SantraukaŠiuolaikinio ūkio pastatų valdymo intelektualizavimas daugiausia priklauso nuo eksploatavimo ir priežiūros sistemos. Eksploatavimo ir priežiūros sistemos intelektualizavimas yra tiesiogiai susijęs su visapusišku šiltnamių eksploatavimo efektyvumu ir taip pat atspindi ūkio pastatų valdymo modernizavimą, kuris turi populiarinimo ir nuodugnios plėtros vertę. Šiame straipsnyje pristatomas intelektualios eksploatavimo ir priežiūros sistemos taikymas Čingdao ūkio pastatų valdymo bazėje, analizuojamas jos taikymo poveikis ir įvertinama sistemos populiarinimo vertė, siekiant pateikti informacinę nuorodą atitinkamiems specialistams ir išplėsti tolesnį išsamų susijusių sistemų tyrimą, taip pagerinant techninį ir intelektualų ūkio pastatų valdymo lygį.

Raktiniai žodžiai: Pažangi valdymo ir priežiūros sistema; Žemės ūkio įrenginiai; Taikymas

Sparčiai vystantis Kinijai, tradiciniai žemės ūkio gamybos metodai nebepajėgė patenkinti visuomenės poreikių dėl žemės ūkio produktų kokybės ir kiekybės. Pastaraisiais metais sparčiai vystėsi modernus ūkinis pastatas, pasižymintis dideliu derlingumu, efektyvumu ir aukščiausia kokybe, ir tai atveria didžiulį rinkos potencialą. Tačiau, palyginti su išsivysčiusiomis žemės ūkio šalimis ar regionais pasaulyje, Kinijos ūkinio pastato technologijų lygis vis dar gerokai atsilieka, ypač taikant žemės ūkio daiktų internetu pagrįstas intelektualias valdymo ir priežiūros sistemas, tokias kaip žemės ūkio jutikliai ir mašinų debesijos smegenys, kur skaitmeninimą reikia skubiai tobulinti.

1. Pažangi žemės ūkio eksploatavimo ir priežiūros sistema

1.1 Sistemos apibrėžimas

Pažangi žemės ūkio eksploatavimo ir priežiūros sistema yra besiformuojanti sistemų technologija, kuri giliai integruoja daiktų interneto (IoT) technologiją, išmaniąją valdymo technologiją ir įvairius žemės ūkio procesus, tokius kaip sodinimas, sandėliavimas, perdirbimas, transportavimas, atsekamumas ir vartojimas. Integruodama „sistemą + aparatinę įrangą“, išmanioji žemės ūkio eksploatavimo ir priežiūros sistema naudoja pagrindines daiktų interneto technologijas, tokias kaip jutimo technologija, perdavimo technologija, apdorojimo technologija ir bendros technologijos, kad būtų galima visapusiškai išspręsti daugiainteraktyvias problemas, tokias kaip individuali žemės ūkio darbuotojų identifikavimas, situacijos suvokimas, nevienalytės įrangos tinklai, daugiašaltinis nevienalytis duomenų apdorojimas, žinių atradimas ir sprendimų palaikymas.

1.2 Techninis maršrutas

Paprastai žemės ūkio valdymo sistemos struktūrą daugiausia sudaro suvokimas, tinklas ir platforma. Remdamosi tuo, įmonės gali išplėsti loginius sluoksnius pagal žemės ūkio tipus ir verslo poreikius. Žemės ūkio intelektualios valdymo ir priežiūros sistemos architektūra parodyta 1 paveiksle.

Siekiant patenkinti išmaniojo žemės ūkio įrenginių eksploatavimo ir priežiūros poreikius, galima pritaikyti tokius jutiklius kaip temperatūros ir drėgmės jutiklis, anglies dioksido jutiklis, apšvietimo jutiklis, srovės jutiklis, vandens srauto jutiklis, anglies dioksido srauto jutiklis, gamtinių dujų srauto jutiklis, svorio slėgio jutiklis, EC jutiklis ir pH jutiklis, o didelę paklausą turinčios įmonės gali tirti ir kurti jutiklius bei naudotis pagrindiniu duomenų perdavimo protokolu, kad būtų užtikrintas stabilus duomenų perdavimas ir fiksavimas.

1.3 Vystymosi reikšmė

Pažangi valdymo ir priežiūros sistema, naudodama žemės ūkio daiktų internetą, naudoja pažangias jutimo technologijas, informacijos perdavimo technologijas ir pažangias apdorojimo technologijas, kad galėtų stebėti ir nuotoliniu būdu valdyti visas žemės ūkio veiklos grandis, skatinti pažangią žemės ūkio gamybos, valdymo ir strateginių sprendimų informaciją bei užtikrinti aukštą žemės ūkio gamybos efektyvumą, intensyvumą, mastą ir standartizavimą. Galiausiai bus įgyvendintas vertikalus visų augalininkystės grandžių sujungimas ir horizontalus visų žemės ūkio pramonės grandinės grandžių sujungimas. Sukurti žiedinės ekonomikos ekologiją su sodinimo technologijų sistema, žemės ūkio smegenų platforma, žemės ūkio maisto sauga, žemės ūkio produktų prekybos platforma, nauja žemės ūkio tiekimo grandinės finansų sistema, būdingu žemės ūkio turizmu ir papildomu sodinimu bei veisimu (2 pav.).

 

2.Vandens ir trąšų integracijos informacijos stebėsena

2.1 Sistemos principas

Sistema atlieka neigiamą grįžtamąjį ryšį su vandens ir trąšų sistema, nustatydama kokosų sėlenų matricos vandens kiekį, EC, pH ir kitas vertes, kurios atlieka svarbų vaidmenį tiksliai valdant drėkinimą. Atsižvelgiant į skirtingų sodinimo scenų ypatybes, analizuojant ir tiriant matricos charakteristikas bei struktūrą, sukurtas empirinis laiko drėkinimo modelis, viršutinės ir apatinės ribos matricos vandens nustatymui skirtas drėkinimo modelis; integruota vandens ir trąšų informacijos rinkimo sistema gali valdyti drėkinimo modelį, optimizavimas ir iteracija gali būti atliekami nuolat gamybos ir priežiūros procese.

2.2 Sistemos sudėtis

Sistemą sudaro skysčio įleidimo surinkimo įtaisas, skysčio grąžinimo surinkimo įtaisas, substrato realaus laiko stebėjimo įtaisas ir ryšio komponentas, kur skysčio įleidimo surinkimo įtaisą sudaro pH jutiklis, EC jutiklis, vandens siurblys, srauto matuoklis ir kitos dalys; o skysčio grąžinimo surinkimo įtaisą sudaro slėgio jutiklis, pH jutiklis, EC jutiklis ir kitos dalys; substrato realaus laiko stebėjimo įtaisą sudaro skysčio grąžinimo surinkimo padėklas, skysčio grąžinimo filtro tinklelis, slėgio jutiklis, pH jutiklis, EC jutiklis, temperatūros ir drėgmės jutiklis ir kitos dalys. Ryšio modulį sudaro du LoRa moduliai, vienas centrinėje valdymo patalpoje, o kitas – šiltnamyje (3 pav.). Laidinis ryšys yra tarp kompiuterio ir centrinėje valdymo patalpoje esančio ryšio komponento, belaidis ryšys yra tarp centrinėje valdymo patalpoje esančio ryšio komponento ir šiltnamyje esančio ryšio komponento, o laidinis ryšys yra tarp šiltnamyje esančio ryšio komponento ir relės, substrato aptikimo komponento ir skysčio grąžinimo aptikimo komponento (4 pav.).

2.3 Programos poveikis

Šios stebėjimo sistemos gaunamas laistymo vandeniu ir trąšomis sistemos poveikis lyginamas su laistymo sistemos, kurią tiekia tik tiekėjai, poveikiu. Palyginti su pastaruoju, vidutinis vieno pomidorų augalo laistymas naudojant šią stebėjimo sistemą sumažėja 8,7 % per dieną, o grįžtamojo skysčio tūris – 18 %, o grįžtamojo skysčio EC vertė iš esmės išlieka tokia pati. Tai rodo, kad augalai sunaudoja daugiau maistinių medžiagų tirpalo, kai ši stebėjimo sistema naudojama laistymui pagal maistinių medžiagų tirpalo absorbcijos pasėliuose dėsnį. Naudojant šią išmaniąją laistymo sistemą, laistymo kiekį galima sumažinti 29 %, o grąžinamo skysčio kiekį – vidutiniškai 53 %, palyginti su empiriniu laistymu pagal laiko limitą (5–6 pav.).

 

3. Daiktų interneto pagrindu sukurta aplinkos kontrolės sistema

Susidūrus su tikslios didelio masto dinaminių spektrinių mazgų valdymo gamyklų gamyklose poreikiu, įdiegta daiktų interneto sintezės technologija, skirta išspręsti didelio masto ir nevienalyčių mazgų įsigijimo bei tikslaus gamyklos apšvietimo aplinkos valdymo problemas. Pažangi apšvietimo valdymo sistema gamykloje naudoja išmaniuosius LED šviestuvus kaip nešiklį ir pritaiko WF-IOT didelių duomenų sintezės daiktų interneto technologiją, kad sukurtų didelio masto decentralizuotą terminalų tinklą, palaikantį duomenų rinkimą, perdavimą ir valdymą. Sistemą galima laisvai grupuoti pagal gamybos reikalavimus, o gamyklos šviestuvų šviesos intensyvumą galima nuolat reguliuoti realiuoju laiku, atsižvelgiant į skirtingas apšvietimo sąlygas ir augalų augimo poreikius, kad būtų galima tiksliai valdyti papildomos šviesos intensyvumą ir papildomos šviesos kiekį (7 pav.). Per periferinį tinklą galima dinamiškai rinkti ir perduoti jutimo duomenis, tokius kaip aplinka ir apšvietimas, tuo pačiu metu stebėti energijos suvartojimą internetu ir realiuoju laiku užfiksuoti papildomos šviesos energijos suvartojimą kiekvienoje augimo zonoje.

Sistema realizuoja tikslų augalų valdymą rinkdama šiltnamio vidaus ir išorės valdymo duomenis ir užbaigia „augalų valdymo modelio“ produkto kūrimą. Srovės, CO2, gamtinių dujų ir vandens jutikliais realizuojamas „energijos sistemos“ stebėjimo duomenų rinkimas. Naudojant robotų regos technologiją, per vaisių spalvos, vaisių skaičiaus, vaisių stiebo dydžio, lapų, stiebų ir kt. duomenis stebimas ir atpažįstamas visas augalų augimo duomenų procesas (8 pav.).

4.Reklaminė vertė

Pažangi žemės ūkio valdymo ir priežiūros sistema, pasinaudojant pramoninio interneto platformos privalumais, viena investicija, daugkartinis paslaugų naudojimas, pramoninio interneto dalijimosi koncepcija, skatina daiktų interneto kūrimą ūkiuose mažomis sąnaudomis ir dideliu efektyvumu bei pagerina išmanųjį ir ekologišką ūkių lygį. Pavyzdžiui, projekte, kuriame sistema taikoma Laixi mieste, Čingdao, bendras trąšų panaudojimo lygis gali siekti daugiau nei 90 %, tai yra tris kartus daugiau nei tradicinio žemės dirbimo metu. Visame procese neišleidžiamos gamybinės nuotekos, todėl sutaupoma 95 % vandens, palyginti su lauko dirbimu, ir sumažėja trąšų tarša dirvožemyje. Ši sistema, aptikdama CO2 šiltnamyje, išsamiai analizuoja tokius aplinkos veiksnius kaip temperatūra ir apšvietimas šiltnamio viduje ir išorėje, o CO2 tiekimas reguliuojamas realiuoju laiku, o tai ne tik patenkina augalų poreikius, bet ir padeda išvengti atliekų, efektyviai sustiprina pasėlių fotosintezę, pagreitina angliavandenių kaupimąsi, padidina derlių ploto vienete ir pagerina daržovių kokybę. Visa eksploatavimo ir priežiūros valdymo sistema realizavo automatinį šiltnamio aplinkos valdymo įrenginių veikimą, automatinį ir tikslų visų orų įrangos veikimą, 10 % sumažino energijos sąnaudas ir 60 % rankinio valdymo sąnaudas, tuo pačiu metu gali imtis apsaugos priemonių, pavyzdžiui, pirmą kartą uždaryti langą nuo nepalankių oro sąlygų, tokių kaip stiprus vėjas, lietus ir sniegas, veiksmingai išvengiant paties šiltnamio ir jame esančių augalų praradimo staigaus blogo oro atveju.

5.Išvada

Šiuolaikinio ūkinių įrenginių vystymo negalima atskirti nuo žemės ūkio intelektualios valdymo sistemos teikiamų privalumų. Tik atitinkama valdymo sistema, pasižyminti stipresniu suvokimu, analize ir sprendimų priėmimo gebėjimais, gali toliau žengti modernizacijos keliu. Žemės ūkio intelektuali valdymo sistema gerokai sumažina dirbtinio valdymo trūkumus ir skatina intelektualų žemės ūkio gamybos, valdymo ir strateginių sprendimų informavimą. Didėjant įvesties apimtims ir nuolat turtinant sistemos naudojimo scenarijus, jos duomenų modelį reikia nuolat atnaujinti ir iteruoti remiantis didesniu duomenų kiekiu, kad sistema taptų intelektualesnė ir visapusiškai pagerintų šiuolaikinio ūkinių įrenginių intelektualumo lygį.

PABAIGA

[citavimo informacija]

Originalus autorius Sha Bifeng, Zhang Zheng ir kt. Šiltnamių sodininkystė Žemės ūkio inžinerijos technologijos 2024 m. balandžio 19 d. 10:47 Pekinas