智慧设施农业管理
时间：2025-04-27
涉川
一、方案介绍
本方案围绕温室种植环境智能控制、作物生长实时监测、数据可视化分析、智慧灌溉与能耗管理、劳动力智能分配等方面进行全方位设计，构建一套集数据采集、传输、决策与执行一体化的智慧农业综合管理平台，助力设施农业降本增效、绿色生产。
本方案围绕温室种植环境智能控制、作物生长实时监测、数据可视化分析、智慧灌溉与能耗管理、劳动力智能分配等方面进行全方位设计，构建一套集数据采集、传输、决策与执行一体化的智慧农业综合管理平台，助力设施农业降本增效、绿色生产。
二、监测目标
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实现温室环境、能源、作物生理等多维数据的实时监测
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自动调控温室开窗、加热、遮阳、灌溉、CO₂补充等系统
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智能预警异常环境事件，提高种植管理的及时性和精准性
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实现作物长势、微气象、土壤墒情等数据的集中展示与分析
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打造智慧劳工管理平台，提升人效比与管理精度
三、需求分析
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需要高可靠性、低延迟的数据传输及控制响应
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需支持大屏幕集中展示与移动端远程访问
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系统需具备良好的扩展性和二次开发接口
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要求高效节能运行，系统稳定性高，支持7×24小时不间断工作
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符合农业生产数据安全、能源管理、设备安全标准
四、监测方法
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物联网传感器网络实现环境参数、能耗、作物生理数据实时采集
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云平台存储与处理数据，采用规则引擎进行智能决策控制
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视频图像监控实现作物生长动态监测与远程巡检
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大屏+移动端多终端联动展示与指挥
五、应用原理
基于多点采集-云端处理-智能决策-自动执行-人工干预辅助的闭环控制逻辑。系统以温室微气象条件与作物需水、需光、需肥规律为基础，结合环境变化自动匹配控制策略，实现智能、节能、绿色、高效生产。
六、功能特点
基于多点采集-云端处理-智能决策-自动执行-人工干预辅助的闭环控制逻辑。系统以温室微气象条件与作物需水、需光、需肥规律为基础，结合环境变化自动匹配控制策略，实现智能、节能、绿色、高效生产。
六、功能特点
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全环境要素智能采集与控制
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支持环境、作物、水肥、能耗四大模块统一管理
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多端协同（指挥中心LED大屏+手机APP+Web平台）
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数据可视化趋势分析、预测与智能预警
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智慧劳工平台优化人力资源配置与作业效率
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支持第三方软硬件设备接入，开放接口对接
七、硬件清单
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温湿度、光照、CO₂浓度、风速风向、降雨传感器
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土壤墒情监测站
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作物生理传感器（叶片温度、PAR、基质水势）
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智能环境控制器（通风、遮阳、加热、加湿、降温控制）
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物联网关与通信模块（4G/5G/NB-IoT）
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智能灌溉控制器、水肥一体化机组
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LED高清显示屏及控制系统（指挥中心专用）
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数据服务器与云平台支撑系统
八、硬件参数（量程、精度）
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温度：-40℃～85℃，精度±0.5℃
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湿度：0～100%RH，精度±3%RH
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CO₂：0～5000ppm，精度±30ppm
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PAR光合有效辐射：0～2500μmol/m²/s，精度±3%
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土壤水分：0-100%VWC，精度±2%
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液位监测：0-10m，精度±1cm
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LED大屏亮度≥600cd/m²，刷新率≥3840Hz，分辨率≥6240×1620
九、方案实现
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在温室、室外安装各类传感器及执行器
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布设无线物联网网络或有线控制系统
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云平台搭建数据存储、处理与展示模块
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智能环境控制器接收指令自动执行动作
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指挥中心建设LED显示屏集中展示生产数据与预警
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搭配移动APP进行远程管理与报警推送
十、数据分析
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温室环境变化曲线分析
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作物长势与环境因子的相关性建模
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灌溉水量与作物生长关系分析
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能耗分析与节能评估
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劳动力投入与生产效率统计
十一、预警决策
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温湿度、CO₂浓度、土壤水势等参数越界自动报警
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设备故障智能识别并推送运维提醒
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根据作物需水需肥模型自动推送灌溉与施肥建议
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综合环境风险预警（霜冻、高温、干旱预警）
十二、方案优点
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全过程智能化，无人值守下高效管理
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多维度数据辅助决策，提高种植科学性
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降低能耗与人工成本，提升温室整体效益
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系统模块化、可扩展，适应不同种植模式
十三、应用领域
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智能温室大棚
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现代植物工厂
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高效农业示范园区
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设施蔬菜、水果、花卉种植基地
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科研院所设施农业实验基地
十四、效益分析
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温室能耗降低10%-25%
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作物单产提升15%-30%
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用水效率提升20%-35%
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劳动力成本降低15%以上
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整体投资回收周期缩短至2-3年
十五、国标规范
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GB/T 22482-2008 设施农业温室用设备通用技术条件
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GB 50348-2018 温室建筑工程技术规范
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GB/T 22482-2021 智能温室工程系统技术规范
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NY/T 2110-2012 温室环境控制系统技术规范
十六、参考文献
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《智慧农业关键技术与应用》
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《现代设施农业环境控制原理与技术》
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《温室智能化控制系统开发与实践》
十七、案例分享
某大型蔬菜智慧温室园区采用本方案建设智慧设施农业系统，实现全年无间断精准控制管理，单位面积产量提升23%，用水量降低21%，用能成本下降18%，成为省级智能农业示范基地，获得多个智慧农业创新奖项。
某大型蔬菜智慧温室园区采用本方案建设智慧设施农业系统，实现全年无间断精准控制管理，单位面积产量提升23%，用水量降低21%，用能成本下降18%，成为省级智能农业示范基地，获得多个智慧农业创新奖项。
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