农业四情综合监测系统

一、系统简介

       农业四情综合监测系统是基于物联网在农业领域中的典型应用之一，系统综合集成了计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、传感器技术、虚拟现实技术及无线通信技术等，实现对农场的数字化/3D可视化综合管理，包括远程诊断、自动控制、灾变预警、生产及质量追溯管理、农场人员/设备/资源实时动态管理，农场作物/牲畜自动化全程化实时动态管理，农产品可追溯化的配送服务等等。从而实现对农场生产环境的精准监测和控制，提高农场生产效率，减少成本，提高农场建设管理水平，提高农产品生产及配送全过程的透明度，提高客户参与度及满意度，为客户提供安全/绿色/可追溯可视化的农产品服务。

二、系统特点

       1、成熟可靠，安装便捷

采用工业级、高可靠、高密度传感器，数据测量更精确、更具权安装便捷威性；无线传输，安装更便捷，随用随装。

2、结构灵活，空间自由

基于B/S系统结构，无论在何处，只要能上网即可无需安装任何空间自由程序直接访问系统。

3、功能强大，图表分析

实施状况、实时数据、设备状况等重要内容均配以图标显示并支图表分析持打印输出，保障资料传阅上报。

4、丰富数据，管理功能

多层次监测数据管理，支持从分钟、小时、每天、每周、每月数管理功能据管理、编辑、导出和自动生成曲线图功能。

       5、视频监控，直观便捷

系统接入远程网络摄像机，可远程视频查看现场情况，身在监控直观便捷中心，如临现场。

三、系统构成

       农业四情监测系统主要由农业灾情气象监测系统、土壤墒情监测系统、病虫害监测系统、苗情监测系统组成。

       1.农业灾情气象监测系统

        农业灾情气象系统可概括为对农作物信息（温湿度、光照、风力信息等）的全面感知，可靠传输和智能处理，利用物联网技术远程在线采集环境温湿度、养分和气象信息，以实现农业生产精准化、自动化、智能化、标准化。

       （1）通过空气温度、湿度、光照、照度传感器采集信息可以及时掌握大田生长情况，当大田因这些因素生长受限，用户可快速反应，采取应急措施。

       （2）通过雨量、风速、风向、气压传感器可收集大量气象信息，当这些信息超出正常值范围，用户可及时采取防范措施，减轻自然灾害带来的损失。

       1.1农业气象站整体配置情况如下

       1.2系统组网情况情况如下：

        2.土壤墒情监测系统

       定点定时对土壤含水量及水势进行测定，及时了解土壤水分过多、适宜、缺少与严重缺乏等情况的一项经常性的农业基础工作，是农作物“三情”（苗情、虫情、水情）监测的重要内容之一，适时掌握土壤墒情，对于合理灌溉、节约用水、抗旱保收、因土施肥具有重要的指导意义。

       土壤墒情监测系统是一款集土壤湿度、土壤温度、土壤PH值、电导率、土壤氮磷钾等土壤要素的智能采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的检测设备，整机由多通道数据采集仪、传感器、供电系统、通讯系统、物联网平台软件组成。

       2.1土壤墒情站整体配置情况如下

       1.2系统组网情况情况如下：

       3.病虫害监测系统

       病虫害监测系统主要采用杀虫灯和虫情自动测报系统，杀虫灯是利用害虫趋光性进行诱杀的一种物理防治方法。频振式杀虫灯是利用害虫较强的趋光、趋波、趋色、趋性信息的特性，将光的波长、波段、波的频率设定在特定范围内，近距离用光、远距离用波，加以诱到的害虫本身产生的性信息引诱成虫扑灯，灯外配以频振式高压电网触杀，使害虫落入灯下的接虫袋内，达到杀灭害虫的目的。太阳能自动清虫杀虫灯配有刷虫装置，可以智能控制自动清虫。

       物联网虫情测报系统是新一代害虫自动测报系统，本系统主要利用温度、光、电、数控技术、无线传输技术、物联网技术构建出一套害虫生态监测及预警系统。该系统集害虫诱捕和拍照、环境信息采集（可搭载气象、土壤监测设备）、数据传输、分析于一体，实现了害虫的诱集、分类统计、实时报传、远程检测、虫害预警和防治指导的自动化、智能化。

应用范围：农业、林业、牧业、蔬菜、烟草、茶叶、药材、园林、果园、城镇绿化、检疫等领域。

       3.1主要系统设备

      3.1.1 智能远程虫情测报系统

智能远程虫情测报系统采用镀锌喷塑整体结构，利用光、电、数控技术，物联网系统，气象系统等多种系统，实现虫体自动处理、接虫盒自动转换、整灯自动运行等功能；在无人监管的情况下，能自动完成诱虫、杀虫、收集、分装、排水等系统作业。该系统对昆虫的发生与发展进行监测、分析和预测，为农业现代化提供服务，满足虫情测报、采集标本的需要。

（1）主要诱捕害虫：

   ①蔬菜类害虫：甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、小菜蛾、菜螟、白飞虱、黄曲条跳甲、马铃薯块茎蛾、加螟、蝼姑；

   ②水稻害虫：稻螟、叶蝉、稻二化螟、稻三化螟、稻飞螟、稻纵卷叶螟；

   ③棉花害虫：棉铃虫、烟青虫、红铃虫、造桥虫、盲蝽象；

   ④果树害虫：突背斑红蝽、食心虫、尺蛾、吸果夜蛾、桃蛀螟；

   ⑤森林害虫：美国白蛾、灯蛾、柳毒蛾、松毛虫、松天牛、柄天牛、光肩星天牛、桦尺蠖、卷叶蛾、春尺蠖、杨树白蛾、大青叶婵；

   ⑦麦类害虫：麦蛾、粘虫；

   ⑥杂粮类害虫：草地贪夜蛾、高梁条螟、玉米螟、大豆食心虫、豆天蛾、谷子钻心虫、苹果桔时蛾；

   ⑧地下害虫：地老虎、烟青虫、金龟子、龟纹瓢虫、七星瓢虫、蝼蛄；

   ⑨草原害虫：亚洲小车蝗、草地螟、叶甲；

   ⑩仓储害虫：大谷盗、小谷盗、麦蛾、黑粉虫、豆象、瓢虫等1326种主要害虫。

       （2）设备参数

           ①满足 GB/T 24689.1-2009植物保护机械虫情测报灯标准中安全要求和技术要求。

           ②整体结构采用不锈钢。

           ③采用光、电、数控技术，自动控制。

           ④彩色7寸中文液晶LCD电容触摸屏操作；可分时段设置和控制，自动拍照和动拍照均可。

           ⑤测报灯内置4800W像素摄像头图像采集设备，可通过摄像头实时采传送带上的虫子情况，所拍摄图像清晰度能够达到人工识别昆虫种类的要求。

           ⑥虫体均匀洒落平铺在传送带上，传送带可将所有诱集的昆虫虫体准确送至高清摄像装置拍摄区域内，并对诱集的昆虫虫体进行震动分散平整处理，保证个昆虫虫体特征都被清楚拍摄。

          ⑦仪器内置计数装置，可以实时记录虫子数量并上传至平台。

          ⑧远程设置工作模式：远程无线拍照和终端设备参数远程设置。

           ⑨具有自动清扫和昆虫虫体分天储存装置，可将拍摄完毕的昆虫虫体运离拍摄区域，并收集到接虫瓶中，接虫瓶容量为1.5L，集虫装置可满足八天分天存放，也可直接排到箱体外。

           ⑩各种仪器和数据报警参数可通过网络远程上传到远程服务器中，方便维护和管理。

           ⑪内置GPS定位功能，在地图中查看设备站点等数据，设备被盗可追踪。

           ⑫也可手动控制转仓、诱虫灯开关、加热管开关、杀虫仓和烘干仓清空、震动电机开关、传送带开关等功能。

           ⑬上、下两层远红外虫体处理仓，更有效的完成杀虫和烘干工作。

           ⑭远红外虫体处理仓温度控制：工作15分钟后温度到达85±5℃，处理时间任意可调。

           ⑮远红外虫体处理致死率不小于98%，虫体完整率不小于95%。

           ⑯诱虫光源：20W诱虫灯管，主波长365nm，灯管启动时间：小于5秒 。

           ⑰光控控制：晚上自动开灯，白天自动关灯（待机），在夜间工作状态下，不受瞬间强光照射改变工作状态。

           ⑱时段控制：根据靶标害虫生活习性规律，设定工作时间段。

           ⑲雨控系统装置：单独的排水系统结构，将雨水自动排出，有效将雨虫分离，使箱体内无积水。

           ⑳电源：电压波动范围：220V±60V，有漏电保护装置。

       3.1.2、物联网杀虫灯

       杀虫灯是如今防治害虫的重要工具，它能做到有效灭杀害虫，对农田生态环境没有毒副作用。科技高速发展的当下，杀虫灯有多种类型；针对不同场景或者害虫，可选择不同的绿色防控工具。

       物联网杀虫灯是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具，通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据，用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态，具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能

       在农田种植区安装物联网杀虫灯，能有效遏制害虫发生，保障农作物良好生长。该设备利用自身装置与物联网功能相结合，能实现虫体自动清理、整灯自动运行等功能；在无人监管的情况下，能自动完成诱虫、杀虫作业，不仅解决了人工清虫频繁的问题，而且能为虫害的发生、发展分析和预测提供依据，为农业生产提供现代化植保服务，满足各类种植场景的防虫、治虫需求。

       设备参数

       （1）符合GB/24689.2-2017植物保护机械频振式杀虫灯国家标准。

       （2）触杀虫网：采用不锈钢方形竖网连接，竖丝直径2mm,设有电网过流短路保护装置，防止因虫体残余电网短路。

       （3）光控技术：根据昼夜交替自动开关灯。

       （4）雨控装置：当湿度大于95%RH，频振灯能进入自动保护状态，当湿度不大于95%RH时，可恢复正常工作。

       （5）时间控制模块：根据目标昆虫生活习性规律，可设定8个时间控制模式。

       （6）反接保护：具有正负极意外反接保护功能，防止因人为操作不当造成灯体损坏。

       （7）低温保护：当空气温度低于5摄氏度左右(误差±5%)，杀虫灯进入自动休眠状态，可增加蓄电池的使用寿命。

       （8）蓄电池保护：控制电路设计有蓄电池自动维护功能，防止过充过放降低蓄电池的使用寿命。

       （9）状态显示：杀虫灯灯体上方蓝色led指示灯显示光伏和蓄电池充电工作状态，红色led指示灯显示工作状态和故障状态，方便用户了解整灯的运行情况。

       （10）无线传输模块：工业级设计，采用高性能超低耗射频芯片及高速单片机控制，SIM卡槽有ESD防护。

       （11）通过平台可以远程设定工作时间和控制开关灯，每台设备都能通过GPS定位，在地图上面展现分布的点位，方便用户查看及具有防盗的功能。

       （12）灯杆高度：3米。

       （13）控制面积：40～60亩。

       4.苗情监测系统

       苗情监测系统主要运用音视频技术，对农田作物长势等情况实时监测，以便工作人员及时掌握作物生长情况，对突发情况能及时采取措施，减少损失。

       苗情视频监测系统是指安装摄像机通过同轴视频电缆或无线路由的方式将图像传输到控制主机，实时观察植物生长情况，在监控中心或异地互联网上即可随时看到作物的生长情况。

       4.1主要系统设备

       4.1.1、配置清单

       4.1.2、监控球机

       （1）图像传感器:1/2.8＂ progressive scan CMOS。

       （2）最低照度:彩色：0.05Lux @ (F1.6，AGC ON)；黑白：0.01Lux @(F1.6，AGC ON) ；0 Lux with IR。分辨率及帧率:主码流 50Hz:25fps (1920×1080);60Hz: 30fps(1920×1080)视频压缩:H.265/H.264/MJPEG

       （3）红外照射距离:100米。

       （4）焦距:4.8-110mm，23倍光学。

       （5）水平视角:57.6-2.7度(广角-望远)。

       （6）Smart图像增强:120dB超宽动态、透雾、强光抑制、电子防抖、Smart IR。

       （7）水平及垂直范围:水平360°；垂直-15°-90°（自动翻转），水平速度:水平键控速度：0.1°-80°/s,速度可设;水平预置点速度：80°/s，垂直速度:垂直键控速度：0.1°-80°/s,速度可设;垂直预置点速度：80°/s。

       （8）支持萤石接入。

       （9）支持4G（移动、联通，电信）网络传输，兼容3G（移动、联通、电信）4G参数。

       （10）无线制式:LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA。

       （11）无线频段:

               LTE-TDD Quad-band Band 38/39/40/41;  

               LTE-FDD Dual-band Band 1/3;

               TD-SCDMA Dual-band Band 34/39;      

               UTMS(WCDMA) Single band Band 1。

       （12）电源接口:DC12V。

       （13）网络接口:RJ45网口，自适应10M/100M网络数据。

       （14）音频输入/输出:1路音频输入；1路音频输出。

       （15）报警输入/输出:1路报警输入；1路报警输出。

       （16）具有RS485控制接口。

       （17）SD卡接口:内置Micro SD卡插槽，支持Micro SD(即TF卡)/Micro SDHC/Micro SDXC卡（最大支持256G）。

       （18）功耗:22W max（其中红外灯7W max）。

       （19）工作温度和湿度:-30℃-65℃；湿度小于90%。

       （20）防护等级:IP66。

       （21）尺寸:Φ164.5×290mm 。

       （22）重量:2Kg。