数字化技术优势
数字化灌溉通过智能水肥一体化建立智慧农业基础平台,打造涉农产业的综合平台,从而打通农场到餐桌全产业链业务服务流,最终实现农业生产,农业技术服务,农业产品产供销一体的智慧管理,对农业生产实现种植、养殖全产业链,全天候全流程技术支持,生产管理物联网、云平台的技术支持并提供全面、方便和高效地服务。
作为数字化灌溉技术服务产品之一,基于物联网技术水肥决策系统具有以下优点:
(1)降低人工成本,提高劳动生产效率
由于农业投入大、产出慢、利润低的特点,经营者尤其是规模化经营者对成本投入极为敏感,人力投入大是他们面临的问题之一。当前中国农业劳动力平均耕种面积只有4.5亩左右,先进国家可达到10000亩左右,使用自动化、智能化水肥管理手段,提高单位人工管理面积是其重要手段,也是我们亟待发展的,节省农业劳动用工的高新技术。
(2)科学水肥决策指导,进行按需供给
从事传统农业的种植者一般按照个人经验进行灌溉、施肥,灌溉施肥效果依赖于种植者的经验水平,受人为因素影响很大,而且普遍存在着在滴灌系统使用上仍沿用大水漫灌的经验,造成大量水肥浪费。现代农业是按需供给的农业,按照作物需水、需肥规律进行水肥管理才能有效提升产量和品质,这需要综合作物、土壤、气象、水资源、工程等多方面因素进行智能水肥决策分析,为种植者提供科学施肥灌溉决策建议,以指导农业生产。
(3)进行水肥标准化管理,提升农产品品质
近年来,种植者已慢慢从相对重视产量向追求产量、品质、生态转变,农产品品质提升越来越重要。标准化管理被认为是提升农产品品质的重要手段,水肥标准化管理在农产品品质提升中必不可少,除了前面提到的对作物生长按需供给外,还需要实现精准供给,需要多少水肥,就精准控制给到作物多少肥料。
威海精讯的智能灌溉系统围绕农业生产最基本要素水、肥的高效管理,融合物联网、大数据、云计算等现代信息技术,构建集田间环境实时感知、灌溉施肥智能决策、水肥管理精准控制、灌溉系统综合展示于一体的智能水肥应用平台,实现万亩良田,一人管理,帮助种植者降本增效,提升管理效率和效果,助力农业标准化、现代化、集约化、可持续发展,实现农民增产增收。
数字化水肥决策系统实现功能
田间环境全面感知
气象、土壤、作物是影响灌溉施肥的关键因素,快速精准获取这些信息是智能水肥一体化的基础。数字化智能水肥一体化,一方面在田间部署各类物联网感知和监控终端,自动采集最真实的现场环境数据,另一方面接入丰富的外部数据,如气象数据、遥感数据等,丰富感知网络,实现不间断、全面、可靠的田间环境数据的采集。
大数据科学决策
基于对田间环境的全面感知,分析作物需水、需肥规律,根据作物需求构建智能水肥决策模型,将各类感知数据通过数据同化带入模型,计算出最适合本地的水肥建议,同时跟踪作物和环境变化,动态调整决策建议,指导用户科学用水、用肥,改变传统凭经验进行水肥管理的现状。
水肥精准可靠控制
从软件、硬件两个层面实现水肥远程精准控制。软件层面,提供集喷灌、滴灌、管灌等多种灌溉方式于一体,涵盖自动控制、手动控制、定时控制、定量控制等众多控制模式,支持电脑PC端、手机端等多种操作终端的智能控制平台;硬件层面,采用具备边缘计算功能的智能网关,保证在断网的情况下也能将发送的控制指令按序执行,对网关与控制节点、网关与平台进行加密处理,保证传输的安全性。
数字化决策系统优势
提供丰富气象数据,指导灌溉
气象数据对农业生产的影响不言而喻,种植户通常在本地布设气象站以获取精准气象信息。数字化智能水肥一体化平台接入了官方丰富气象数据,涵盖全国近30年气象历史数据、全国气象实况数据以及高空间分辨率的气象预报数据等,在无明显小气候变化区域用户不安装本地气象站,利用附近站点数据也能实时掌握田间气象信息,大大节省成本。
灌溉形式多样,功能强大
数字化智能水肥一体化平台,可以对滴灌、大型喷灌机、微喷等各类灌溉方式的水肥一体化各设备分别进行控制,也可以制定整套灌溉施肥计划,各设备按照计划自动运行,并可设置自动停机条件,无需人工干预,真正实现无人值守的全自动控制,进一步减少人工,降低人为误操作、漏操作造成的损失。
模型动态决策,AI辅助优化
目前,很多水肥一体化平台是不提供水肥决策功能的,或仅提供简单的基于土壤含水量上下限的决策方法,该方法的实质仍是灌溉土壤而非按照作物需求进行灌溉。数字化智能水肥决策,基于作物数字模型和田间水量平衡原理和作物养分管理特征,分析作物需水需肥规律,构建动态水肥决策模型,并在传统水量平衡模型基础上进行优化改进:如考虑不同灌溉方式特点,制定喷灌在关键生育期集中灌溉施肥、滴灌基于作物需水需肥进行少量多次施肥灌溉的不同模型;根据土壤水分变化特征,动态判断作物根系深度;考虑土壤纵向分层异质性确定田间持水量参数等。
同时,采用大数据和人工智能技术,对作物系数、田间持水量、土壤养分系数等模型参数不断优化验证,以保证模型的科学可靠,真正将科研成果形成可落地应用的产品。
先进模块设计理念,设备与应用匹配,方便应用调整
采用先进分层设计理念,由物联网设备平台进行物联网设备接入与管理,由智能水肥一体化平台实现灌溉施肥业务操作,将应用软件与终端设备相配合,让平台可以方便地根据业务需要进行优化,不受设备限制。
权限控制满足多用户、多角色管理需求
通过平台权限控制,设置多种权限级别,功能操作和看到的设备数量因权限级别不同而不同,即可同时满足政府管理人员、服务运营人员、农场管理者、种植户等各类用户的不同管理需求。