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方舱养殖监控系统解决方案

1. 总体方案设计

1.1 项目背景

        近年来,随着经济的迅猛发展,科学技术的不断进步,电子通信技术的日趋成熟,导致对设备的远程自动控制已逐渐成为现代农业发展的重要手段和措施,这也给传统农业带来了的一场科技革命。在此背景下,我司采用边缘计算技术、AI技术、云技术等先进的算法,结合智能传感器、智能网关、智慧云平台等软硬件搭配的方式,研发了方舱智慧养殖监控系统解决方案。本方案以先进的技术和现代化设施,利用稳定的网络数据传输,结合云平台控制系统,远程自动控制养殖作物生长的温度、湿度、通风等环境条件,使其生长少受外界环境因素的影响,全流程自动控制环境因素在作物生长的最适宜状态,达到管理高效,作物高产的目的。本方案依托大数据形成多种养殖模型,用户可根据自身实际情况及需求一键定制,让各行业养殖更简便,更智能。


1.2 现状分析

1.2.1 传统方舱养殖依赖人工巡查

        传统方舱养殖业大多是通过人工巡检,定期查看作物的生长状态,根据经验判断哪些生长因素缺失,需要补充;哪些因素过多,需要调整。这种定期巡检既浪费人力,也可能无法第一时间发现环境因素变化对作物生长的影响。

1.2.2 传统方舱养殖依赖人工调控

        传统方舱养殖业通过定期巡检,即便能够及时发现环境中哪项因素变化影响了食用菌的生长,还需要人工去控制该因素的定点位置,根据以往经验手动控制相关设备设施的开启。这就需要大量人力资源,浪费人力成本。

1.2.3 传统方舱养殖无法控制作物处于最佳环境

        传统食用菌养殖业环境因素控制需要依赖人工经验,例如,温湿度变化,光照情况,通风情况等,各人的感知不同,形成的经验难免有偏差,手动操控可能无法达到食用菌生长的最佳环境状态,人工控制对食用菌养殖来说不够智能。


1.3 总体目标

        从方舱养殖的整体流程出发,改变传统养殖监察不足,依赖人工等问题,对方舱养殖周期内需要时刻关注的温度、湿度、光照、通风问题进行智慧化、数字化、可视化的智能管理。通过在方舱内安装新风加热设备、喷淋加湿设备、灯带补光灯设备、新风通风设备等前端智能化设备,联动智慧云平台,根据大数据模型自动调节环境温度、湿度、光照、碳氧平衡等影响方舱作物生长的因素,使其处在作物生长的最佳环境下。


2. 解决方案与总体设计

2.1 解决方案

        根据大数据统计,按照作物最高产状态,设定方舱作物生长最佳环境模型,使方舱作物生长少受外界环境影响,始终存在于系统设定的最佳环境状态中,从而节约成本,提高产能。

        智慧监控系统分为自动种植模式和手动种植模式两种。

        自动种植:不需要人工参与管理,系统依据设定的最佳生长模型自动调节温度、湿度、二氧化碳、氧气浓度、光照度等作物生长因素。

        手动种植模式:平台实时监测、显示生长环境因素,人工参与调整设备启动和关闭。全系控制操作均可形成历史变化曲线,使管理者实时掌握作物环境变化情况。


2.2 方案架构

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2.3方案亮点

2.3.1生态环境实时监测

        通过方舱智慧养殖监控系统可对方舱内作物生长情况进行实时监测,用户可随时了解作物生长过程中的温湿度、光照及碳氧比等影响作物生长的因素变化情况,出现异常可随时调整。

2.3.2生态模型自主选择

         通过计算机云技术监测大量数据信息,并计算、筛选出方舱作物产量最高时的环境状态,形成特定的大数据模型,用户可根据方舱面积、地点等因素自主选择最佳种植模型,保障作物处在最佳生长环境中,使作物产量达到最高值。

2.3.3环境状态自动控制

        用户根据实际情况选择适合自己的监控系统模型,模型对作物生长的最佳环境状态已经设置完成,在作物生长过程中如果环境变化与设定值不符,系统能够自动调节到最佳环境状态,因此,管理者无需具备种植经验,系统即可告知作物阶段性种植动作。

2.3.4作物生长分区控制

        方舱内作物分为多个小单元,同一方舱内不同区域的小单元作物的生长情况可能由于区域环境差异,导致与设定的最佳环境不同,系统可自动分辨区域内作物生长是否处于最佳环境,如未处在最佳环境,系统可远程自动调节小单元内作物环境状态达到最佳。

2.3.5省时省力智慧管理

        本套监控系统,能够脱离传统人工养殖模式,完全做到自动监测、自动调节、自主管理。不仅提高了方舱养殖的管理效率,增加了作物产值,还节省了传统养殖所需的人力、物力成本,实现了数字化、智慧化、可视化管理。


3. 系统介绍

3.1系统网络拓扑图


系统网络拓扑图 水印.png


3.2系统功能介绍

3.2.1作物生长实时监测

        实时监控方舱作物的生长状态,所处环境状态,采集生长状态影响因素以及变化情况等数据,传输至智慧云平台对数据进行综合分析,形成方舱作物最佳生长环境模型。

3.2.2作物生长环境状态管理

        选择适合方舱养殖的生态环境模型,对作物生长环境状态进行实时监测,科学管理,如出现个别区域作物生长不佳状态,管理人员通过系统调控环境因素,使其达到作物最佳生长值。

3.2.3设备故障告警管理

        通过前端智能化传感设备,联动智慧云平台调控方舱作物的生长环境,当传感设备出现故障,云平台可自动发布告警信息,定位故障设备,生成维修预案,基础故障自动后台修复,复杂故障及时通知,快速修复。

3.2.4报警信息推送

        报警信息可通过软件平台、APP、短信的方式实时推送给相关人员,通知可推送多人,确保相关责任人能够第一时间对报警事件进行处理。

3.2.5统计报表分析报

        设备频发风险点位统计;作物生长数据采集;作物产量评估报告生成;环境数据变化统计;故障报表统计等,按日、月、年进行汇总统计。


4. 方案案例

4.1案例介绍

        方舱食用菌智慧养殖,是借助方舱养殖监控系统解决方案达成的创新养殖模式。此系统运用大数据采集、深入分析并付诸实践,构建出能使食用菌产量达到峰值的理想环境模型。用户可依自身实际情形,挑选最为适配的环境模型。该模型能够实时监测食用菌的生长状态,精准剖析其生长环境中缺失或过量的各类因素,例如自动调控食用菌生长所需的最佳温湿度与通风条件等,有效推动食用菌产量迈向最高水平。同时,用户还可依托监控系统,随时了解食用菌的整体生长态势,针对生长欠佳的区域自主调节环境要素,涵盖灌溉量、光照强度等,全面保障食用菌的健康生长与高产丰收。


4.2案例系统示意图


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