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物联网在绿色茶园的应用

2018-6-15 14:43:25 人评论 次浏览 分类:


    中国是一个农业大国,地域辽阔,自然灾害频发气候复杂多变,将物联网技术用于解决“ 三农”问题是一个很好的发展机遇。针对中国现代农业发展的实际需求来看,当今最主要的问题是如何实时地采集和处理农业现场和养殖业及其相应病虫害的各种信息。物联网在现代农业领域的应用包括: 监视农作物灌溉情况、畜禽的环境状况、土壤气候变更以及大面积的地表检测,收集温度、风力、湿度、大气、降雨量、土壤水分、土壤pH值等,从而进行科学预测,帮助农民减灾、抗灾,进行科学种植,进而提高农业的综合效益。陕西省在国家科技支撑规划、西北优势农作物生产管理系统中开发出可实施采集大气温湿度、二氧化碳的浓度、土壤温湿度的传感器网络节点,构建由感知节点、汇聚节点、通讯服务器局域网络的监控中心,农业专家系统组成的交互式农户生产平台,实现对这些农作物,比如说苹果、猕猴桃、甜瓜、番茄为代表的西部农作物的生产发育的精细量化管理。在湖南的长沙,在大风管理里,对大风的速度、温度进行调节,通过物联网的技术可以自动地调节更加适合于大风里面作物的生产这样的一些需求。
     本项目将物联网技术与有机生态茶园的生产相结合,物联网在有机茶园的栽培、精准化管理和茶叶生产销售过程中将起到非常重要的作用。有机茶是无污染、安全、优质、营养类食品,其生产基地必须是清洁无污染的生态环境,生产过程中必须维持水、土、气资源的持续生产力,还必须截断外来污染源和自身对环境的污染。故生产过程中完全不用化学合成肥料、农药、生长调节剂、食品添加剂和其他有害于环境和身体健康的物质,通过使用有机肥、种植绿肥、作物轮作、生物防治病虫害、生物或物理除草等措施培肥土壤、控制病虫害,保证最终产品质量达到标准。有机茶的生产结果保护了茶园生态环境,促进了良性生态循环,进而保障了人类健康,促进茶业的可持续发展。
    以有机生态茶园为管理起点,构建从茶园现场到茶园管理工作站,再到物联网服务系统中心的管理和服务体系。

(技术结构图)

本技术架构实现茶园现场多处各项参数数据到管理工作站的采集汇总,再到物联网服务系统中心的聚集,实现采集,存储,分析和数据发布服务。

 

一、智能茶园精准化管理支持系统

     1、土壤测定仪,用于收集土壤水分、土壤肥力等信息,2、环境测定仪,用于收集空气温湿度,阳光指数,风力风向,灰尘含量等信息;3、灾害测定仪,用于分析土地利用现状、植被分布、作物的生长情况、作物的灾情分布、天气预报等信息。茶园通过安装以上设备,建立起茶园信息采集系统,监测信息的收集与处理,达到信息的获取手段的可靠性、先进性和信息的准确性和适时性。依托不断发展的计算机及网络技术,建立功能完善的资源信息管理系统,实现室内空问数据库与属性数据库(管理系统基础数据库,不断完善与收集)的一体化,提供图文并茂的茶园信息,提供强大的空问定位和分析能力,挖掘各类数据的内在关系,全面提升室内遥感管理信息系统的应用水平和数据使用效率。同时通过信息系统提供直观、形象、方便、图形化的显示手段,具备了强大的可视化分析能力。

     通过不断优化信息采集系统,使其发展成为多数据源、多用途、多角度、多层次的信息系统,用于支持茶园专家系统,集成室内监控信息与遥感技术、地理信息,对茶园大范围、连续、动态的监测与信息处理,不仅能够实时、直观的了解茶园详实、多维的动态信息,而且能够方便、迅速的结合各专家资料信息,从而更迅速的反映出专家评价结果,提供性能完善,安全可靠的信息远程遥感系统。

     通过监控并采集地下和地面气象、植被、土壤状况等信息的数字化实时采集器,主要针对茶农关心的茶园水肥、茶园自然灾害、茶叶长势、茶树病虫害等类情况进行实时跟踪,每类监测内容又分为若干子项目,茶农或茶园技术员可以任意选择监测项目或子项目及监测时间,监测区域进行实时监测。同时将用于检测点检测的数据:土壤养分含量、土壤水分含量、气候状况、茶叶生长情况等数据存储,存储方式有单一的图片存储和监控视频录像存储。单一存储可以直接和数据库中留存的资料数据进行比对,发出相关预警。视频存储用于监视综合情况的回顾和资料保存。

在宽带网络与GIS、GPS支持下,执行处理分析系统发出的指令,直接或间接通过信息实时(准实时)获取系统返回处理结果,由GIS系统形成的操作系统以实时通讯的形式输出,数据可以直接输入到茶园机械上的数据接口,可使茶叶机械自动控制变量,实现茶园变量作业。

     根据实际情况的需要,可以通过远程遥感控制茶园,对重要信息、图片的出现或重要日子产生预警提示信息,以提醒管理人员、操作人员查看情况,合理分析,判断情况,及时控制各种情况。系统根据定制规则自动产生预警信息提示,如果预警信息不及时处理则触发系统的监督预警机制,将提示不断重复,不断警告,直到被重视并确定预报信息,规范了系统的工作行为。

二. 茶叶追溯管理信息系统

     通过采用二维码和电子标签,建立茶园、茶农、茶叶加工车间、包装、贮藏、运输、销售环节信息数据库,在茶叶包装袋上贴上二维码标签,同时在茶叶包装袋内放入聚乙烯材料制作的电子标签,一是防止运输、销售过程中被调包,更换内容,二是实现存储物流过程动态不开封检测和记录。

   茶叶安全追溯管理机制

利用互联网建立连接茶园、加工、相关运输、销售环节单位和消费者,从而构成茶叶从生产到销售的全过程监控,提供给政府及有关部门,同时及时将反馈信息传送到茶农及专家等。本系统还可以对茶叶品牌、企业品牌、品牌资信等进行管理。

  2.网上茶园系统

实现在互联网上,手机上即时观看茶园现场,采茶过程,茶园生产流程,让所有人来监督茶园的栽培和茶叶生产;同时可以进行咨询专家、查询茶农服务信息以及环境信息等茶园综合信息管理方面的服务。

    这是一个智能化的信息系统,不仅可以作为茶业现代化的载体,传播各类实用的茶业知识和高新技术成果,而且拥有高层次、多方面茶业专家知识,并能模仿人类推理过程,对多种知识和多项成果进行综合集成,以形象、直观的方式向使用者提供各种茶业问题决策咨询服务活动。
本项目系统体系结构采用业界最新的分布式多层体系结构、J2EE、XML技术、业务逻辑组件化技术,采用业界经典的M—V— C(Model View Controler)设计模式,实现系统表现逻辑(用户界面)与业务逻辑的分离,从而实现客户端应用系统的“零维护”;采用JAVA技术,使得应用服务器中的应用系统达到跨平台兼容的效果;通过采用统一应用安全底层平台实现系统的安全性;采用数据库复制或异步消息传输机制,实现了网站内网与外网的信息交换机制;并利用现有的多种隔离手段确保数据交换的安全性。