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一、技術名稱
設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵設備及應用技術研究
二、技術概述
（一）技術類別：技術體系。
（二）技術類型：技術服務。
（三）技術基本情況：
針對當前設施農(nóng)業(yè)存在的專用智能測控產(chǎn)品少、功能弱、標準化程度低及可靠性差等問題,提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的設施農(nóng)業(yè)智能化整體解決方案,以便為設施農(nóng)業(yè)健康、高效及可持續(xù)發(fā)展提供技術支撐。首先突破物聯(lián)網(wǎng)專用終端制造技術,研發(fā)設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用感知終墻、傳輸終端及智能控制終端,并通過故障自診斷技術提髙終端的性能及穩(wěn)定可靠性。針對設施農(nóng)業(yè)智能控制模型研究薄弱、控制精度差等問題,研發(fā)設施環(huán)境多因子綜合調控模型,研發(fā)基于作物生理需求與專家經(jīng)驗相結合的典型作物智能控制模型,提高設施農(nóng)業(yè)環(huán)境調控及水肥一體化控制的精準性。最后,通過設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智慧管理平臺研發(fā),實現(xiàn)設施農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的接收、存儲、分析、自動控制及監(jiān)測預警等功能;通過移動客戶端的開發(fā)進一步提高服務的便利性。
技術主要突破以下技術難點：
1.設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用設備研發(fā)。研發(fā)功能強大、性能穩(wěn)定可靠的設施農(nóng)業(yè)專用信息感知、傳輸及智能處理終端,為功能強大、性能穩(wěn)定可靠的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研制奠定基礎。研究物聯(lián)網(wǎng)終端故障遠程快速修復技術,研發(fā)設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)故障自診斷及遠程修復系統(tǒng)。
2.設施農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合調控技術。研究典型結構設施溫室多因子綜合調控模型,研究設施環(huán)境多因子綜合調控方案及實現(xiàn)方法,研究構建經(jīng)濟實用、穩(wěn)定可靠的設施環(huán)境多因子綜合調控系統(tǒng)。
3.典型設施作物水肥一體化智能控制技術。研究典型作物水肥控制模型,研究水肥一體化控制系統(tǒng)結構及實現(xiàn)方法,實現(xiàn)設施水肥的自動調整和精準控制。
4.設施農(nóng)業(yè)專用物聯(lián)網(wǎng)相關標準研究。優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)整體架構設計,研究結構簡單、功能易擴展及易標準化的設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準架構,提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能及易擴展性。研究制定設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟件接口與標準,制定設施溫室內傳感器數(shù)量、安裝位置及安裝方法等規(guī)程。
（四）技術示范推廣情況：
開發(fā)了 “神農(nóng)物聯(lián)”系列物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知設備，實現(xiàn)了我國環(huán)渤海地區(qū)鹽堿地地區(qū)，國內主要沙漠區(qū)域和大蒜主產(chǎn)區(qū)等不同農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境信息的精準感知，為實現(xiàn)設施控制提供穩(wěn)定可靠的環(huán)境感知技術基礎，在此基礎上研發(fā)了設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能管控設備，實現(xiàn)了設施環(huán)境的精準感知和智能高效管控，并通過增加語音識別控制等方式優(yōu)化設施管理結構，簡化操作模式，降低設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的使用門檻。目前，設備在德州陵縣糜鎮(zhèn)綠通智慧農(nóng)業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園、泰安東平訊發(fā)有機蔬菜專業(yè)合作社、東營市東營區(qū)景屋生態(tài)果蔬種植農(nóng)民專業(yè)合作社、陵縣三高蔬菜種植專業(yè)合作社和德州菁松農(nóng)業(yè)科技有限公司等地進行應用示范，并選取適當作物構建示范基地500畝，輻射帶動3000畝以上。
（五）提質增效情況：
上述技術與產(chǎn)品應用到設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中,可以顯著降低勞動成本,提高勞動生產(chǎn)率,提高水肥利用效率,提升農(nóng)產(chǎn)品品質和質量,提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。實施后節(jié)約生產(chǎn)成本20%以上,肥水利用效率提高30%以上。由于農(nóng)產(chǎn)品品質和質量得到顯著提升,可以增強農(nóng)產(chǎn)品在國際、國內市場的競爭力,顯著提高農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟效益。由于我國設施農(nóng)業(yè)規(guī)模較大,技術和產(chǎn)品的熟化與批量生產(chǎn),可以形成巨大的市場空間。
三、技術要點
1.設施農(nóng)業(yè)專用物聯(lián)網(wǎng)核心板研發(fā)。
項目突破農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心板優(yōu)化設計技術,研發(fā)設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用核心板,為物聯(lián)網(wǎng)感知終端、傳輸終端及智能處理終端硏發(fā)奠定基礎。突破物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)異常與故障自診斷技術,研究物聯(lián)網(wǎng)終端故障遠程修復技術,實現(xiàn)設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)故障自診斷及遠程修復功能。
2.設施農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合調控技術研究。
研究基于設施溫室多因子綜合調控模型,突破實現(xiàn)設施環(huán)境多因子綜合調控方案及實現(xiàn)方法,研究構建經(jīng)濟實用、穩(wěn)定可靠的設施環(huán)境多因子綜合調控系統(tǒng)。
3.典型作物水肥一體化智能控制技術。
項目突破典型作物精準需求控制技術,研制作物需求精準施肥和精準灌溉的自動控制系統(tǒng)。
四、適宜區(qū)域
該技術可廣泛應用于設施農(nóng)業(yè)栽培種植領域。該技術利用物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境信息感知設備，實現(xiàn)設施內作物生長環(huán)境的實時精準感知，利用設施溫室多因子綜合調控模型，完善傳統(tǒng)設施控制模型的不足，提升設施溫室控制效率和精度，為設施作物管理提供精準、可靠的管理服務。
五、注意事項
1、注重設備的定期維護升級
設備工作后，會不斷獲取作物的生長數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，模型通過自我學習，將不斷提高設備的適應性，以滿足作物生長環(huán)境變化的需求，所以根據(jù)優(yōu)化結果，及時升級維護系統(tǒng)程序有利于提高系統(tǒng)工作效率，保障控制精度。
六、聯(lián)系人信息
姓名：柳平增
所在學院：信息科學與工程學院
手機號：18660865275
郵箱：pzliu@sdau.edu.cn
項目來源：山東農(nóng)業(yè)大學
