jiān)控設(shè)備需要安裝的非常高。

農(nóng)業(yè)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)中安裝的監(jiān)控探頭可以360度旋轉(zhuǎn)，無(wú)死角監(jiān)控周?chē)h(huán)境。下面安裝護(hù)欄，防止損壞。

安裝在監(jiān)測(cè)桿下的只是我們現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制柜。這種機(jī)柜不僅防風(fēng)防雨，還能抵御東北嚴(yán)寒，非常適合惡劣環(huán)境下的戶(hù)外使用。

第四，功能的實(shí)現(xiàn)

大田環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器。監(jiān)測(cè)風(fēng)向、空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度等一系列參數(shù)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

這些傳感器的功能和效果如下:

1.地面溫度、濕度、光照和光合有效輻射傳感器采集的信息可以幫助我們及時(shí)了解作物的生長(zhǎng)情況。當(dāng)作物受到這些因素的制約時(shí)，用戶(hù)可以快速反應(yīng)，采取應(yīng)急措施；

2.使用雨量、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓傳感器可以收集大量氣象信息。當(dāng)信息超出正常范圍時(shí)，用戶(hù)可以及時(shí)采取預(yù)防措施，減少自然災(zāi)害造成的損失。

3.可以實(shí)現(xiàn)地下或水下土壤溫度、水分、水位、氮、磷、鉀、溶解氧、PH值的信息采集。

4.檢測(cè)土壤溫度、濕度和水位是為了實(shí)現(xiàn)合理灌溉，防止大量灌溉造成的水資源浪費(fèi)和土壤養(yǎng)分流失。

5.檢測(cè)氮、磷、鉀、溶解氧、PH值等信息，是為了全面檢測(cè)土壤養(yǎng)分含量，準(zhǔn)確指導(dǎo)稻田合理施肥，提高產(chǎn)量，避免過(guò)量施肥帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

同時(shí)，傳感器使用壽命長(zhǎng)，免維護(hù)。

這是農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的操作平臺(tái)。多區(qū)域多點(diǎn)監(jiān)控適用于大型現(xiàn)場(chǎng)。各種參數(shù)一目了然，誰(shuí)都看得懂。

功能特點(diǎn)

大田農(nóng)業(yè)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)安裝調(diào)試完畢，目前為止，沒(méi)有出現(xiàn)任何故障。

項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人反映，他們解決了實(shí)際問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)處理功能很棒，節(jié)省了人力資本；

各監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化可以統(tǒng)一反映在值班室，更便于管理；該系統(tǒng)界面簡(jiǎn)單直觀，易于使用。

農(nóng)業(yè)小氣候觀測(cè)系統(tǒng)可以直接測(cè)量常規(guī)氣象因子(大氣溫度、環(huán)境濕度、平均風(fēng)速和風(fēng)向、瞬時(shí)風(fēng)速和風(fēng)向、降水量、光照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)直接輻射、露點(diǎn)溫度、土壤溫度、土壤熱通量、土壤濕度、葉面濕度)，以及水面蒸發(fā)量、太陽(yáng)綜合有效輻射等因子。基于環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)施農(nóng)業(yè)的綜合生態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的自動(dòng)控制和智能管理。

合肥鴻昇科技有限公司

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