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物聯網在綠色茶園的應用

2018-6-15 14:43:25 人評論 次瀏覽 分類:


    中國是一個農業大國,地域遼闊,自然災害頻發氣候復雜多變,將物聯網技術用于解決“ 三農”問題是一個很好的發展機遇。針對中國現代農業發展的實際需求來看,當今最主要的問題是如何實時地采集和處理農業現場和養殖業及其相應病蟲害的各種信息。物聯網在現代農業領域的應用包括: 監視農作物灌溉情況、畜禽的環境狀況、土壤氣候變更以及大面積的地表檢測,收集溫度、風力、濕度、大氣、降雨量、土壤水分、土壤pH值等,從而進行科學預測,幫助農民減災、抗災,進行科學種植,進而提高農業的綜合效益。陜西省在國家科技支撐規劃、西北優勢農作物生產管理系統中開發出可實施采集大氣溫濕度、二氧化碳的濃度、土壤溫濕度的傳感器網絡節點,構建由感知節點、匯聚節點、通訊服務器局域網絡的監控中心,農業專家系統組成的交互式農戶生產平臺,實現對這些農作物,比如說蘋果、獼猴桃、甜瓜、番茄為代表的西部農作物的生產發育的精細量化管理。在湖南的長沙,在大風管理里,對大風的速度、溫度進行調節,通過物聯網的技術可以自動地調節更加適合于大風里面作物的生產這樣的一些需求。
     本項目將物聯網技術與有機生態茶園的生產相結合,物聯網在有機茶園的栽培、精準化管理和茶葉生產銷售過程中將起到非常重要的作用。有機茶是無污染、安全、優質、營養類食品,其生產基地必須是清潔無污染的生態環境,生產過程中必須維持水、土、氣資源的持續生產力,還必須截斷外來污染源和自身對環境的污染。故生產過程中完全不用化學合成肥料、農藥、生長調節劑、食品添加劑和其他有害于環境和身體健康的物質,通過使用有機肥、種植綠肥、作物輪作、生物防治病蟲害、生物或物理除草等措施培肥土壤、控制病蟲害,保證最終產品質量達到標準。有機茶的生產結果保護了茶園生態環境,促進了良性生態循環,進而保障了人類健康,促進茶業的可持續發展。
    以有機生態茶園為管理起點,構建從茶園現場到茶園管理工作站,再到物聯網服務系統中心的管理和服務體系。

(技術結構圖)

本技術架構實現茶園現場多處各項參數數據到管理工作站的采集匯總,再到物聯網服務系統中心的聚集,實現采集,存儲,分析和數據發布服務。

 

一、智能茶園精準化管理支持系統

     1、土壤測定儀,用于收集土壤水分、土壤肥力等信息,2、環境測定儀,用于收集空氣溫濕度,陽光指數,風力風向,灰塵含量等信息;3、災害測定儀,用于分析土地利用現狀、植被分布、作物的生長情況、作物的災情分布、天氣預報等信息。茶園通過安裝以上設備,建立起茶園信息采集系統,監測信息的收集與處理,達到信息的獲取手段的可靠性、先進性和信息的準確性和適時性。依托不斷發展的計算機及網絡技術,建立功能完善的資源信息管理系統,實現室內空問數據庫與屬性數據庫(管理系統基礎數據庫,不斷完善與收集)的一體化,提供圖文并茂的茶園信息,提供強大的空問定位和分析能力,挖掘各類數據的內在關系,全面提升室內遙感管理信息系統的應用水平和數據使用效率。同時通過信息系統提供直觀、形象、方便、圖形化的顯示手段,具備了強大的可視化分析能力。

     通過不斷優化信息采集系統,使其發展成為多數據源、多用途、多角度、多層次的信息系統,用于支持茶園專家系統,集成室內監控信息與遙感技術、地理信息,對茶園大范圍、連續、動態的監測與信息處理,不僅能夠實時、直觀的了解茶園詳實、多維的動態信息,而且能夠方便、迅速的結合各專家資料信息,從而更迅速的反映出專家評價結果,提供性能完善,安全可靠的信息遠程遙感系統。

     通過監控并采集地下和地面氣象、植被、土壤狀況等信息的數字化實時采集器,主要針對茶農關心的茶園水肥、茶園自然災害、茶葉長勢、茶樹病蟲害等類情況進行實時跟蹤,每類監測內容又分為若干子項目,茶農或茶園技術員可以任意選擇監測項目或子項目及監測時間,監測區域進行實時監測。同時將用于檢測點檢測的數據:土壤養分含量、土壤水分含量、氣候狀況、茶葉生長情況等數據存儲,存儲方式有單一的圖片存儲和監控視頻錄像存儲。單一存儲可以直接和數據庫中留存的資料數據進行比對,發出相關預警。視頻存儲用于監視綜合情況的回顧和資料保存。

在寬帶網絡與GIS、GPS支持下,執行處理分析系統發出的指令,直接或間接通過信息實時(準實時)獲取系統返回處理結果,由GIS系統形成的操作系統以實時通訊的形式輸出,數據可以直接輸入到茶園機械上的數據接口,可使茶葉機械自動控制變量,實現茶園變量作業。

     根據實際情況的需要,可以通過遠程遙感控制茶園,對重要信息、圖片的出現或重要日子產生預警提示信息,以提醒管理人員、操作人員查看情況,合理分析,判斷情況,及時控制各種情況。系統根據定制規則自動產生預警信息提示,如果預警信息不及時處理則觸發系統的監督預警機制,將提示不斷重復,不斷警告,直到被重視并確定預報信息,規范了系統的工作行為。

二. 茶葉追溯管理信息系統

     通過采用二維碼和電子標簽,建立茶園、茶農、茶葉加工車間、包裝、貯藏、運輸、銷售環節信息數據庫,在茶葉包裝袋上貼上二維碼標簽,同時在茶葉包裝袋內放入聚乙烯材料制作的電子標簽,一是防止運輸、銷售過程中被調包,更換內容,二是實現存儲物流過程動態不開封檢測和記錄。

   茶葉安全追溯管理機制

利用互聯網建立連接茶園、加工、相關運輸、銷售環節單位和消費者,從而構成茶葉從生產到銷售的全過程監控,提供給政府及有關部門,同時及時將反饋信息傳送到茶農及專家等。本系統還可以對茶葉品牌、企業品牌、品牌資信等進行管理。

  2.網上茶園系統

實現在互聯網上,手機上即時觀看茶園現場,采茶過程,茶園生產流程,讓所有人來監督茶園的栽培和茶葉生產;同時可以進行咨詢專家、查詢茶農服務信息以及環境信息等茶園綜合信息管理方面的服務。

    這是一個智能化的信息系統,不僅可以作為茶業現代化的載體,傳播各類實用的茶業知識和高新技術成果,而且擁有高層次、多方面茶業專家知識,并能模仿人類推理過程,對多種知識和多項成果進行綜合集成,以形象、直觀的方式向使用者提供各種茶業問題決策咨詢服務活動。
本項目系統體系結構采用業界最新的分布式多層體系結構、J2EE、XML技術、業務邏輯組件化技術,采用業界經典的M—V— C(Model View Controler)設計模式,實現系統表現邏輯(用戶界面)與業務邏輯的分離,從而實現客戶端應用系統的“零維護”;采用JAVA技術,使得應用服務器中的應用系統達到跨平臺兼容的效果;通過采用統一應用安全底層平臺實現系統的安全性;采用數據庫復制或異步消息傳輸機制,實現了網站內網與外網的信息交換機制;并利用現有的多種隔離手段確保數據交換的安全性。

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